成年人手足爬行的表面肌电特征分析

孟欢欢 田雅文 杨 涛

(河北师范大学体育学院 河北 石家庄 050024)

成年人手足爬行的表面肌电特征分析

孟欢欢 田雅文 杨 涛

(河北师范大学体育学院 河北 石家庄 050024)

河北省人体运动生物信息测评重点实验室

目的：由于人类直立行走及现代生活方式带来众多不良影响，本研究着重探讨手足爬行对人体的益处及缺点，给大众爬行健身等提供科学依据。方法：运用32导无线表面肌电系统同步采集受试者在完成手足爬行时全身主要16块肌群的表面肌电信号，并加以分析探讨。结果：爬行时积分肌电值较大的肌肉有三角肌前部和后部，肱三头肌，股直肌及胫骨前肌，除此之外的肌肉积分肌电值较小。结论：爬行可能能有效改善颈椎变直及缓解紧张的背部肌肉，其主要锻炼的肌肉包括三角肌、肱三头肌、股直肌及胫骨前肌。

爬行；表面肌电；积分肌电

由于人直立行走及现代生活方式带来了一系列的弊端(例如颈椎、腰椎变直等)，最近有人提出了仿生运动，包括倒着走、爬行等运动方法。爬行是一种运动模式，成年人也可以爬行，但对于爬行的研究较少。大多数对爬行的研究只是分析了手膝爬行与手足爬行的运动特征。只有少数几篇研究分析了手膝爬行时几块肌肉的活动情况[1]，很少有研究能够透彻的分析成人或儿童手膝爬行和手足爬行时的运动规律性。这些研究大多数的结论是[2]，由于四肢协调运动是其他灵长类动物和非灵长类四足动物共有的模式，所以人类可能具有潜在的类似于这些群体的神经回路。

基于此，本研究在前人的研究基础上，进一步分析手足爬行时人体表面主要肌群的肌电活动情况，探讨爬行对人体可能产生的优缺点，以给大众爬行锻炼提供帮助。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

招募河北师范大学体育学院2013级8名男性在校大学生作为受试者。受试者平均年龄为24.0±1.0岁，身高为177.3±3.5cm，体重为70.0±4.0kg。受试者在两周练习及实验前皆无伤病及剧烈运动，所有受试者皆了解本研究目的。动作模式：手足(前脚掌)着地，两手间距和两脚间距与肩同宽或略窄与肩，躯干与地面平行，一侧手膝为近距离(小腿与地面平行，大腿与小腿成90度)，另一侧手膝为远距离；移动时，异侧的手和脚先后移动约一脚的距离，如此交替前进。

1.2 研究方法

本研究使用德国菲兹曼公司生产的32导无线表面肌电采集与分析系统，同步采集受试者右侧的C4椎旁肌、斜方肌上部、三角肌前部和后部、肱三头肌、背阔肌、竖脊肌、多裂肌及胸大肌、肱二头肌、腹直肌，左侧的臀大肌、股二头肌、腓肠肌外侧和股直肌、胫骨前肌，共16块肌肉。取每名受试者爬行当中的3个幅步进行分析。

2 结果与讨论

2.1 原始肌电图分析

从原始肌电图中可以观察出，大部分肌肉电信号波峰与波峰之间有明显的间隔，表明肌肉做功与放松呈交替状态，肌肉功能状态良好。C4椎旁肌的肌电信号虽然出现了波峰，但并不明显，属于持续放电，表明在爬行过程中处于持续收缩的状态，这种状态有利于颈椎恢复曲度。腹直肌的肌电信号显示了类似的情况，但波峰较明显，且在所有肌肉信号中出现波峰最早。而竖脊肌和多裂肌的信号只有在移动时才出现较小的波峰，且持续时间短，大部分肌电信号处于基线水平，表明在爬行过程中，背部肌肉大部分时间处于放松状态。另外，从肌电图中可以观察出，肌肉激活时序一般先是核心区的腹直肌、竖脊肌最先激活，保证核心稳定，提供动量传递，其次是上肢肌群，最后是下肢的肌群，以股直肌波峰出现表明爬行一个单步的结束，这种结果表明核心区是人体动作发力的根源，只有核心区稳定，人体动作才能更好的完成。

2.2 积分肌电值

积分肌电[3]是指在一定时间内肌肉中参与活动的运动单位放电总量，即在时间不变的前提下，其值的大小在一定程度上反映了参加工作的运动单位数量的多少和运动肌群放电的大小。本研究结果发现(如图1)，爬行时积分肌电值较大的肌肉有三角肌前部(1060.49±133.88)和后部(516.12±105.69)，肱三头肌(711.02±96.45)，股直肌(466.36±156.72)及胫骨前肌(339.88±52.25)。三角肌前部在一个幅步的过程中出现了两次峰值，第一个峰值是抬手前摆时，第二个峰值是支撑期后期，第二个峰值大于第一个峰值，表明三角肌在支撑期时做功最大。而三角肌后部的峰值同样出现在支撑期后期，同三角肌前部一样保护盂肱关节的稳定性。肱三头肌的数据显示，其主要是在支撑期做功，且其峰值出现在支撑期后期，其功能是防止肘关节屈曲。股直肌的做功同样出现在支撑期，其功能主要是防止膝关节过屈。胫骨前肌的数据显示在整个幅步中出现两次峰值，第一次峰值出现在摆动期，其功能主要是使踝关节背屈，第二次出现在支撑期后期，主要用于防止踝关节趾屈。

3 结论

(1)爬行运动可能能够改善颈椎变直，有效放松背部肌肉，但颈椎和腰椎前突及腕关节力量不足的人不适合练习爬行。

(2)核心区是人体动作发力的根源，核心区稳定才能更好的完成动作。

(3)手足爬行主要锻炼的肌肉是三角肌前部和后部，肱三头肌，股直肌及胫骨前肌。

[1] de Sèze M,Falgairolle M,Viel S,et al.Sequentialactivation of axial muscles during different forms of rhythmic behavior inman[J].Exp Brain Res,2008,185:237-247.

[2] MacLellan M J,Ivanenko Y P,Cappellini G,et al.Features of hand-foot crawling behavior in human adults[J].Journal Of Neurophysiology,2012,107(1):114-125.

[3] 李玉章.表面肌电在体育中的应用[M].复旦大学出版社,2015.

孟欢欢(1988.11—)，男，汉，河北省邯郸市邱县，在读硕士研究生二年级，河北师范大学体育学院，人体运动生物力学信息获取与评价。田雅文(1992.02—)，女，汉，山东省淄博市张店区，在读硕士研究生二年级，河北师范大学体育学院，体育教育训练学健美操。杨涛(1995.05—)，男，汉，河北省邯郸市永年县，在读本科生三年级，河北师范大学体育学院，体育教育。

TP29

A

1672-5832(2016)05-0291-01