夏 婉，樓方舟，龔 標(biāo)，徐 剛，譚洪發(fā)，鄭周琴，余時珮

（1.重慶醫(yī)科大學(xué)2008級中醫(yī)專業(yè)本科生，重慶401331；2.重慶醫(yī)科大學(xué)中醫(yī)藥學(xué)院、重慶醫(yī)科大學(xué)實驗教學(xué)管理中心，重慶 401331）

大學(xué)生長跑后腓腸肌疲勞肌電圖測定

夏 婉1，樓方舟1，龔 標(biāo)2，徐 剛1，譚洪發(fā)1，鄭周琴1，余時珮1

（1.重慶醫(yī)科大學(xué)2008級中醫(yī)專業(yè)本科生，重慶401331；2.重慶醫(yī)科大學(xué)中醫(yī)藥學(xué)院、重慶醫(yī)科大學(xué)實驗教學(xué)管理中心，重慶 401331）

目的：觀察長跑后腓腸肌疲勞肌電圖測定。方法：3名自愿受試大學(xué)生長跑訓(xùn)練1周后進行腓腸肌肌電圖測試。結(jié)果：腓腸肌肌電圖變化基本可以分為3個階段。第1階段肌電圖峰值隨長跑距離增加而逐漸下降。第2階段肌電圖峰值波動基本穩(wěn)定，大致維持在一個水平。第3階段肌電圖峰值快速下降，隨著長跑距離的繼續(xù)增加，肌電圖峰值快速下降至測試前的1/2，并出現(xiàn)不穩(wěn)定峰值。結(jié)論：肌電圖可以作為疲勞的指標(biāo)，進行疲勞分析，既提示運動訓(xùn)練的恰當(dāng)劑量，也提示運動訓(xùn)練的效果，甚至作為運動員運動潛能的評價。肌電圖還可以用于運動損傷后的康復(fù)治療效果評價。

肌電圖；長跑；腓腸肌；疲勞

1982年在美國波士頓召開的第5屆國際運動生化學(xué)術(shù)會議認(rèn)為，運動性疲勞時機體生理過程不能維持其機能在特定水平上和（或）不能維持預(yù)定的運動強度［1］。90年代以來，除了在傳統(tǒng)的運動性疲勞研究領(lǐng)域有許多研究成果外，在肌肉疲勞的研究方面也有一定進展。研究發(fā)現(xiàn)，運動肌肉疲勞時肌電圖信號會產(chǎn)生明顯變化［2-4］，如功率譜曲線發(fā)生不同程度的左移，頻域指標(biāo)中的平均功率頻率（mean power frequency，MPF）出現(xiàn)相應(yīng)下降，而時域值上升。我們采用BL420F生物機能系統(tǒng)儀器，通過針刺腓腸肌內(nèi)側(cè)頭肌腹，引導(dǎo)肌電信號，進而描述分析運動性肌肉疲勞的肌電圖變化。

1 研究對象

重慶醫(yī)科大學(xué)2008級學(xué)生，共3名，男2名、女1名，年齡22歲，分為受試者A（男），受試者B（男），受試者C（女）。體能測試優(yōu)秀，平素體健，均無呼吸、心血管、內(nèi)分泌系統(tǒng)等方面的疾病。測試前接受長跑訓(xùn)練，每天跑步3000米，時間保持在13min以內(nèi)，1周后自覺無疲勞再進行試驗測試。

2 器 材

規(guī)格為0.35mm×40mm漢醫(yī)牌無菌針灸針，BL420F生物機能系統(tǒng)。

3 方 法

針刺腓腸肌內(nèi)側(cè)頭肌肉最高點，通過引導(dǎo)電極導(dǎo)出肌電信號至BL420F生物機能系統(tǒng)。運動之前囑研究對象進行腓腸肌完全強直收縮并記錄正常肌電干擾型。而后進行3000米長跑，記錄所用時間及肌電圖像，此后每跑1000米進行一次肌電測定，直到感疲勞、運動速度明顯減慢、運動時間明顯延長、肌電峰值降至正常時所測值的1/2。

針刺的深度以及針距均保持在1.5cm，操作人員為同一具有針灸針刺技術(shù)人員，室溫25℃左右。

4 結(jié)果與分析

綜合3位同學(xué)跑步的整個過程，基本可以將其分為3個階段。第1階段肌電圖峰值逐漸下降期，測試者以勻速進行長跑之后，其肌電圖的峰值隨長跑距離的增加而降低；第2階段肌電圖峰值相對穩(wěn)定期，當(dāng)繼續(xù)長跑一定距離后，肌電圖峰值下降緩慢，大致維持在一個水平，肌電圖的峰值大致都維持在2800uV左右，呈一比較穩(wěn)定的水平，且受試者的運動速度也保持在穩(wěn)定水平；第3階段肌電圖峰值快速下降，隨著長跑距離的繼續(xù)增加，肌電圖峰值快速下降至測試前的1/2，并出現(xiàn)不穩(wěn)定峰值。受試者A經(jīng)訓(xùn)練1周后長跑前測試的肌電圖（圖1），最大峰值為3795.17uV；以及長跑3000m、4000m、5000m、6000m時，肌電圖最大峰值分別為3520.51uV、3232.27uV、2290.04uV和2332.76uV，此期間肌電圖峰值逐漸下降；長跑7000m、8000m、9000m時，肌電圖最大峰值分別為2827.15uV、3001.71uV和2787.93uV，此期間肌電圖峰值大致維持在同一水平；長跑10000m以后的肌電圖（圖2），肌電圖峰值快速下降致測試前的1/2，峰值也變得不穩(wěn)定。

兩位男性受試者A和B的肌電圖峰值變化與長跑的距離有一定差異，受試者B各個階段出現(xiàn)均早，說明更易疲勞。女性受試者C各個階段均比兩位男性受試者早，說明受試女性C比受試男性A和B疲勞出現(xiàn)早，但3名受試者的肌電圖均符合以上3個階段。

圖1 受試者A完成1周的訓(xùn)練后，長跑測試前的肌電圖最大峰值為3795.17uV。

圖2 受試者A長跑超過10000m后，肌電圖峰值快速下降致測試前的1/2，至14000m時，各個最大峰值分別為2517.55uV、2250.98uV、3323.21uV、1933.59uV和1652.07uV。

5 討 論

肌電圖是記錄、顯示肌肉活動時產(chǎn)生的電位圖形。運動神經(jīng)細(xì)胞或纖維興奮時，其興奮向遠(yuǎn)端傳導(dǎo)，通過運動終板而興奮肌纖維，產(chǎn)生肌肉收縮運動，并有電位變化成為肌電圖。通常的肌電圖分為針電極肌電圖和表面肌電圖（Surface electromyography，sEMG），sEMG在電生理概念上雖然與針電極肌電圖相同，但其研究目的、所使用的設(shè)備以及數(shù)據(jù)分析技術(shù)是有很大區(qū)別的，其揀拾電極為表面電極，使用方便，無創(chuàng)傷，可用于測試較大范圍的肌肉EMG信號，并很好的反應(yīng)運動過程中肌肉生理、生化等方面的改變，但缺點是僅能有效地應(yīng)用于淺表肌肉。而針電極EMG可很好地研究深層肌肉的運動學(xué)和神經(jīng)生理學(xué)活動，其所測試的范圍比表面電極小得多，此外在重復(fù)檢查時，由于針電極在重復(fù)插入肌肉組織過程中更難保持一致的定位，因此重測信度較表面肌電圖低［5］。有研究表明，sEMG和針電極EMG之間有極好的相關(guān)性。本實驗研究腓腸肌單一肌肉的運動疲勞，所以選用針電極肌電圖。

肌電圖可作為肌肉疲勞的指標(biāo)［6］，進行疲勞分析，即提示運動訓(xùn)練的恰當(dāng)劑量，也提示運動訓(xùn)練的效果，甚至作為運動潛能的評價。當(dāng)肌肉疲勞時，峰值下降，頻譜也就減低，肌肉越疲勞則頻譜越低。訓(xùn)練好的肌肉則不易有疲勞性頻譜下降。本實驗通過早期1周的訓(xùn)練后進行長跑腓腸肌疲勞測試，在長跑過程中，肌電圖峰值變化比較有規(guī)律。長跑之初，隨著長跑的距離增加肌電圖峰值逐漸下降階段，這時候受試者并未感到疲勞；隨后出現(xiàn)峰值平穩(wěn)階段，此階段肌電圖的峰值大致都維持在2800uV上下，受試者也沒有明顯疲勞感覺，運動速度基本能維持。最后當(dāng)超過10000m后，肌電圖峰值呈明顯下降趨勢，直至峰值下降到測試前的1/2，此階段受試者運動速度減慢，并感疲勞。當(dāng)受試者長跑超過12000m后，肌電峰值呈現(xiàn)不穩(wěn)定狀態(tài)，峰值甚至短暫的回升。王凌云等［3］對上肢肌肉疲勞的研究表明，當(dāng)運動員自覺疲勞時，上肢肌肉酸痛、無力，尤以腕部和肩部明顯，且肌電分析的結(jié)果顯示所測肌肉平均功率頻率和中位頻率均明顯降低，提示肌疲勞，與本實驗的研究相同。另外，日本學(xué)者豬飼道夫認(rèn)為［7］，運動性疲勞發(fā)生時表現(xiàn)出的反復(fù)性動作速度下降、微細(xì)動作調(diào)整失調(diào)及其不規(guī)則動作增多等現(xiàn)象，可能與該反射回路的功能失調(diào)有著密切的關(guān)系，并可能增加運動損傷［8］。本實驗第3階段，即長跑距離超過12000m時，驟然下降的肌電圖峰值出現(xiàn)不穩(wěn)定，并有所回升。一般認(rèn)為，肌電圖峰值下降到正常肌電圖峰值一半左右就表示肌肉已經(jīng)疲勞，疲勞的肌肉超負(fù)荷訓(xùn)練，有可能導(dǎo)致運動損傷，或運動成績下降；當(dāng)這階段出現(xiàn)峰值回升波動時，是否代表已經(jīng)達到運動疲勞極限或其他人體潛能得以激發(fā)還有待進一步研究。

當(dāng)運動疲勞發(fā)生時，通過按摩等物理手段是否能有助于盡快恢復(fù)，是否中藥膏劑輔助按摩更有利于疲勞肌肉的恢復(fù)，有待進一步研究。對于運動損傷后的功能康復(fù)，肌電圖可以了解訓(xùn)練中各個肌肉的啟動和持續(xù)時間是否正常，各肌肉的運動是否協(xié)調(diào)，各肌肉的興奮程度是否足夠，以及康復(fù)治療后肌肉功能是否有進步。今后，應(yīng)進一步研究中藥制劑的治療作用，以及中醫(yī)在運動損傷康復(fù)中的作用。

（衷心感謝重慶醫(yī)科大學(xué)實驗教學(xué)管理中心陸杰教授的全程輔導(dǎo)和幫助）

［1］蘇克強.運動性肌肉疲勞與恢復(fù)的研究進展［J］.體育世界，2008，（11）：106-107.

［2］Ghasem iM，O lyaei G，Bagheri H，et al.The effects of triceps surae fatigue on the torque and electromyographic parameters in athletes compared w ith non-athletes［J］.J Back Musculoskelet Rehabil.2012，25（2）：95-101.

［3］王凌云，肖云，馬艷芬，等.應(yīng)用表面肌電圖評定乒乓球運動員的上肢肌疲勞［J］.中國臨床康復(fù)，2005，9（4）：174-176.

［4］王國祥，李長宏.肘關(guān)節(jié)等速運動過程中表面肌電圖的變化特征［J］.中國臨床康復(fù)，2004，8（12）：2346-2348.

［5］Chang KM，Liu SH，W u XH.A w ireless sEMG recording system and its application to muscle fatigue detection［J］. Sensors，2012，12（1）：489-499.

［6］楊建國，李宏偉.表面肌電圖在評價人體運動的應(yīng)用現(xiàn)狀及展望［J］.山西體育科技，2011，32（4）：34-36.

［7］豬飼道夫.新運動生理學(xué)［M］.東京：杏林書院，1958：332.

［8］王國祥，Kiyoshi Onari.脛骨前肌疲勞時比目魚肌誘發(fā)肌電圖H波的變化及其機制探討［J］.中國運動醫(yī)學(xué)雜志，2004，23（1）：16-20.

Objective：To observe mensuration of gastrocnemius fatigue with EMG after long-distance running.Methods：To mensurate fatigue of gastrocnemius with EMG on three voluntary students when they trained to run long-distance after 1 week.Results：There are three basic phases in the EMG change while long-distance running.The peak of EMG is getting down along with the distance become longer in first phase；The peak fluctuate basestabilization on a level in second phase；The peak is getting down quickly with the distance continue to become，it is about 50% than test before，and it fluctuate instability.Conclusion：EMG is a index to analyze fatigue，it relate to dose and effect of training， or estimate potential for athlete.On other hand，EMG can evaluate the effect on treatment in sport injury.

EMG；Long-distance running；Gastrocnemius；Fatigue

R255.685.4

B

1004-2814（2013）04-238-03

重慶醫(yī)科大學(xué)實驗教學(xué)管理中心學(xué)生創(chuàng)新項目（201127）。［通訊作者］龔 標(biāo)

2013-12-18