不同器械锻炼对肱二头肌肌电信号变化特征的研究

陈奇琛

摘 要：练习肱二头肌的器械有很多，但练习的效果不同，依据现代科学的手段探讨哪种器械练习对肱二头肌更有效果。受试者分别做托臂弯举、直臂杠铃弯举、直臂哑铃弯举、龙门架弯举、引体向上夹臂，采取所测出的肌肉肌电信号图进行分析。在练习的过程中，积分肌电、最大值的相对值均具有显著性差异。龙门架弯举对练习肱二头肌的整体有效果，直臂哑铃弯举对练习肱二头肌爆发力有明显效果。

关键词：肱二头肌 表面肌电 健身 器械

中图分类号：G804 文献标识码：A 文章编号：2095-2813（2018）03（c）-0012-02

随着社会的发展，人们对健康有了新的认识，健身活动已成为许多人生活的重要组成部分。近几年热爱健身的人们对健身的要求日益增加，特别是男性不仅想得到身体上的健康，对自身的外形也有了新的要求。在这类人群中锻炼肱二头肌是他们的重要锻炼内容，在健身会馆中锻炼肱二头肌的器械有很多种，大多数人只是盲目锻炼，如何选择最佳锻炼方法成为本研究课题。查阅近几年文献，有关于研究肱二头肌在不同负荷及不同速度收缩时的肌电变化[1]和等长负荷诱发肱二头肌疲劳过程中的肌电信号变化[2]。而关于锻炼肱二头肌表面肌电信号分析的文章很少，且没有不同器械锻炼对肱二头肌比较影响的文章，因此，本研究填补了此领域的空白，对全民健身提供科学依据。表面肌电是生物反馈领域中的一个分支，用于探测或推断表面电极下及其周围，由肌肉（群）收缩引起的与肌肉活动相关的各种现象，是神经肌肉系统活动的综合效应在生物电上的反映[3]。通常通过肌电图机所获得的肌电图信号是一维时间序列信号，它是表面引导电极所触及的多个运动单位活动时所产生的电变化在时间和空间上迭加的结果[4]，也叫积分肌电。通过对比不同器械练习时的表面肌电信号及其运动幅值的最大值，及时反映出肌肉的状态，有助于建立科学的训练方法。本文结合了肱二头肌的练习特点，通过表面肌电信号分析来提供科学合理的练习肱二头肌的训练方法。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

本研究从吉林体育学院抽取5名男性学生为研究对象，年龄为21岁，体重在60～70kg，无病史。

1.2 研究方法

1.2.1 文献资料法

通过对期刊等途径搜集关于表面肌电方面的著作及相关论文30余篇，全面了解本研究领域的研究现状和前沿，为本文撰写奠定了理论基础。

1.2.2 实验法

实验器材：便携式运动生物电采集系统和分析系统、表面电极贴、托臂弯举、直臂杠铃弯举、直臂哑铃弯举、龙门架弯举、引体向上夹臂、笔记本、笔。实验步骤：每人分别做托臂弯举、直臂杠铃弯举、直臂哑铃弯举、龙门架弯举、引体向上夹臂，每人每个动作做3次。每人的器械负重相同。边做动作边测试表面肌电信号。每天每人做两个器械，分上下午做，测试期间确保不做力量锻炼。实验前准备：实验室温度设置在23°C～26°C之间，受试者在实验前做10min热身活。测试方法：本实验选择上肢表层肌肉作为检测对象，用75%医用酒精擦拭表面电机安放点及其附近的皮肤，以去除皮肤表面的油污，坏死的角质层。实验使用双电极引导法记录肌电信号，每对探测电极间距2cm，置于所测肌肉中心点上，并与肌纤维走向平行（固定稳妥）。要固定一个无关电极（相当于地线）。

1.2.3 数理统计法

将实验所得数据利用统计软件进行运算，统计结果以均数±标准差±s表示，组间比较采用组间t检验分析，P<0.05为显著性差异，P<0.01为高度显著性差异。

2 研究结果与分析

2.1 锻炼器械选择

选择在健身会馆中经常使用5种练习肱二头肌的器械。（1）托臂弯举。在做托臂弯举动作的时候要坐在托臂弯举器上，然后把手臂放直，由专门的教练员规定杠铃的重量为15kg，然后保持大臂不动小臂抓起杠铃做前后弯举的动作。（2）直臂杠铃弯举。是让受试者直立站好两臂自然下垂，然后由教练把杠铃放入受试者肩膀保持平衡大臂保持不动，双手抓好杠铃手腕用力带动小臂，来回做的动作。（3）做直臂哑铃弯举时让受试者坐直然后把重量为7.5kg的哑铃放入手中，受试者外旋手腕带动小臂向上做动作，两只手的动作和负重完全一样。（4）龙门架弯举。是在健身会馆中常见的一种大型器械，在使用之前我们要调好受试者所要承受的重量为35kg，然后让受试者两手抓住器械的铁链然后发力让整个身体向上移动直到力竭为止。（5）引体向上夹臂就是在传统的引体向上的动作中让大臂夹紧做引体向上的动作。

2.2 积分肌电的分析

肌电信号反映的是在一定时间内肌肉放电的平均水平， 积分肌电值取决于肌肉负荷性因素和肌肉本身的生理、生化过程之间的关系，反映肌电信号的强度，肌肉参与活动的运动单位数目及放电频率同步化程度[5]。各种负荷形式下肌肉收缩力或输出功率的变化与肌电信号的振幅间存在着一定的相关性，可以反映出运动期间肌肉力量的变化。因此我们可以通过积分肌电值对肌肉收缩过程中的肌力进行测量、分析及评价。说明在此阶段经系统动员较多的支配肱二头肌的运动神经元，肱二头肌的主要作用是完成上臂在肩关节处的前屈，完成引臂动作。在运动过程中，托臂弯举和直臂哑铃弯举的P值具有高度显著性意义，龙门架弯举和引体向上夹臂有显著性意义，其他的器械的比较经检验都没有显著性意义，原因可能是样本量太少。说明龙门架弯举对肱二头肌的刺激强度更大。龙门架弯举在运动的时候参加的肌群和肌纤维明显多于直臂哑铃弯举，在手臂发力时参加发力的肌纤维也明显多于其他器械，同时说明脂肪组织消耗对结果的影响在肌肉发力时较肌肉运动时大，这说明在练习龙门架弯举的时候还能做到减脂的效果。所以，龙门架弯举对于全面的练习肱二头肌最有效果。

3 结论与建议

3.1 结论

托臂弯举、直臂杠铃弯举、直臂哑铃弯举、龙门架弯举、引体向上夹臂对练习肱二头肌都有较好的锻炼效果。从积分肌电的比较来排序是一为龍门架弯举，二为直臂哑铃弯举，三为托臂弯举，四为直臂杠铃弯举，五为引体向上夹臂。说明龙门架弯举对锻炼肱二头肌效果最好。从最大峰值的比较来排序是直臂哑铃弯举大于托臂弯举大于引体向上夹臂大于龙门架弯举大于直臂杠铃弯举。从最大峰值来看直臂哑铃弯举对练习肱二头肌的爆发力效果最为明显。

3.2 建议

长期坚持练习各种器械可以达到减脂的目的。如重视练习肱二头肌，获得身心健康，增进外形美观，龙门架弯举是一项较为容易练习且效果最为明显的练习器械。龙门架弯举和直臂哑铃弯举都能达到有效练习肱二头肌。因此，直臂哑铃弯举和龙门架弯举具有广泛推广的可行性，应当长期规律地坚持锻炼下去，为全民健身理念的推广打下坚实的基础。

参考文献

[1] 杨靖.第三套中学生广播体操表面肌电特性研究[D].天津科技大学，2016.

[2] 魏庆水.悬吊练习与常规练习时核心部位主要用力肌群表面肌电的比较与分析[D].首都体育学院，2015.

[3] 宋凌霄.第九套广播体操运动过程中下肢肌肉表面肌电特性研究[D].天津科技大学，2015.

[4] 张杰.高水平短跑运动员途中跑摆动技术肌肉用力特征及其专项力量训练手段的优化[D].上海体育学院，2012.

[5] 邹彬.动力及静力性肌肉收缩疲劳前后肌电及脑电参数的变化特征[D].武汉体育学院，2008.