楊瑞鵬，劉 飛

不同距離急停跳投起跳階段腰腹部肌肉活動特征分析

楊瑞鵬1，劉 飛2

以西安體育學院院籃球隊隊員為研究對象，運用文獻資料法、專家訪談法、試驗法，對距籃框分別為4.6m、6.25m、6.75m時，急停跳投制動起跳起階段腹直肌、腹外斜肌、背闊肌和豎脊肌的活動特征進行分析。結(jié)果顯示：（1）在4.6m和6.25m處制動起跳投籃階段，腰腹部被測試肌肉的用力特征變化趨勢基本一致，左、右側(cè)豎脊肌起主要作用；（2）與4.6m、6.25m處急停跳投相比，在6.75m處急停跳投時，右側(cè)背闊肌和左、右側(cè)腹外斜肌積分肌電值明顯增大，且差異具有顯著性（Plt;0.05）；（3）不同距離制動起跳階段，腰腹部被測肌肉的放電順序均以背闊肌最先激活，腹直肌最后激活；（4）隨著投籃距離的增加，腰腹部被測肌肉的參與程度和貢獻率均不同，但共同點是左側(cè)豎脊肌的貢獻率最大，右側(cè)腹直肌的貢獻率最小。

籃球；急停；跳投；起跳階段；表面肌電

急停跳投是籃球技術(shù)中非常重要的一項技術(shù)，也是比賽中應用最多的投籃方式。從以往研究文獻看，有關(guān)籃球運動中跳投教學與訓練方面的論文很多，但大多從運動生物力學角度對其運動學特征進行分析，很少有人結(jié)合肌電測試儀對肌肉用力特征分析，尤其是針對腰腹部肌肉用力特征的研究更是鳳毛麟角。腰腹部在急停跳投過程中扮演“橋梁”的作用，通過腰腹部的轉(zhuǎn)化，下肢力量最終才能傳遞到手腕和手指[1]。

表面肌電信號（sEMG）是從皮膚表面通過電極引導、記錄下來的一維時間序列信號，其時頻特征與肌肉活動狀態(tài)、功能狀態(tài)間存在不同程度的關(guān)聯(lián)性，能在一定程度上反映神經(jīng)肌肉活動特征。另外，這種采集技術(shù)簡便易行、無創(chuàng)傷，且對技術(shù)動作干擾少、易被測試者接受，因此在體育科學研究領域有著重要的實用價值[2]。

基于此，本文借助肌電測試儀（MEGA Electronic Ltd，MEGWIN6000）和高速攝像機對研究對象進行同步測試，分析不同距離跳投制動起跳階段腰腹部主要體表肌肉肌電信號的變化特征，為籃球教學、訓練中腰腹部的專項力量練習提供依據(jù)。

1 研究對象

以西安體育學院籃球隊8名男性右手投籃隊員為研究對象。所有受試者均理解試驗意圖，自愿參與本次試驗，測試前24 h無劇烈運動，身體健康狀況良好，且無皮膚過敏和神經(jīng)肌肉病史，腰腹部無傷病，具體情況見表1。

表1 受試者基本情況表Table 1 basic subjects table

2 研究方法

2.1 文獻資料法

在中國知網(wǎng)和萬方數(shù)據(jù)庫以“肌電測試”、“籃球”、“肌電”、“跳投”等為檢索詞，搜索到核心期刊文章和相關(guān)學位論文30多篇，為本文的研究設計奠定基礎。

2.2 專家訪談法

主要就腰腹部肌肉選取點、肌電試驗設計、試驗的拍攝和測試注意事項等問題向西安體育學院解剖教研室和運動生物力學教研室相關(guān)專家學者進行咨詢。

2.3 試驗法

2.3.1 試驗數(shù)據(jù)采集 數(shù)據(jù)的采集是運用數(shù)字攝像機和肌電儀同步測試所得。測試前被試統(tǒng)一進行準備活動，活動時間控制在25min左右。待被試適應環(huán)境且肌電發(fā)射信號器后，再進行表面肌電信號采集。正式測試共進行3次，以連續(xù)完成3個不同距離段的急停跳投為一次。

運動學數(shù)據(jù)運用索尼DCR-HC901數(shù)字攝像機進行采集，像素為300萬，拍攝頻率為25幀/s；拍攝位置設置在運動員急停跳投動作的左側(cè)面；拍攝方式為定點拍攝；拍攝范圍為接球兩步急停跳投全過程。本文只對急停跳投制動起跳階段動作進行分析，即制動前一步單腳著地開始到雙腳起跳騰空離地瞬間這一階段。

肌電數(shù)據(jù)采用 MEGA（Electronic Ltd，MEGWIN6000）16通道遙測肌電測試儀進行采集，采樣頻率設為1 000 Hz，濾過頻率設為20～500Hz。所選取的腰腹部肌肉名稱分別為：左、右側(cè)腹直肌，左、右側(cè)腹外斜肌，左、右側(cè)背闊肌，左、右側(cè)豎脊肌[3]。在常規(guī)清潔處理所測肌肉表面皮膚后，由專業(yè)人士統(tǒng)一確定肌電的位置，加適量導電膏后，將雙極表面電極順著肌纖維的方向粘貼在肌腹處皮膚表面，兩電極相隔2 cm，同時放置一個參考電極在肌肉的末端（見圖1）。所有電極均用繃帶牢牢固定，以減少噪聲信號干擾。

圖1 各肌肉電極安置圖Figure 1 eachm uscle electrode p lacement diagram

2.3.2 試驗數(shù)據(jù)的處理與分析 運用MegaWin2.4軟件對原始肌電信號進行整流、濾波、振幅標準化處理，再對處理后的信號數(shù)值進行分析。為了便于研究，對IEMG的處理采用標準化處理，即以8名隊員中動作總時間最長的為1，其他7名運動員取其相對值，再用7名隊員的IEMG結(jié)果除以r，獲得最終的IEMG結(jié)果。運用SPSS17.0進行分析，經(jīng)檢驗，數(shù)據(jù)符合正態(tài)分布且接受方差齊性的假設；采用單因素方差分析考察投籃距對腰腹部肌肉用力狀況的影響；之后，選用LSD法進行均值多重比較，分析不同投籃距離之間的差異。

3 分析與討論

3.1 不同距離急停跳投制動起跳階段腰腹部肌肉的原始肌電圖分析

原始肌電圖是通過表面電極采集到?jīng)]有經(jīng)過處理的肌電信號變化，包含基本的肌電活動信息，可以直接定性研究肌肉肌電活動的時程長短和振幅強弱，以此反映出肌肉在某個動作中是處于靜止狀態(tài)還是運動狀態(tài)，是起主要作用，還是次要作用，以及各肌群激活的時序特征[4]。下面以王××跳投原始肌電圖（見圖2）為例進行分析。

圖2 王＊＊跳投原始肌電圖Figure 2 Wang＊＊jum per originalEMG

通過對王××跳投原始肌電圖分析，發(fā)現(xiàn)距籃筐不同距離急停跳投起跳時，主要用力肌肉基本一致，分別是左右側(cè)豎脊肌、左右側(cè)背闊肌、左側(cè)腹外斜?。辉陔x地瞬間分別是左側(cè)豎脊肌、左側(cè)腹外斜肌、右側(cè)側(cè)背闊肌起主要作用，造成這種現(xiàn)象的原因很可能與投籃手（右手）有關(guān)。由于被試都是右手投籃，在接左側(cè)傳球后的急停跳投時，投籃手臂上擺的幅度要大于異側(cè)手臂，此時右側(cè)背闊肌用力程度較大。這時脊柱的彎曲角度也反射性地引起腰腹部肌肉用力程度發(fā)生變化，尤其是左側(cè)豎脊肌、左側(cè)腹外斜肌的收縮強度都相應增加。

3.2 不同距離急停跳投起跳階段腰腹部肌肉積分肌電值的特征分析

對在距籃筐4.6m和6.25m處急停跳投制動起跳階段的腰腹肌肉積分肌電值進行比較，發(fā)現(xiàn)隨著投籃距離的增加，被測肌肉積分肌電值之間的變化差異不具有顯著性（見表2）。其共同點是左、右側(cè)豎脊肌積分肌電值較大，不同點是左側(cè)背闊肌積分肌電值變化差異較大，但不具有顯著性。

表2 不同距離跳投時各肌肉積分肌電值的多重比較-LSD分析結(jié)果Table 2 Differentdistance jumpers for each muscle IEMG o f them ultiple com parison-LSD analysis results

對在距籃筐為6.25m和6.75m處，急停跳投制動起跳階段的腰腹部肌肉積分肌電值進行比較，發(fā)現(xiàn)隨著投籃距離的增加，被測肌肉的肌電積分值均有不同程度的增加，且左、右側(cè)腹外斜肌和右側(cè)背闊肌的肌電積分值明顯增大，且存在顯著性差異（Plt;0.05），其余肌肉積分肌電值之間的差異無顯著性（見表3）。這說明投籃距離的增加是左、右側(cè)腹外斜肌和右側(cè)背闊肌積分肌電值大幅度增加的主要原因。

對在距籃筐4.6m和6.75m處，急停跳投制動起跳階段的腰腹部肌肉積分肌電值進行比較，發(fā)現(xiàn)在6.75m處急停跳投時，除右側(cè)豎脊肌外，所測試的各個肌肉積分肌電值都有不同程度的增加，左、右側(cè)腹外斜肌肌電分值明顯增大，且存在顯著性差異（Plt;0.05）（見表 4）。

表3 不同距離跳投時各肌肉積分肌電值的多重比較-LSD分析結(jié)果Table 3 Different distance jum pers for eachm uscle IEMG of the mu ltiple com parison-LSD ana lysis results

表4 不同距離跳投時各肌肉積分肌電值的多重比較-LSD分析結(jié)果Tab le 4 Differentdistance jumpers for each muscle IEMG of them ultiple com parison-LSD analysis resu lts

對于肌肉張力與肌電振幅之間的關(guān)系，人們很早就開始運用EMG研究，且普遍認為肌肉收縮強度加大，肌電圖的幅度增加。著名運動生理學家ASTRANDPO在論述EMG與肌肉力量的關(guān)系時指出，由于EMG與肌肉力量有密切的關(guān)系，尤其是iEMG與肌肉張力的正相關(guān)，使EMG成為研究肌肉活動的一個理想手段[5]。BILDEDAU等研究認為，在相同的時間內(nèi)某一肌肉的IEMG大小和其用力成高度正相關(guān)[2-6]。李永智認為，肌張力與iEMG或均方根振幅RMS存在線性關(guān)系，肌電圖積分值的大小反映肌肉在活動時用力的大小[7]。IEMG和RMS值越大，表明肌肉協(xié)調(diào)用力能力越大[2]，即隨著肌肉用力或產(chǎn)生肌張力的增加，肌電信號的iEMG也增加[8-9]。因此，肌電分值的大小在一定程度上可以反映肌肉用力程度的大小。

通過對距籃筐不同距離急停跳投制動起跳階段的腰腹部肌肉積分肌電值進行比較發(fā)現(xiàn)：投籃距從4.6m增加到6.25m時（見表2），除左側(cè)腹外斜肌外，其余肌肉的積分肌電值呈降低趨勢，且差異不顯著。所以在這2處急停跳投時，腰腹部被測試肌肉的用力特征變化差異不具有顯著性，其變化規(guī)律基本一致。在6.75m處急停跳投時（見表3、表4），除右側(cè)豎脊肌外，所測肌肉的積分肌電值全部呈不同程度的增加趨勢。其中投籃距離在從4.6m→6.75m到6.25m→6.75m的增加過程中，左、右側(cè)腹外斜肌和右側(cè)背闊肌積分肌電值的變化差異具有顯著性（Plt;0.05），這說明在此位置投籃時其用力程度變化的大小幅度較為明顯。與6.25m處急停跳投相比，在6.75m處右側(cè)背闊肌積分肌電值變化幅度差異很大，其增長幅度為69 uVs，這很可能與投籃手（右手）和投籃距離較遠有關(guān)。因為被試接傳球后，從單腳落地到雙腳起跳過程中，伴隨雙臂的上擺，肘關(guān)節(jié)內(nèi)收動作，而且投籃手臂上擺的幅度要大于異側(cè)手臂。另外，雙臂上擺同時必然拉長背闊肌和腹外斜肌，使肌肉收縮強度加強，所以積分肌電值也就變大。隨著投籃距離的增加，為了能在更遠的距離將籃球投進籃筐，肌肉間的協(xié)調(diào)關(guān)系必然發(fā)生改變，神經(jīng)系統(tǒng)對不同肌肉參與程度的要求也進行適應性調(diào)節(jié)。當被試為適應投籃距離的增加，肌肉用力程度的大小必然發(fā)生改變，此時，由于右側(cè)背闊肌是投籃時主要力量來源之一，所以該肌肉的積分肌電值也發(fā)生明顯變化。

綜上所述，在距籃筐4.6m和6.25m處急停跳投時，腰腹部被測肌肉的參與程度和活動規(guī)律基本一致。與4.6m和6.25m處的急停跳投相比，在6.75m處投籃時左、右側(cè)腹外斜肌和右側(cè)背闊肌積分肌電值明顯增大，且差異具有顯著性（Plt;0.05）。這說明，左、右側(cè)腹外斜肌和右側(cè)背闊肌在遠距離急停跳投中起主要作用。

3.3 不同距離急停跳投起跳階段腰腹部肌肉的貢獻率特征分析

肌肉的貢獻率是指某一塊肌肉的放電量占完成這個動作時主要幾塊肌肉放電量總和的百分比，它屬于相對指標，能夠反映這塊肌肉在完成這個動作中所起的作用大小[9]。

從肌肉在完成動作時的貢獻率看，近距離（4.6m）跳投時起跳制動階段貢獻率依次是：左側(cè)豎脊肌→右側(cè)豎脊肌→左側(cè)背闊肌→右側(cè)背闊肌→左側(cè)腹外斜肌→右側(cè)腹外斜肌→左側(cè)腹直肌→右側(cè)腹直肌，其中左側(cè)豎脊肌的貢獻率最大（17.80%），右側(cè)腹直肌的貢獻率最?。?0.66%）。在遠距離（6.25m）跳投時起跳制動階段貢獻率依次是：左側(cè)豎脊肌→右側(cè)豎脊肌→右側(cè)腹外斜肌→左側(cè)腹外斜肌→右側(cè)背闊肌→左側(cè)背闊肌→左側(cè)腹直肌→右側(cè)腹直肌，其中貢獻率最大的是左側(cè)豎脊?。?7.71%），貢獻率最小的是左側(cè)腹直?。?.13%）。與在4.6m處相比，在6.25m處跳投時的左、右側(cè)腹外斜肌和左、右側(cè)背闊肌的貢獻率表現(xiàn)出不同幅度的增加，這可能與距籃框距離較遠有關(guān)。因為跳投的出手高度隨距離的增加而降低，出手時間隨距離的增加而提前[10]。在遠距離（6.75m）跳投時起跳制動階段貢獻率依次是：左側(cè)豎脊肌→右側(cè)背闊肌→左側(cè)腹外斜肌→右側(cè)腹外斜肌→左側(cè)背闊肌→右側(cè)豎脊肌→左側(cè)腹直肌→右側(cè)腹直肌，其中左側(cè)豎脊肌的貢獻率最大（15.84%），右側(cè)腹直肌的貢獻率最?。?3.34%）。與4.6m和6.25m處相比，右側(cè)背闊肌的貢獻率（15.60%）出現(xiàn)明顯增大現(xiàn)象，且大于6.25 m處跳投時右側(cè)背闊肌的貢獻率（12.80%）。這一點充分說明，右側(cè)背闊肌的貢獻率與投籃距離的遠近有關(guān)。

從不同距離跳投制動起跳階段腰腹部被測肌肉的貢獻率排列順序看，除背闊肌和在距籃筐6.25m處投籃時的腹外斜肌外，其余都是腰腹部左側(cè)肌肉貢獻率大于右側(cè)肌肉貢獻率。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因很可能與當時傳球隊員在測試隊員的左側(cè)和投籃姿勢有關(guān)。因為被試在接左側(cè)傳球后都是以左腳先著地而制動起跳，此時脊柱的彎曲角度會反射性地引起腰腹部肌肉的變化，造成腰腹部左側(cè)肌肉收縮強度適度增加。由于被試都是右手投籃，所以投籃時右側(cè)手臂上擺幅度要大于左側(cè)手臂，這種投籃姿勢造成身體或脊柱向左側(cè)微微旋轉(zhuǎn)和彎曲，此時腰腹部左側(cè)肌肉的收縮強度也會相應增加。

表5 不同距離跳投起跳階段腰腹肌肉貢獻率（%）Table 5 Different distance jum per takeoff stage waistabdomen muscle contribution rate（%）

綜上所述，在距籃筐不同距離投籃時，腰腹部被測肌肉的參與程度和貢獻率不同，但共同點是左側(cè)豎脊肌的貢獻率最大，右側(cè)腹直肌的貢獻率最小。隨著投籃距離的增加，急停跳投時腰腹部肌肉用力程度的大小發(fā)生相應改變，尤其是右側(cè)背闊肌的用力程度出現(xiàn)大幅度增加。因此，在較遠距離投籃時右側(cè)背闊肌的作用非常重要。

3.4 不同距離急停跳投制動起跳階段腰腹部肌肉放電時序特征分析

肌肉的放電順序反映肌肉肌電活動順序或發(fā)力順序[11]，肌肉的發(fā)力順序體現(xiàn)動作節(jié)奏是否協(xié)調(diào)一致，進而決定動作完成質(zhì)量的優(yōu)劣。因此，急停跳投時各肌肉在肌電圖中表現(xiàn)出來的時間順序，可以反映起跳時動作過程的用力順序。

距籃筐不同距離跳投時都是右側(cè)背闊肌最先開始放電，右側(cè)腹直肌最后放電；從放電順序看，背闊肌要比豎直肌、腹外斜肌和腹直肌的放電時間早；不同的是在4.6m處急停跳投時，背闊肌被激活之后，左、右側(cè)豎脊肌同時放電；另外，隨投籃距離的增加，出現(xiàn)右側(cè)豎脊肌早于左側(cè)豎脊肌提前放電現(xiàn)象（見表6）。這是由于不同距離跳投時起跳高度和出手時間的差異造成的。

表6 不同距離急停跳投起跳階段肌肉開始放電順序Table 6 Different distance stopped urgent for takeo ffstage m uscles start to discharge sequence

綜上所述，在不同距離急停跳投時，背闊肌的用力時間要早于腹外斜肌和腹直??；除在4.6m處急停跳投是左、右側(cè)豎脊肌同時用力外，在其他兩處都是右側(cè)豎脊肌的用力時間早于左側(cè)豎脊肌。

4 結(jié) 論

（1）制動起跳投籃階段，4.6m和6.25m處腰腹部各塊肌肉的積分肌電值變化趨勢基本一致，即肌肉的用力程度變化趨勢基本一致。（2）制動起跳投籃階段，左、右側(cè)豎脊肌和左、右側(cè)背闊肌以及左、右側(cè)腹外斜肌起主要作用。隨著投籃距離的增加，在距離籃筐6.75m處跳投時左、右側(cè)腹外斜肌和右側(cè)背闊肌成為主要用力肌肉，且具有重要作用。（3）制動起跳投籃階段，腰腹部各塊肌肉的放電順序為背闊肌最先激活開始放電，腹直肌最后放電，這說明背部肌肉早于腹部肌肉被激活。（4）隨著投籃距離的增加，腰腹部各塊肌肉的參與程度和貢獻率表現(xiàn)不同，但共同點是左側(cè)豎脊肌的貢獻率最大，右側(cè)腹直肌的貢獻率最小。

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Analysis of Waist and Abdomen Muscle Activity Characteristics in the Pull-up Jumper Take-off Stage from Different Distances

YANG Ruipeng1，LIU Fei2
（1.Dept.of PE，Xianyang Normal University，Xianyang 7120001，China；2.Qinling Middle School，Xingping 713100，China）

Basketball team of Xi'an Physical Education University was selected as the subject.By themethod of literature，expert interview method，experimentalmethod，respectively analysis from the basket for 4.6m，6.25m，6.75m，urgent for brake stopped jumping stage rectusmuscle and abdominal external oblique muscle，latissimus dorsi and vertical spinal muscular activity characteristic.Results：（1）In 4.6m and 6.25m place brake dive shooting stage，waist abdomen is testing the muscle force characteristics have almost the same change trend and left and right vertical ridge muscle plays a main role.（2）4.6m，6.25m place urgent for arrest，compared to the 6.75m place stopped urgent cast，the right latissimus dorsi and left and right abdominal external obliquemuscle integralmyoelectricity value increased，and with significant difference（P＜0.05）.（3）In different distance brake takeoff stage，waist abdomen was testmuscle discharge sequence are latissimus dorsi first activation，rectus finally activation.（4）With the increase of the shot distance，waist abdomen muscle tested the participation and contribution are different，but in common is the contribution of the left vertical ridgemuscle on the right side of the largest，the contribution of rectusminimum.

basketball；urgent for jump shot；take-off stage；surface electromyogram

G 841；804.22

A

1005-0000（2013）01-085-04

2012-09-10；

2012-12-20；錄用日期：2012-12-21

楊瑞鵬（1980-），男，陜西渭南人，講師，研究方向為體育教學與訓練。

1.咸陽師范學院體育系，陜西咸陽712000；2.興平市秦嶺中學，陜西興平 713100。