不同水中行走动作下肢肌肉的肌电特征分析

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目的:水中行走的方式多种多样,水中行走的益处很多,被广泛应用于水中健身和水中康复等领域,本文旨在通过无线防水肌电测试系统分析不同水中行走动作的下肢肌肉肌电特征,对不同水中行走动作进行分类和整理,为今后水中行走的研究和应用提供理论依据。方法:运用Comta水下无线表面肌电测试系统对北京体育大学学科院系无训练经历的4名男生和4名女生进行肌电测试,记录受试者15种不同水中行走动作的肌电数据,测试过程全程录像,方便后续进行动作分析,运用肌电自带分析软件Emg Easy Report6.00对数据进行处理,滤波的范围高通滤波10Hz,低通滤波500Hz,将数据导出至excel中,计算每个动作的做功百分比和肌肉激活程度,运用Spss22.0对15种水中行走动作肌肉激活程度总百分比进行快速聚类分析,将15个水中行走动作分为4类。结果:(1)正常向前走动作的主要发力肌肉为半腱肌、胫骨前肌、股二头肌长头、内侧腓肠肌等;正常向后走动作的主要发力肌肉为半腱肌、胫骨前肌、内侧腓肠肌、股二头肌长头、竖脊肌等;正常侧向行走动作的主要发力肌肉为半腱肌、胫骨前肌、竖脊肌、股二头肌长头、内侧腓肠肌;水中直腿向前行走动作的主要发力肌肉为股直肌、胫骨前肌、股外侧肌、股内侧肌等;直腿向后行走动作的主要发力肌肉为半腱肌、股二头肌长头、竖脊肌等;直腿侧向行走动作的主要发力肌肉为半腱肌、胫骨前肌、内侧腓肠肌、竖脊肌;屈膝前踢行走动作的主要发力肌肉为股直肌、胫骨前肌、内侧腓肠肌、半腱肌等;屈膝后蹬行走动作的主要发力肌肉为半腱肌、股二头肌长头、内侧腓肠肌、竖脊肌、胫骨前肌;屈膝侧踢行走动作的主要发力肌肉为半腱肌、胫骨前肌、内侧腓肠肌、股二头肌长头等;原地踏步行走动作的主要发力肌肉为胫骨前肌、内侧腓肠肌、股二头肌长头、半腱肌、竖脊肌等;沉肩抬腿向前行走动作的主要发力肌肉为胫骨前肌、内侧腓肠肌、半腱肌、股二头肌长头等肌肉;沉肩抬腿向后行走动作除臀大肌和腹直肌以外其他肌肉均为的主要发力肌肉;前弓箭步行走动作的主要发力肌肉为胫骨前肌、半腱肌、竖脊肌、股二头肌长头、内侧腓肠肌;侧弓箭步行走动作的主要发力肌肉为胫骨前肌、半腱肌、竖脊肌、内侧腓肠肌、臀大肌等;跳步行走动作主要发力肌肉为半腱肌、内侧腓肠肌、胫骨前肌、股二头肌长头、外侧腓肠肌。(2)聚类1动作包括直腿向前走、屈膝后蹬行走、侧弓箭步行走;聚类2动作只有跳步行走;聚类3动作包括正常向前走、正常向后走、正常侧向走、直腿侧向行走、屈膝侧踢行走、原地踏步走;聚类4动作包括直腿向后走、屈膝前踢行走、沉肩抬腿向前走、沉肩抬腿向后走、前弓箭步行走。结论:(1)相同动作做功百分比较高的肌肉与激活程度较高的肌肉在各自数值的大小排名上虽然不一致,但在整体上具有高度的一致性。(2)在进行水中行走时,根据自身需求,选择合适动作。(3)聚类1的外侧腓肠肌、股内侧肌、股二头肌长头、臀大肌激活程度较高;聚类2的除臀大肌、腹直肌外其他肌肉激活程度均较高;聚类3的胫骨前肌、半腱肌、竖脊肌、股外侧肌激活程度较高;聚类4的股二头肌长头、内侧腓肠肌、胫骨前肌、股外侧肌、竖脊肌、股直肌激活程度较高。(4)胫骨前肌、内侧腓肠肌在每个动作中均被有效激活,所以膝、踝关节损伤的患者常采用水中行走的方式进行康复训练,水中行走对于部分体育单项赛后放松同样有积极的作用。(5)竖脊肌在所有动作中均持续发力,所以腰背痛患者选择水中行走是有效的手段。(6)通过观察肌电图和数据处理时截取每个动作的肌电数值发现,在第一个动作开始时主动肌肌电数值较大,动作结束时拮抗肌肌电数值较大。(7)15种水中行走动作主要发力肌肉总体激活程度在10%至35%之间。
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