太极拳内劲短距离发力肌电图特征分析

李忠京

(福建师范大学体育科学学院,福建福州 350108)

太极拳内劲短距离发力肌电图特征分析

李忠京

(福建师范大学体育科学学院,福建福州 350108)

通过对实验组和对照组学生短距离发力的肌电图测试法和等速肌力测试法联合测试,采集到每个人体八个部位的肌电IEMG值和MF值,以及等速肌力的峰力矩和角度,对各通道的肌电数据进行距离分析和Mann-Whitney U检验,对等速肌力测试数据进行T检验,最后对两组IEMG值和MF值分层聚类的Q型聚类分析,发现对照组与实验组身体左右的IEMG差异值存在非常显著的差异;实验组大部分肢体的IEMG值都小于对照组;实验组的IEMG值和MF值都趋于同一类型。

太极拳内劲;肌电图;短距离发力

1 前言

在太极拳内劲的运用中,一般有这样的说法“在发只先须有拿,在拿只先须有引,在引只先须有化”[1]。这些“发、拿、引、化”就是内劲的一种形式。但如果直观地从一个肌肉单位中来看内劲的变化,我们可以从图1中来看太极拳的内劲变化方式有4大类:寻导、疏导、平衡、集中。而以上所说的“发、拿、引、化”包括在这四大类内劲方式之中。

图1 一个单位肌肉的太极拳内劲走向

人体在发力时肌肉经过了一些细微的变化,因此可以肯定地说经过太极拳内劲的训练的人,其肌肉用力的肌电图显示特征一定有异于普通人[2],本文将利用两组不同的学生发力的肌电图测试来观察他们的特征,以便总结出人眼看不出的一些细微特征,为更进一步地揭示太极拳的技击奥秘提供科学客观的数据。

2 研究对象与方法

2.1 研究对象

体育学院学生(男性)一共8人,其中4人经过8个月的太极拳内劲训练,但没有对在实验中的发力动作做专门的训练,另外4人为未受过太极拳内劲训练的学生。

2.2 研究方法

2.2.1 肌电图测试法和等速肌力测试法联合测试

每人都采取左脚在前的站立姿势,左手轻触在等速测力仪(HUMACNORM,USA)的用力把上,规定在10cm的短距离范围内进行前推发力。幅度用标记标出,每人都推3次。

同时把肌电议(MP150多导生理记录仪)的电极分别放于两侧的肱三头肌、第3腰椎的腰肌、股直肌、小腿的腓肠肌肌腹处,左右共8个部位进行测试。分别测试它们的 IEMG值和MF值。

2.2.2 数理统计法

取有效数据,使用SPSS13.0统计软件进行数据的处理。对各通道的肌电数据进行距离分析和Mann-Whitney U检验,对等速肌力测试数据进行T检验,最后对两组IEMG值和MF值分层聚类的Q型聚类分析。

3 研究结果与分析

3.1 两组各通道IEM G与MF值的左右距离差异比较分析

首先对两组每人的 IEMG值与MF值进行距离分析,并找出两组每一位人的IEMG与MF值左右对称肢体的距离差值,然后对两组的差值进行Mann-Whiney U检验。发现两组的IEMG左右对比值有显著性差异,MF左右对比值没有差异。IEMG左右对比值的检验结果见表1。

表1 对照组与实验组IEMG左右对比值的Mann-Whitney U检验结果

从以上结果可以看出,P值＜0.01,显示对照组与实验组身体左右的IEMG差异值存在非常显著的差异。实验组的IEMG差值明显小于对照组。而两组的MF值的左右值比没有差异,表明两组没有调动身体运动单元补偿来增加肌力[3]。对照组IEMG差异值大,说明人体两侧力量对比差异大[4],对人体的重心的稳定性影响较大,就是说实验组的重心比较稳定。因此说对照组在发力时,身体的力量分配不均匀,这是未受过太极拳内劲训练的人常犯的错误。内劲的最大特征之一就是发力与身体的平衡达到高度的统一,显示内劲的“平衡”功能。

3.2 各肢体的IEMG值和MF值对比分析

在对两组对应肢体的IEMG值对比中(如:对照组的左臂与实验组的左臂IEMG值的对比)发现,某些肢体的IEMG值有显著差异,个别的肢体的MF值有显著差异。

从表2可以清楚看到两组的左臂,左股四头肌,左小腿,右腰,右小腿共5个部位的IEMG值存在显著差异,只有左股四头肌1个部位的MF值存在显著差异。这说明在主要的发力肢体上,两组肌肉力量的运用存在差异,身体的肌肉运动协调形式是不一样的。

表2 对照组与实验组各肢体IEM G值和MF值的Mann-Whitney U检验

从IEMG值差异的5个部位中发现,它们的Mean Rank都是对照组的大于实验组,很显然对照组的各部位发力均大于实验组,而不是小于实验组,而左股四头肌的MF值的差异中Mean Rank却是实验组大于对照组。

表3 两组力矩/角度值的显著性检验

从表3中可以看到,实验组比对照组的力矩/角度值大的多,经过统计学检验P＜0.01,有非常显著的差异。说明实验组在单位转动角度上,具有更强的力量。也就是说太极拳内劲在短距离内可以发挥出较大的力量。实验组的内劲显然表现出了,肌肉的IEMG值小,省力,但是打击效果却更好,显示了内劲的“集中”功能。

3.3 两组IEM G值和MF值分层聚类分析

最后对两组的IEMG值和MF值进行分层聚类的Q型聚类分析,表4和表5分别显示的是IEMG值和MF值的分层聚类分析的类成员聚类表,类数从2到5的个案所属的类别。

表4 IEM G值分层聚类分析类成员聚类表

从表4和表5可以看出,随着类数的增加,对照组与实验组的聚类就越来越明显,实验组基本趋于同一种类型,而对照组却各自分层,说明对照组的IEMG值和MF值比较混乱,没有规律性。因此内劲的训练可以使人体肌肉的用力趋于一种协调的有序状态,它们的基本特征都趋于一致。

表5 M F值分层聚类分析类成员聚类表

4 结论

通过对实验组和对照组人员的 IEMG值和MF值的一系列统计处理发现,实验组的内劲发力时左右两侧力量差异相对较小,显示了内劲的“平衡”功能;实验组大部分肢体的IEMG值都小于对照组,显示了内劲省力但是打击效果却更好的“集中”功能;实验组的 IEMG值和MF值都趋于同一类型,表现出了很强的有序状态。因此通过多次发力后采集IEMG值和MF值数据的分层聚类分析,在以后可以作为评价练习者是否掌握内劲的客观依据之一。

[1]王力泉.吴氏简化太极拳[M].沈阳:辽宁人民出版社,1984:211.

[2]罗炯,金季春.表面肌电的处理方法及在体育科研中应用前景[J].山西体育科技,2005,25(1):1-4.

[3]秦岭.体育生物医学基础与发展[M].北京:人民体育出版社,2001:296.

[4]WANGDuming.WANGJian.JEL iezhong.sEMG time-frequency analysis techniques for evaluation of muscle fatigue and its application in ergonomic studies[J].space Medicine&Medical Engineening,2003,16(5):387-390.

Electromyogram Analysis of Inner Strength of Shadowboxing

Li Zhongjing
(College of Physical Education and Sports Science,Fujian Normal University,Fuzhou,350108,Fujian,China)

Utilizing technologies of superficial electromyogram ( sEMG) and isokinetic dynamometer ,the integrated electromyogram ( IEMG) and mean frequency (MF) were measured on eight sites in body with short - range push. Then the data were studied by distance analysis ,Mann - Whiteney U test and Q - cluster analysis method. The results indicated that : (1) The IEMGof the left side in body was different from the right side ,meanwhile ,there was significant difference in the difference between the shadowboxing exercise group and the control group without additional exercise than usual. (2) The IEMGof the exercise group was in the lower level ,compared with that of the control group . (3) The IEMG and MF tended to the same type in the exercise group .

inner strength of shadowboxing;electromyogram;push in short range

G852.11

A

1672-1365(2011)05-0075-02

2011-03-20;

2011-04-22

福建省教育厅课题“太极拳内劲系统开发研究”(JB06101)。

李忠京(1963-),男,山东莱阳人,副教授,硕士生导师,研究方向:中国传统武术养生。