胡海龙掷不同重量标枪最后用力肌电对比分析

李 阳 李 山

(1.兰州大学,甘肃兰州730000;2.西安体育学院,陕西西安710068)

虽然近年来我国选手标枪成绩进步较快,但是存在成绩发挥不稳定,难有大的突破等问题,表现在技术上的缺陷、专项化训练程度不够、用力顺序及用力程度不佳等方面,而技术 “瓶颈”主要体现在最后用力动作上。胡海龙在2010年全国田径冠军赛暨大奖总决赛中,以72.53m获得第3名,在苏州站2010年全国田径大奖赛获得第3名,成绩74.79 m[1]。作为优秀标枪运动员之一,在日常训练中掷不同重量的标枪已成为他专项训练的常用手段与方法。对于最后用力阶段主要肌群的参与程度、肌肉力量、用力顺序、用力时间等问题的研究还需要进一步结合表面肌电技术进行分析。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

以男子标枪运动员胡海龙为研究对象。胡海龙为国家健将,最好成绩75.91 m。身高188 cm,体重75 kg,23岁。测试前24 h没有做剧烈运动。

1.2 研究方法

1.2.1 实验法

采用芬兰ME6000无线遥测16导表面肌电测试系统,摄像机一部 (索尼DCR-HC901),同步信号发射器一台,均置于助跑道外运动员前进方向右侧;不同重量标枪700 g、800 g、900 g各2支。主要测试肱二头肌 (右)、肱三头肌 (右)、胸大肌(右)、右三角肌 (前部)、桡侧腕屈肌 (右)、背阔肌(右)、竖脊肌 (右)、腹外斜肌 (左、右)、股直肌 (右)、半腱半膜肌 (右)、腓肠肌后段 (右),12块肌肉。室外温度19℃。试验前,预热肌电仪,并将肌电仪进行初始设置:采样频率为1000HZ。摄像机拍摄距离为10 m,机高0.5 m,采样频率25HZ,并与同步信号发射器同步测试。给运动员贴好电极,两电极中心间距20 mm,电极设置完毕后进行零点检查,并晃动导线和敲击电极进行噪音检查并用弹力绷带固定,看示波器上是否有信号并检查同步仪。

1.2.2 数理统计法

对获得的肌电图用Megawin肌电软件分析系统分析以下指标:积分肌电值 (IEMG)、RMS等参数。对IEMG采用标准化处理,以最后用力动作总时间最长的一次为1,其他两次投掷取其相对值(r),再用其他投掷的IEMG结果除以r,获得最终IEMG结果。最后,对所获取的数据用Office 2007进行常规处理和计算。

2 结果与分析

2.1 胡海龙掷不同重量标枪原始肌电图对比分析

原始肌电图包含有基本的肌电活动信息,利用它可以直接评定肌肉是否被激活参与活动,肌肉活动的时程长短,肌电活动的强度,以及肌肉间的协调模式[2]。图1～3中Mark1—Mark2是助跑阶段和交叉步阶段,Mark2—Mark3是最后用力阶段。图1胡海龙掷700 g标枪最后用力时间为0.276 s。其间下肢和躯干的肌电波幅值较高,而肱二头肌、肱三头肌、三角肌前部肌电波幅较低,说明在整个投掷过程中下肢和躯干肌肉收缩产生的力较大。胸大肌、背阔肌、竖脊肌、腹外斜肌 (左右)、股直肌波幅值呈逐渐增加的趋势。图2中胡海龙掷800 g标枪最后用力时间为0.294 s。在测试过程中胸大肌、左侧腹外斜肌、股直肌肌电片不同程度脱落;肌肉放电时波幅较大,尤其是下肢肌群和躯干肌群;下肢的半腱半膜肌、腓肠肌 (后段)与三角肌(前部)有节奏的间隔放电;左侧腹外斜肌放电比右侧腹外斜肌放电程度大。

图1 胡海龙掷700 g标枪原始肌电图

胡海龙掷900 g标枪最后用力时间为0.385 s。肌电活动较强的肌肉为桡肌、三角肌前部、右侧腹外斜肌,较小的为肱三头肌、竖脊肌、背阔肌。上肢肌群较早地参与放电,桡肌和三角肌前部放电大于肱二头肌和肱三头肌。下肢肌群参与放电的先后 顺序是半腱半膜肌、腓肠肌后段、股直肌。

总体来看,胡海龙掷700 g标枪在最后用力阶段用时最少,800 g次之,900 g用时最多,表明在动作结构不变的情况下,掷轻器械可以加快出手速度。掷700 g和800 g标枪时下肢和躯干肌群肌电波幅大于上肢肌群波幅。而投掷900 g标枪时上肢肌群 (尤其是三角肌前部和桡肌)放电有所增加,可能是由于标枪重量的增加,导致肌肉收缩力度增大。

2.2 胡海龙掷不同重量标枪最后用力阶段IEMG对比分析

表1 胡海龙掷不同重量标枪最后用力阶段各肌肉IEMG(uVs)

积分肌电(IEMG)是肌电图的时域分析的特征量,是指一定时间内肌肉中参与活动的运动单位放电总量。在相同时间内其值的大小在一定程度上反映了运动单位的动员数量和每个运动单位的放电大小。积分肌电综合反映了肌肉放电强度和放电频率两方面因素,且对于同一块肌肉而言,有积分肌电值越大肌肉用力程度越大的趋势[3]。

从表1看出,掷700 g、800 g时标枪胡海龙的躯干肌群肌肉收缩强度最大,下肢肌群次之,上肢肌群最小。而掷900 g时,上肢肌群积分肌电值较掷700 g、800 g有所增加。此外,总体来看掷800 g的放电总量最小,表现为积分肌电值总体较小。由于800 g标枪作为比赛用枪,运动员训练使用次数较多,对800 g重量建立了较为准确的本体感觉、神经—肌肉之间协调以及肌肉与肌肉之间的协同。因此,从能量供应角度来讲,各肌肉建立了对此种重量 (800 g)的良好适应,使肌肉收缩和舒张的时间及强度更为合理,内在表现出能量节省化现象,即完成相同的工作量但用较少的力量。

将900 g的积分肌电值与700 g积分肌电值相比 (除去胸大肌、股直肌、竖脊肌的积分肌电值外),掷900 g时的积分肌电值大于掷700 g的积分肌电值。掷较重器械时,由于用力时间较长以及外部负荷较大,导致肌肉收缩强度增大。此外,增加的积分肌电值主要集中在上肢肌群,说明额外增加的负荷主要由上肢承担。从训练效应的迁移理论来看,虽然负荷改变 (增加或减少)但动作结构的一致性未改变,表现出整体或局部动作依然与掷标准枪相似,掷不同重量标枪有助于专项训练效应的迁移。可见,长期训练投掷重枪对上肢专项力量的训练有一定意义。

2.3 胡海龙掷不同重量标枪RMS对比分析

表2 胡海龙掷不同重量标枪最后用力阶段各肌肉RMS(uv)

RMS是反应肌电信号振幅大小的指标,其大小反映出肌肉活动的强弱[2]。经过全波整流后所得到的整流肌电图原则上包括了与原始肌电图一样多的信息。振幅的强弱,可以说明肌肉在某个动作中是起主要作用还是次要作用[4]。从表2分析,胡海龙掷900 g标枪时的RMS比掷800 g和700 g时大,说明在动作结构相似的情况下,可能由于负荷的增加,表现出肌肉活动强度 (用力程度)增加。胡海龙掷不同重量标枪时躯干和下肢肌群用力程度比上肢肌群用力程度大,说明背阔肌、腹外斜肌、竖脊肌和半腱半膜肌、腓肠肌是胡海龙最后用力的主要参与发力肌肉。

3 启示与建议

标枪训练工作的重点在于提高传入神经冲动的强度与频率,并尽可能使二者在最短的时间间隔内结合起来,从而改善中枢神经系统对人体运动调节的功能。国内外标枪界广泛采用的轻重枪练习法就是符合这一原理的,轻重枪练习法必须全年贯彻,只是各时期所占的比重不同而已[5]。较高水平阶段,在不改变动作结构的情况下,应加强神经—肌肉之间的联系,打破了原有建立定型,使肌肉即使在外界负荷变化的情况下,依然可以募集更多的运动单位参与运动。

因此,胡海龙在平时训练可以掷不同重量器械,在竞赛期或竞赛前期 (赛前1周)应加大重器械训练并保持一定标准器械的训练比重,在调整期为了促进恢复和休息,以轻器械或标准器械训练为主。

[1]中国田径协会.2010年全国田径大奖赛总决赛成绩 [J].田径,2010:63～65

[2]王健.IEMG信号分析及其应用研究进展 [J].体育科学,2000,20(4):56～60

[3]孙砺.国内应用表面肌电分析体育运动技术动作的研究综述[J].思茅师范高等专科学校学报,2009,25(6):68～71

[4]吴洪,冉春风.表面肌电图在运动训练中的应用[J].中国组织工程研究与临床康复,2003,12(39):7739～7743

[5]李山.力量训练分期研究综述 [J].成都体育学院学报,2006,(增刊):140～142