袁 艷，吳貽剛，蘇彥炬，李玉章

振動頻率和負(fù)荷重量對半蹲起大腿肌群表面肌電活動的影響

袁 艷1，2，吳貽剛1，蘇彥炬3，李玉章1

附加振動刺激的負(fù)重半蹲運(yùn)動成為一種新興的下肢力量訓(xùn)練手段，但是，負(fù)重半蹲運(yùn)動中附加不同頻率的振動刺激對下肢肌肉的激活特征研究較少。以10名健康男性大學(xué)生在不附加振動、分別附加頻率為30、40、50 Hz共計(jì)4種振動刺激條件以及無負(fù)重和負(fù)重30%最大力量兩種負(fù)荷條件下完成10次半蹲起的大腿表面肌電活動特征進(jìn)行研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果經(jīng)雙因素方差分析，振動刺激對所有被檢肌肉肌電均方根值（EMGrms）有顯著影響（P＜0.05），負(fù)重對股直肌、股內(nèi)側(cè)肌和股外側(cè)肌EMGrms有極顯著性影響（P＜0.01），對股二頭肌和半腱肌無顯著影響；振動刺激和負(fù)重對各被檢測肌肉肌電交互作用不顯著。多重比較表明，50 Hz的振動頻率可以顯著提高被檢肌群的EMGrms。結(jié)論：30%1RM負(fù)重可以提高股直肌、股內(nèi)側(cè)肌和股外側(cè)肌的肌肉激活，但不能增加股二頭肌和半腱肌的肌肉激活。無論是否負(fù)重，半蹲起練習(xí)時(shí)附加振動頻率為50 Hz的振動刺激可以顯著增加大腿肌肉激活（P＜0.05）。

全身振動訓(xùn)練；振動頻率；表面肌電；大腿肌肉；肌肉激活；垂直振動

全身振動力量訓(xùn)練主要針對專門腿部力量進(jìn)行訓(xùn)練，運(yùn)動員腳部接受振動刺激，比較符合絕大多數(shù)運(yùn)動項(xiàng)目的動作技術(shù)特點(diǎn)和發(fā)力要求［15］。近十年，國內(nèi)、外諸多研究集中在全身振動訓(xùn)練對最大力量、快速力量、力量耐力訓(xùn)練效果的影響方面［6，12－14，24］，振動刺激引起肌肉力量變化機(jī)制的研究較少。振動刺激可以引起梭外肌長度改變，通過肌梭內(nèi)的感覺神經(jīng)末梢Ⅰa傳入改變單個(gè)運(yùn)動單位的活動［17］。表面肌電信號是肌肉中許多運(yùn)動單位動作電位在時(shí)間和空間上的疊加［8］，通過表面肌電的時(shí)域分析可以反映肌肉激活特征。

通過表面肌電觀察附加振動刺激對肌肉激活的影響研究，目前國內(nèi)、外多見于無負(fù)重的力量訓(xùn)練中［2，3，16，19，21］，對于動態(tài)、負(fù)重力量訓(xùn)練中附加振動刺激的肌肉激活變化的研究較少。半蹲起是常用的訓(xùn)練下肢力量的手段。近年來，國內(nèi)下肢振動訓(xùn)練形式多采用負(fù)重半蹲起［4，6，7，12－14，24］，在動態(tài)半蹲運(yùn)動中附加振動刺激對大腿肌肉激活會產(chǎn)生怎樣的影響，輕負(fù)荷負(fù)重對肌肉的激活水平影響程度如何，振動刺激和輕負(fù)荷負(fù)重對肌肉激活影響的交互作用是否顯著，這些問題的研究可以進(jìn)一步完善振動訓(xùn)練的機(jī)制，并對運(yùn)動實(shí)踐有指導(dǎo)價(jià)值。

振動分為周期性振動和非周期性振動。目前，用于訓(xùn)練的振動主要是周期性振動中的簡諧振動。振動頻率和振幅是影響振動訓(xùn)練強(qiáng)度的主要參數(shù)。振幅一般指波峰離開平衡位置的最大距離，也稱半振幅［6］。振幅大離心作用大，離心速度快，則Ⅰa興奮程度越高。目前，用于訓(xùn)練的振動儀大多振幅值固定不可以調(diào)節(jié)。振動頻率指單位時(shí)間內(nèi)振動的次數(shù)，不同的振動頻率引起肌肉激活的程度不同，振動頻率的選擇通常會影響訓(xùn)練的效果。不同頻率的振動刺激對負(fù)重半蹲起運(yùn)動的肌肉表面肌電變化的差異研究未見報(bào)道。因此，本研究以表面肌電為觀測指標(biāo)，以半蹲起運(yùn)動中大腿肌群的神經(jīng)激活變化為觀察對象，探討不同振動頻率刺激對其影響，比較無負(fù)重和輕負(fù)荷負(fù)重對其影響。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

上海體育學(xué)院10名男性大學(xué)生，平均年齡20.3±1.6歲；平均身高173.5±5.3 cm；平均體重69.6±6.5 kg。受試者下肢均無關(guān)節(jié)肌肉損傷、無心血管疾病、無皮膚過敏等振動訓(xùn)練禁忌癥。

1.2 實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)與實(shí)驗(yàn)器材

實(shí)驗(yàn)于2011年12月在上海體育學(xué)院完成。振動訓(xùn)練儀為臺灣期美公司生產(chǎn)，型號ZenPro TVR-5930，振動模式為垂直振動，振幅2 mm。表面肌電測試采用美國Noraxon公司生產(chǎn)的無線肌電遙測系統(tǒng)，該系統(tǒng)硬件采用前置放大器，本身具有無陷波（50／60 Hz）濾波器，基線噪音＜1 μVrms，輸入阻抗＞100 MΩ，采樣頻率為1 000 Hz。表面電極片采用上海勵(lì)圖醫(yī)療設(shè)備有限公司生產(chǎn)的銀／氯化銀一次性使用電極片。關(guān)節(jié)角度控制采用美國Noraxon公司生產(chǎn)的Biometric角度信號采集系統(tǒng)。同時(shí)，采用Panasonic數(shù)碼攝像機(jī)（型號為NV-GS400）通過USB線與肌電遙測系統(tǒng)實(shí)施同步（30 Hz）采集。杠鈴和杠鈴片1套。筆記本2臺。

1.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

本研究采用雙因素（是否負(fù)重和振動頻率）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，其中，是否負(fù)重分為無負(fù)重和負(fù)重30%最大力量2種；振動頻率分為0 Hz（不振動）、30 Hz、40 Hz和50 Hz 4種。

1.3.1 半蹲起動作要領(lǐng)的確定

被試站立于振動臺上，雙目平視，腳趾向前，下蹲至膝關(guān)節(jié)角度120°后，快速蹲起，蹲起要求髖、膝同時(shí)伸展，最后有提踵動作（踝關(guān)節(jié)跖屈）。關(guān)節(jié)角度計(jì)測定并監(jiān)控運(yùn)動中被試關(guān)節(jié)角度，用于口頭提醒被試。被試通過多次練習(xí)熟悉并掌握動作要領(lǐng)后開始正式實(shí)驗(yàn)。

1.3.2 肌電電極片的貼放部位與要求

選取右側(cè)大腿的股直肌、股內(nèi)側(cè)肌、股外側(cè)肌、股二頭肌和半腱肌為測試肌群。依據(jù)The ABC of EMG［20］安放電極，安放前對皮膚進(jìn)行清潔，刮除汗毛，用砂紙清除皮膚角質(zhì)，再用75%的酒精擦拭，去除皮膚表面的油脂。表面電極片安放于肌肉肌腹最高處，順著肌纖維的走向貼放，兩電極片中心點(diǎn)相距2 cm。采用肌電儀配套繃帶對電極和放大器進(jìn)行固定，避免因振動引起的干擾。

1.3.3 動作節(jié)奏的控制

通過預(yù)試驗(yàn)，確定半蹲起的動作節(jié)奏為3 s／次，被試完成半蹲起運(yùn)動過程中，前方放置1臺筆記本電腦，每3 s播放下蹲幻燈片1張，被試根據(jù)幻燈片的提示掌握半蹲起節(jié)奏。

1.3.4 實(shí)驗(yàn)過程

被試最大力量采用1 RM測試，測試方法參考《ACSM的運(yùn)動測試與處方指導(dǎo)手冊》第六版［18］。在進(jìn)行1 RM的測試后72 h進(jìn)行肌電測試實(shí)驗(yàn)。被試進(jìn)行15 min準(zhǔn)備活動后，告知實(shí)驗(yàn)流程并安放好電極片進(jìn)行最大靜力收縮（MVC，Maximum Voluntary Contraction）測試。測試具體方法［20］：1）被試坐在椅子上，背部緊靠椅背，雙腳自然下垂并懸空，雙臂自然置于體側(cè)。軀干與大腿成90°，右側(cè)大腿與小腿約為90°時(shí)盡最大力量伸膝關(guān)節(jié)，同時(shí)測試人員在被試腳踝上端施加阻力使其固定，對抗伸膝力量，記錄股直肌、股內(nèi)側(cè)肌和股外側(cè)肌肌電信號。2）被試俯臥于軟墊上，雙手自然放于身體兩側(cè)，右側(cè)膝關(guān)節(jié)彎曲，小腿與水平面角度約20°并盡最大力量屈膝，同時(shí)測試人員于踝關(guān)節(jié)上端施加阻力使其固定對抗屈膝力量，記錄股二頭肌和半腱肌肌電。每次測定過程中要求被試緩慢增加用力，3 s后達(dá)到最大力量并持續(xù)最大用力5 s，肌肉緩慢放松3 s到安靜狀態(tài)。測試均做2次，每次間隔1 min。

休息5 min后，被試站立于振動臺上，安放關(guān)節(jié)角度計(jì)于右膝關(guān)節(jié)，兩腳開立略寬于肩，標(biāo)記第一次站立位置，要求每組測試時(shí)，站立于標(biāo)記位置。在振動臺上進(jìn)行半蹲練習(xí)，熟悉并掌握動作要領(lǐng)。被試無負(fù)重在振動臺上完成4組半蹲起，每組10次，組間休息3 min。4組控制條件依次：1）不附加振動刺激；2）附加頻率為30 Hz的振動刺激；3）附加頻率為40 Hz的振動刺激；4）附加振動頻率為50 Hz的振動刺激。休息5 min后，被試站立于振動臺上，以負(fù)重30%1 RM負(fù)荷完成4組相同控制條件的半蹲起，組間休息5 min。下蹲起完成過程中進(jìn)行同步攝像，肌電的采集信號與視頻同時(shí)儲存。

1.3.5 振動臺是否干擾肌電測試

肌電測試當(dāng)日，被試肌肉放松靜坐于振動儀旁，采集表面肌電信號10 s。開啟振動訓(xùn)練儀頻率依次調(diào)試到30、40、50 Hz，每個(gè)刺激頻率采集表面肌電信號10 s。分別計(jì)算各次測試肌電的EMGrms值并進(jìn)行多重比較分析，結(jié)果顯示各組間均無顯著性差異，由此證明振動儀器本身及其頻率調(diào)節(jié)對表面肌電均不產(chǎn)生顯著影響。

1.4 肌電數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析

根據(jù)實(shí)驗(yàn)同步錄像，選取第2次下蹲開始到第10次下蹲開始（8個(gè)下蹲起周期）共計(jì)24 s的肌電圖。采用MyoResearch XP 1.07 Master Edition儀器配套分析軟件對原始肌電數(shù)據(jù)進(jìn)行整流、濾波、平滑和標(biāo)準(zhǔn)化處理，進(jìn)行EMGrms計(jì)算。肌電的標(biāo)準(zhǔn)化采用肌肉EMGrms除以MVC測試2次中的較大EMGrms再乘以100，表示為EMGrms（%MVC）。

運(yùn)用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，經(jīng)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)符合正態(tài)分布且具有方差齊性。采用雙因素方差分析考察振動刺激和負(fù)重在各肌肉激活上的效應(yīng)。之后，采用LSD法進(jìn)行均值多重比較，分析不同頻率的振動刺激之間的差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 振動刺激和負(fù)重對半蹲起運(yùn)動中大腿肌群肌電影響

肌電均方根振幅（RMS）反映一定時(shí)間內(nèi)的肌肉放電平均水平，被認(rèn)為與運(yùn)動單位募集的數(shù)量和肌纖維放電的同步化有關(guān)，因此，被用來測量肌肉活動的時(shí)間，判斷肌肉活動的開始和停止時(shí)間，以及估計(jì)肌肉產(chǎn)生肌力的大小［8］。在半蹲起運(yùn)動中，振動刺激和負(fù)重對大腿肌群EMGrms（%MVC）的影響結(jié)果見表1。由表2可知，經(jīng)雙因素方差分析，振動刺激對所測肌肉EMGrms（%MVC）均有顯著性影響（P＜0.05）；負(fù)重對股直肌、股外側(cè)肌和股內(nèi)側(cè)肌EMGrms（%MVC）有非常顯著性影響（P＜0.01），但對股二頭肌、半腱肌無顯著性影響（P＞0.05）；振動刺激和負(fù)重對所測肌肉肌電的交互作用均不顯著（P＞0.05）。因此，振動刺激可以顯著增加股直肌、股內(nèi)側(cè)肌、股外側(cè)肌、股二頭肌和半腱肌的肌肉激活；負(fù)重可以極顯著增加股直肌、股外側(cè)肌和股內(nèi)側(cè)肌肌肉激活，但對股二頭肌、半腱肌肌肉激活無顯著影響；振動刺激和負(fù)重的交互作用對各被檢測肌肉的激活影響均無顯著性。

表1 本研究振動刺激和負(fù)重對半蹲起運(yùn)動中大腿肌群EMGrms（%MVC）影響一覽表 （n＝10）Table 1 Summary Data of the EMGrms（%MVC）of Thigh for Load and Unloaded Dynamic Squats during Different Vibration Frequencies

表2 本研究振動和負(fù)重對大腿肌群EMGrms（%MVC）影響的雙因素方差分析結(jié)果一覽表Table 2 Two-factor Analysis of Variance of EMGrms（%MVC）of Thigh for Load and Unloaded Dynamic Squats during Different Vibration Frequencies （n＝10）

振動刺激引起肌肉肌電增加的生理學(xué)機(jī)制為：振動刺激使梭外肌長度發(fā)生改變，通過肌梭內(nèi)的感覺神經(jīng)末梢Ⅰa傳入改變了單個(gè)運(yùn)動單位的活動，表面肌電振幅表現(xiàn)為增加，這種反應(yīng)類似于振動性張力反射（Tonic vibration reflex）［17］。振動性張力反射是指振動刺激局部作用于肌肉和肌腱所引起的肌肉不隨意反射性收縮［9］。振動刺激還可能刺激皮膚和關(guān)節(jié)感受器產(chǎn)生興奮，興奮傳入到γ運(yùn)動系統(tǒng)，增加了肌梭的敏感性和反應(yīng)能力［17，23］。Martin［22］的研究表明，肌肉激活水平提高后附加振動刺激，可以增加Ⅰa傳入神經(jīng)的敏感性。本研究結(jié)果顯示，負(fù)重可以提高股直肌、股外側(cè)肌和股內(nèi)側(cè)肌肌肉激活水平，但是本研究雙因素方差分析結(jié)果表明，負(fù)重和振動刺激交互作用不顯著。這可能提示，振動訓(xùn)練時(shí)附加30%1 RM的重量可能不能增加Ⅰa傳入神經(jīng)的敏感性。更大的負(fù)重負(fù)荷是否能夠增加Ⅰa傳入神經(jīng)的敏感性還有待于進(jìn)一步的研究。從生物力學(xué)的角度看，力等于質(zhì)量乘以加速度。振動刺激增加了身體加速度，負(fù)重增加了質(zhì)量，它們都可以導(dǎo)致身體運(yùn)動的阻力增加。在完成半蹲起運(yùn)動中，股直肌、股外側(cè)肌和股內(nèi)側(cè)肌作為伸膝關(guān)節(jié)的主動肌必須產(chǎn)生更大的力量對抗阻力。雖然肌電不能直接估量力量的大小，但是，肌電的增加可以反映對抗負(fù)荷力量的增加。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，股直肌、股外側(cè)肌和股內(nèi)側(cè)肌的肌電振幅增加，這反映了股直肌、股外側(cè)肌和股內(nèi)側(cè)肌產(chǎn)生的力量增加。

2.2 不同頻率振動刺激對半蹲起練習(xí)中大腿肌群的影響

2.2.1 不同頻率振動刺激對股直肌、股外側(cè)肌和股內(nèi)側(cè)肌肌電的影響

由圖1～3可知，隨著振動頻率和負(fù)重條件的改變，股直肌、股外側(cè)肌和股內(nèi)側(cè)肌呈現(xiàn)較為相似的變化，多重比較結(jié)果顯示，在無負(fù)重條件下，振動頻率為50 Hz振動刺激與不振動時(shí)肌電比較，股直肌肌電有極顯著性差異，股外側(cè)肌和股內(nèi)側(cè)肌肌電有顯著性差異。其他頻率振動刺激與不振動比較，肌電雖然有增加，但差異不顯著。在負(fù)重條件下，頻率為50 Hz與不振動時(shí)股直肌、肌外側(cè)肌和股內(nèi)側(cè)肌肌電比較有顯著性差異，負(fù)重條件下頻率為30 Hz和頻率為50 Hz肌電比較，股直肌肌電有顯著性差異。

圖1 本研究不同頻率振動刺激對股直肌肌電影響比較示意圖Figure 1. Comparison of the EMGrms（%MVC）of Rectus Femoris during Different Vibration Frequencies

本研究結(jié)果表明，無論是否負(fù)重，隨著振動頻率的增加，股直肌、股外側(cè)肌和股內(nèi)側(cè)肌肌電激活呈增加趨勢，在50 Hz振動刺激中出現(xiàn)顯著性差異。目前，全身振動訓(xùn)練儀的頻率調(diào)節(jié)范圍在0～50 Hz之間，不同的刺激頻率產(chǎn)生的訓(xùn)練效果不同。劉北湘（2011）［5］研究表明，在膝關(guān)節(jié)伸肌群最大肌力訓(xùn)練中（10 RM）采用振動頻率在15～45 Hz多維振動，隨著振動頻率的增加，訓(xùn)練效果有明顯增加的趨勢。任滿迎（2008）［10］研究表明，45 Hz垂直振動刺激對運(yùn)動員蹲跳（SJ）和下蹲跳（CMJ）兩種模式的縱跳能力的訓(xùn)練效果顯著高于30 Hz，原因可能是不同的振動頻率對肌肉激活的程度不同，但這兩項(xiàng)研究均沒有進(jìn)行肌電的觀察。Mester（2003）［1］通過肌電測試與分析表明，股四頭肌激活隨振動頻率（5、10、15、20、25 Hz）的增加而增加，與本研究結(jié)果較為一致，可能的機(jī)制為振動刺激導(dǎo)致的肌電激活的增加和運(yùn)動單位同步化程度依賴于振動頻率，振動頻率在100 Hz以下，肌梭的初級感覺末梢（Ⅰa類纖維）能夠按1∶1做出同步性反應(yīng)［22］。在此范圍內(nèi)振動頻率增加，Ⅰa類纖維興奮性增加，傳入沖動的數(shù)量和頻率相應(yīng)增加，導(dǎo)致運(yùn)動神經(jīng)元去極化增加，閾值更高的運(yùn)動單位被募集，動員的運(yùn)動單位增加，表面肌電信號增加。然而，Cardinale（2003）［17］研究觀察了30、40、50 Hz不同振動頻率時(shí)的EMGrms，結(jié)果表明，30 Hz振動對股外側(cè)肌的EMGrms最大，且顯著高于其他振動頻率。該研究的振動刺激振幅為10 mm，振動時(shí)間為60 s，與本研究和Martin［22］研究相比，振幅大、振動時(shí)間長，當(dāng)振動頻率由30 Hz增加到40 Hz或50 Hz時(shí)，來自于皮膚、關(guān)節(jié)和次級神經(jīng)末梢的傳入調(diào)節(jié)對γ系統(tǒng)的易化作用逐漸減退［17］。這使Ⅰa類纖維傳入興奮性下降，Ⅰa類纖維應(yīng)答減弱，導(dǎo)致運(yùn)動神經(jīng)元同步化衰減，運(yùn)動單位的募集下降，表面肌電信號減弱。

圖2 本研究不同頻率振動刺激對股外側(cè)肌肌電影響比較示意圖Figure 2. Comparison of the EMGrms（%MVC）of Vastus Lateralis during Different Vibration Frequencies

圖3 本研究不同頻率振動刺激對股內(nèi)側(cè)肌肌電影響比較示意圖Figure 3. Comparison of the EMGrms（%MVC）of Vastus Medialis during Different Vibration Frequencies

由以上分析可見，振幅和振動時(shí)間不同，振動頻率與肌電激活的關(guān)系可能不相同，在振動訓(xùn)練頻率選擇時(shí)應(yīng)該同時(shí)考慮振幅因素。本研究結(jié)果表明，在振幅為2 mm的垂直振動模式條件下，頻率為50 Hz的振動刺激對于無論是負(fù)重還是無負(fù)重的半蹲起運(yùn)動，都顯著增加了股直肌、股外側(cè)肌和股內(nèi)側(cè)肌激活，這為振動訓(xùn)練振動頻率的選擇提供了實(shí)踐指導(dǎo)。

2.2.2 不同頻率振動刺激對股二頭肌和半腱肌肌電影響

圖4 本研究不同頻率振動刺激對股二頭肌肌電影響比較示意圖Figure 4. Comparison of the EMGrms（%MVC）of Biceps Femoris during Different Vibration Frequencies

圖5 本研究不同頻率振動刺激對半腱肌肌電影響比較示意圖Figure 5. Comparison of the EMGrms（%MVC）of Semitendinosus during Different Vibration Frequencies

由圖4、圖5可知，隨著振動頻率和負(fù)重條件的改變，股二頭肌和半腱肌肌電呈現(xiàn)較為一致的變化，多重比較結(jié)果顯示，在無負(fù)重條件下，振動頻率為50 Hz與不振動比較，股二頭肌和半腱肌肌電有顯著性差異，其他頻率振動刺激肌電雖然有增加，但差異不顯著；在負(fù)重條件下，頻率為50 Hz與不振動比較股二頭肌和半腱肌肌電有顯著性差異。研究結(jié)果與Mester（2003）［1］肌電觀測股二頭肌激活變化趨勢相一致。

股二頭肌和半腱肌是大腿后側(cè)肌肉，是股四頭肌的對抗肌。本研究結(jié)果顯示，負(fù)重不能增加股二頭肌和半腱肌的肌肉激活，也就是說常規(guī)負(fù)重力量訓(xùn)練在發(fā)展主動肌力量時(shí)，不能很好的同步發(fā)展對抗肌力量，這種發(fā)展的不均衡可能造成肌肉拉傷和運(yùn)動成績停滯不前等現(xiàn)象。許以誠（2004）［11］對上肢的拉力器訓(xùn)練研究表明，附加振動刺激時(shí)，除了主動肌肌電增大，對抗肌肌電也顯著增大，同時(shí)研究還觀察到振動訓(xùn)練增加主動肌力量的同時(shí)，對抗肌力量也增加。彭春政［7］研究了振動訓(xùn)練對下肢肌肉力量的影響，得到了相同的結(jié)果，但該研究沒有觀察肌電的變化。本研究通過肌電觀察發(fā)現(xiàn)，在垂直振動模式、振幅為2 mm的條件下，頻率為50 Hz的振動刺激對無論是負(fù)重還是無負(fù)重的半蹲起運(yùn)動，都明顯增加了股二頭肌和半腱肌的激活。說明振動刺激不僅提高了主動肌的激活，同時(shí)也提高了對抗肌的激活。提示，附加振動刺激的半蹲起運(yùn)動增強(qiáng)了神經(jīng)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)，提高了大腿肌肉的反應(yīng)能力和協(xié)調(diào)能力。

3 結(jié)論與訓(xùn)練學(xué)意義

1.在半蹲起運(yùn)動中，附加振動刺激可以顯著提高股直肌、股內(nèi)側(cè)肌、股外側(cè)肌、股二頭肌和半腱肌激活，負(fù)重30%最大力量可以顯著提高股直肌、股內(nèi)斜肌和股外斜肌肌肉激活，不能提高股二頭肌和半腱肌激活，負(fù)重和振動刺激的交互作用不顯著。

2.無負(fù)重或負(fù)重30%最大力量半蹲起時(shí)，振幅為2 mm、振動頻率為50 Hz的垂直振動刺激可以顯著增加股直肌、股內(nèi)側(cè)肌和股外側(cè)肌、股二頭肌、半腱肌的激活。這可以為全身振動訓(xùn)練的頻率選擇提供參考。

3.在負(fù)重條件下，附加振幅為2 mm、振動頻率為50 Hz的垂直振動刺激可以顯著增加股直肌、股內(nèi)側(cè)肌和股外側(cè)肌的激活程度，證明了在常規(guī)負(fù)重訓(xùn)練中附加振動刺激可以誘發(fā)激活更多的運(yùn)動單位參與工作，為振動力量訓(xùn)練提供理論依據(jù)。

4.在半蹲起運(yùn)動中，振幅為2 mm、振動頻率為50 Hz的垂直振動刺激在增加主動肌激活的同時(shí)增加了對抗肌的激活，提示，頻率為50 Hz的振動訓(xùn)練有利于主動肌和對抗肌力量的協(xié)調(diào)發(fā)展。

［1］李玉章.全身振動訓(xùn)練的理論與實(shí)踐［M］.上海：第二軍醫(yī)大學(xué)出版社，2010：33.

［2］李玉章.不同振動模式中小腿肌肉的誘發(fā)激活特征比較研究［J］.天津體育學(xué)院學(xué)報(bào)，2010，25（4）：336-339.

［3］李玉章.不同形式振動訓(xùn)練中下肢肌群的神經(jīng)肌肉激活特征［J］.天津體育學(xué)院學(xué)報(bào)，2011，26（1）：30-33.

［4］李鐵軍，張林鴻.負(fù)重振動練習(xí)與超等長練習(xí)對下肢力量影響的比較研究［J］.西安體育學(xué)院學(xué)報(bào)，2005，22（5）：61-63.

［5］劉北湘.振動波方向、頻率對振動訓(xùn)練的影響［J］.武漢體育學(xué)院學(xué)報(bào)，2011，45（6）：84-87.

［6］彭春政，危小焰，張曉韻.振動力量訓(xùn)練的機(jī)制和作用效果的研究進(jìn)展［J］.西安體育學(xué)院學(xué)報(bào)，2002，19（3）：45-48.

［7］彭春政，危小焰.抗負(fù)荷力量訓(xùn)練中附加全身振動刺激對肌力訓(xùn)練效果的影響［J］.上海體育學(xué)院學(xué)報(bào)，2003，27（1）：70-77.

［8］曲峰.運(yùn)動員表面肌電信號與分形［M］.北京：北京體育大學(xué)出版社，2008：2-5.

［9］任滿迎，趙煥彬，劉穎，等.振動力量訓(xùn)練即時(shí)效應(yīng)與結(jié)構(gòu)性效應(yīng)的研究進(jìn)展［J］.體育科學(xué)，2006，26（7）：63-66.

［10］任滿迎，潘磊，魏永旺.不同頻率振動刺激力量訓(xùn)練對膝關(guān)節(jié)肌群肌力影響的實(shí)驗(yàn)研究［J］.首都體育學(xué)院學(xué)報(bào)，2008，20（3）：72-75.

［11］許以誠，高炳紅，劉文海.振動與非振動練習(xí)時(shí)肌電圖變化的比較研究［J］.西安體育學(xué)院學(xué)報(bào)，2004，21（4）：54-55.

［12］袁艷，吳貽剛.振動刺激在力量訓(xùn)練中的應(yīng)用及其機(jī)制研究進(jìn)展［A］.第九屆全國體育科學(xué)大會論文摘要匯編（3）［C］.上海：2011：391-392.

［13］曾紀(jì)榮，王興澤.振動訓(xùn)練時(shí)發(fā)展肌肉力量效果影響的實(shí)驗(yàn)研究［J］.北京體育大學(xué)學(xué)報(bào)，2007，30（10）：1439-1441.

［14］周桂琴，尹軍.國內(nèi)外振動訓(xùn)練在訓(xùn)練學(xué)領(lǐng)域比較分析［J］.武漢體育學(xué)院學(xué)報(bào)，2010，44（12）：67-73.

［15］周蘇源，危小焰.基于振動力量訓(xùn)練的研究進(jìn)展［J］.首都體育學(xué)院學(xué)報(bào)，2008，20（5）：29-31.

［16］ABERCROMBY A F，AMONETTE W E，LAYNE C S.Variation in neuromuscular responses during acute whole-body vibration exercise［J］.Med Sci Sports Exe，2007，39（9）：1642-1650.

［17］CARDINALE M，LIM J.Electromyography activity of vastus lateralis muscle during whole-body vibrations of different frequencies［J］.J Strength Cond Res，2003，17（3）：621-624.

［18］FRANKLIN B A，WHALEY M H，HOWLEY E T，et al.AC-SM’s Guidelines for Exercise Testing and Prescription［M］.Philadelphia：Lippincott Williams ＆Wilkins，2000：82.

［19］HAZELL T J，JAKOBI J M，KENNO K A.The effects of whole-body vibration on upper-and lower-body EMG during static and dynamic contractions［J］.Appl Physiol Nutr Metab，2007，32（6）：1156-1163.

［20］KONRAD P.The ABC of EMG-A practical introduction to kinesiological electromyography［M］.Noraxon Inc，2005：32.

［21］MARIN P J，BUNKER D，RHEA M R，et al.Neuromuscular activity during whole-body vibration of different amplitudes and footwear conditions：Implications for prescription of vibratory stimulation［J］.J Strength Cond Res，2009，23（8）：2311-2316.

［22］MARTIN B J，PARK H S.Analysis of the tonic vibration reflex：influence of vibration variables on motor unit synchronization and fatigue［J］.Eur J Appl Physiol，1997，75（6）：504-511.

［23］MESTER J，SPITZENFEIL P，SCHWARZER J，et al.Biological reaction to vibration–implications for sport［J］.J Sci Med Sport，1999，2（3）：211-226.

［24］RITTWEGER J.Vibration as an exercise modality：how it may work，and what its potential might be［J］.Eur J Appl Physiol，2010，108（5）：877-904.

Comparison of Muscle Activity of Thigh for Loaded and Unloaded Dynamic Squats during Whole-Body Vibration of Different Frequencies

YUAN Yan1，2，WU Yi-gang1，SU Yan-ju3，LI Yu-zhang1

Whole-body vibration（WBV）is a relatively new exercise modality gaining significant interest of lower limb strength，but the muscle activity characteristics of thigh during load squat and vertical vibration exercise at different vibration frequencies was unknown.Ten healthy male college students performed a series of dynamic squats（unloaded with no WBV，unloaded with WBV，loaded with no WBV，and loaded with WBV）.The load was set to 30% of maximum force and WBV included 30，40，50 Hz frequencies with 2-mm amplitude.Muscle activity was recorded with surface electromyography（EMG）on the rectus femoris（RF），vastus medialis（VM），vastus lateralis（VL），biceps femoris（BF）and semitendinosus（SEM）and is reported as EMGrms（root mean square）normalized to%maximal voluntary contraction.A two-factor analysis of variance showed that vibration stimulation had significant effect on EMGrms of all the muscles（P＜0.05），and loads had significant effect on EMGrms of RF，VM and VL（P＜0.01）.There was no significant interaction between vibration and load.After multiple comparison，it was found that exposure to WBV（50 Hz）significantly increased baseline muscle activity in all muscles.In conclusion，it is suggested that WBV can increase the neuromuscular activity of the thigh muscles during dynamic squat.Loads can increase the neuromuscular activity of RF，VM and VL but cannot increase the neuromuscular activity of BF and SEM.

wholebodyvibrationtraining；vibrationfrequency；surfaceEMG；thighmuscle；musclearousal；verticalvibration

G804.6

A

1000-677X（2012）10-0064-05

2012-07-26；

2012-09-15

上海市科學(xué)技術(shù)委員會科研計(jì)劃項(xiàng)目課題（09490503400）；國家體育總局科研項(xiàng)目資助（10B041）。

袁艷（1974-），女，江西南昌人，副教授，在讀博士研究生，研究方向?yàn)榭茖W(xué)訓(xùn)練理論與方法，E-mail：jxhxyy＠163.com；吳貽剛（1963-），男，湖南長沙人，教授，博士，博士研究生導(dǎo)師，E-mail：wuyigan08＠sus.edu.cn；蘇彥炬（1974-），男，河北饒陽人，講師，在讀博士研究生，E-mail：syj1974＠126.com；李玉章（1975-），男，河北石家莊人，副教授，博士，E-mail：yuzhang07＠126.com。

1.上海體育學(xué)院體育教育訓(xùn)練學(xué)院，上海200438；2.江西師范大學(xué)體育學(xué)院，江西南昌330027；3.河北經(jīng)貿(mào)大學(xué)體育部，河北石家莊050061 1.School of Physical Education and Sports Training，Shanghai University of Sport，Shanghai 200438，China；2.Sports Institute，Jiangxi Normal University，Nanchang 330027，China；3.Sports Department，Hebei University of Economics and Business，Shijiazhuang 050061，China.