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研究目的:弓箭步蹲是发展下肢单侧肌肉力量和稳定性的常用练习,同时对于整体的下肢肌肉围度的增加,以及对下肢肌肉和关节的预防和损伤都起着极其重要的作用。研究不同模式弓箭步蹲时的下肢肌肉生物力学特征,不仅能够丰富相关下肢训练的理论,而且能够对平时的运动训练实践提供科学的依据。本研究通过对受试者在正弓箭步蹲、前腿抬高弓箭步蹲和后腿抬高弓箭步蹲的三种不同动作模式下,分析和讨论其下肢运动过程中的运动学、动力学和下肢主要参与肌肉的表面肌电的测试结果,以期探讨三种弓箭步蹲模式生物力学的特征,为以后的课程教学和运动训练实践提供实际意义和有价值的理论参考。研究方法:本研究在天津体育学院招募自愿参加实验的27名年轻男性大学生作为本次实验的受试者。本次所有的实验全部采取受试者右腿为前支撑腿。运用Qualisys运动捕捉系统和Kistler足底压力测试系统,分别获得受试者在下降阶段和上升阶段髋关节和膝关节在矢状面的屈伸角度、人体质量中心(Center of Mass,COM)和足底压力中心(Center of Pressure,COP)在前后和左右方向的参数指标等,同时结合运用芬兰Mega公司生产的Mega Win6000表面肌电测试仪,对三种弓箭步蹲动作在下降阶段和上升阶段前支撑腿主要参与肌肉,股内侧肌、股直肌、股外侧肌、半腱肌、股二头肌和臀大肌六块肌肉的IEMG、RMS和肌肉贡献率三个主要指标进行分析。用SP正弓箭步蹲20.0进行统计学分析,主要采用单因素方差(One Way-Anova)分析主体效应,并采用最小有差异比较(LSD)分析组间差异,显著性水平P=0.05。研究结果:在本实验中,受试者的髋关节和膝关节最大屈伸角度,在三种弓箭步蹲间不具有统计学意义(P>0.05)。在下降阶段,三种弓箭步蹲的COP在前后、左右方向和偏移面积无统计学意义(P>0.05)。然而三种弓箭步蹲的COM在前后方向相互都具有统计学意义(P<0.01);在左右方向,前腿抬高弓箭步蹲与正弓箭步蹲和前腿抬高弓箭步蹲与后腿抬高弓箭步蹲之间具有统计学意义(P<0.01),正弓箭步蹲和后腿抬高弓箭步蹲无统计学意义(P>0.05)。在上升阶段,三种弓箭步蹲的COP在前后、左右方向和偏移面积无统计学意义(P>0.05)。然而三种弓箭步蹲的COM在前后方向相互都具有统计学意义(P<0.01);在左右方向,前腿抬高弓箭步蹲与正弓箭步蹲和前腿抬高弓箭步蹲与后腿抬高弓箭步蹲之间具有统计学意义(P<0.01),正弓箭步蹲和后腿抬高弓箭步蹲无统计学意义(P>0.05)。在下降阶段,(1)股内侧肌、股直肌和股外侧肌的肌电积分值在正弓箭步蹲、前腿抬高弓箭步蹲和后腿抬高弓箭步蹲间具有统计学意义(P<0.01)。臀大肌的IEMG在正弓箭步蹲、前腿抬高弓箭步蹲和后腿抬高弓箭步蹲间具有具有统计学意义(P<0.05)。半腱肌和股二头肌的IEMG在三个动作间差异无统计学意义(P>0.05)。(2)股内外侧肌和股直肌的RMS在正弓箭步蹲和前腿抬高弓箭步蹲间具有统计学意义(P<0.05);半腱肌、股二头肌和臀大肌的RMS在正弓箭步蹲和前腿抬高弓箭步蹲间无差异(P>0.05)。半腱肌的RMS在正弓箭步蹲和后腿抬高弓箭步蹲间具有显著性差异(P<0.05),而其余五块肌肉的RMS则无显著性差异(P>0.05)。股内外侧肌、股二头肌和臀大肌的RMS在前腿抬高弓箭步蹲和后腿抬高弓箭步蹲间具有显著性差异(P<0.05),然而半腱肌的RMS无显著性差异(P>0.05)。(3)正弓箭步蹲和前腿抬高弓箭步蹲的六块下肢肌肉的贡献率存在非常显著性差异(P<0.01)。而正弓箭步蹲和后腿抬高弓箭步蹲的六块肌肉贡献率不存在显著性差异(P>0.05)。所测肌肉贡献率在前腿抬高弓箭步蹲和后腿抬高弓箭步蹲间存在非常显著性差异(P<0.01);而股直肌的肌肉贡献率在前腿抬高弓箭步蹲和后腿抬高弓箭步蹲间无显著性差异(P>0.05)。在上升阶段,(1)股内侧肌的IEMG在前腿抬高弓箭步蹲和后腿抬高弓箭步蹲间存在显著性差异(P<0.05)。股直肌和半腱肌的IEMG在正弓箭步蹲和后腿抬高弓箭步蹲以及前腿抬高弓箭步蹲和后腿抬高弓箭步蹲间存在非常显著性差异(P<0.01)。股外侧肌的肌电积分值在三种蹲姿中具有非常显著性差异(P<0.01)。臀大肌的IEMG在正弓箭步蹲和后腿抬高弓箭步蹲间存在显著性差异(P<0.05)。在三种弓箭步蹲两两比较中,股外侧肌在正弓箭步蹲和后腿抬高弓箭步蹲之间的IEMG无显著性差异(P>0.05);股二头肌的IEMG无显著性差异(P>0.05)。(2)股直肌的RMS在正弓箭步蹲和前腿抬高弓箭步蹲间存在显著性差异(P<0.05),然而其余五块肌肉不存在显著性差异(P>0.05);在正弓箭步蹲和后腿抬高弓箭步蹲间,股内外侧肌和股直肌无显著性差异(P>0.05),而半腱肌、股二头肌和臀大肌则在显著性差异(P<0.05);在前腿抬高弓箭步蹲和后腿抬高弓箭步蹲之间,下肢六块肌肉都存在显著性差异(P<0.05)。(3)股内侧肌、股直肌、半腱肌、和臀大肌的肌肉贡献率在正弓箭步蹲和前腿抬高弓箭步蹲间无差异性,(P>0.05);股内外侧肌、半腱肌、股二头肌和臀大肌的贡献率在正弓箭步蹲和后腿抬高弓箭步蹲间不存在显著性差异(P>0.05),而股直肌的贡献率则存在非常显著性差异(P<0.01);股直肌、股外侧肌和股二头肌的贡献率在前腿抬高弓箭步蹲和后腿抬高弓箭步蹲间存在显著性差异(P<0.05),而股内侧肌、半腱肌和臀大肌的贡献率在前腿抬高弓箭步蹲和后腿抬高弓箭步蹲间无显著性差异(P>0.05)。研究结论:(1)三种弓箭步蹲中,后腿抬高弓箭步蹲身体重心在前支撑腿前后方向的摇摆径最小,下肢肌肉的肌电激活程度和肌电活动状况最强烈。前腿抬高弓箭步蹲身体重心在前支撑腿前后方向的摇摆径最大,下肢肌肉的肌电激活程度和肌电活动状况最弱。(2)髋、膝关节屈曲角度越大,下肢的前群肌肉肌电活动就越活跃,对肌肉能力的要求就越高。做康复运动的人群可以适量的调整下蹲的角度,循序渐进训练,增强肌肉的力量。能力较强的人群可以选择后腿抬高弓箭步蹲来增强下肢肌肉力量和稳定性。(3)三种弓箭步蹲中后腿抬高弓箭步蹲整个运动过程中,股四头肌的股内侧肌和股外侧肌以及臀大肌的激活程度是最高的;前腿抬高弓箭步蹲的的激活程度最低;正弓箭步蹲的激活程度虽不及后腿抬高弓箭步蹲,但是无显著性的差异。所以,在徒手训练中,后腿抬高弓箭步蹲更能很好提高下肢肌肉的单侧力量和爆发力以及身体的稳定性。(4)三种弓箭步蹲中前腿抬高弓箭步蹲的股二头肌的肌肉激活程度和肌肉募集情况最高,可以优先选择前腿抬高弓箭步蹲锻炼股二头肌,同时也可以在运动时增强躯干的屈曲来增加股二头肌、半腱肌和臀大肌的参与度,提高肌肉力量和肌肉刺激程度。(5)三种弓箭步蹲中后腿抬高弓箭步蹲对于稳定性的要求较高,所以对于身体控制能力和稳定性较差的人群,可以选择对稳定性要求低的正弓箭步蹲和前腿抬高弓箭步蹲进行训练。对于增强臀大肌以及下肢其他肌肉力量和身体稳定性的人群,可以选择后腿抬高弓箭步蹲加强训练。