劉彧秀　陳曉紅

摘? ? 要? ?目的：探討不同半蹲模式（姿勢和頻率）振動(dòng)抗阻訓(xùn)練對中老年女性下肢肌肉及軀干肌肉的激活效果，旨在優(yōu)化振動(dòng)抗阻訓(xùn)練方案，為中老年女性制定日常振動(dòng)抗阻訓(xùn)練方案提供更加科學(xué)的理論依據(jù)。方法：招募15名符合條件的健康中老年女性為受試者，使用便攜式無線表面肌電系統(tǒng)測試受試者在9種半蹲模式振動(dòng)抗阻訓(xùn)練中優(yōu)勢側(cè)下肢肌肉及軀干肌肉的均方根振幅值（EMGrms）［3種不同姿勢（靜態(tài)半蹲、彈力帶靜態(tài)半蹲、半蹲起）×3種不同振動(dòng)頻率（0 Hz、30 Hz、40 Hz）］，運(yùn)用雙因素重復(fù)測量方差分析比較不同半蹲模式振動(dòng)抗阻訓(xùn)練肌肉EMGrms的差異。結(jié)果：1）姿勢對股直肌、豎脊肌和臀大肌EMGrms的主效應(yīng)顯著（p＜0.05），對股內(nèi)側(cè)肌、股外側(cè)肌和背闊肌EMGrms的主效應(yīng)不顯著（p＞0.05）。其中，半蹲起振動(dòng)抗阻訓(xùn)練股直肌的EMGrms明顯高于靜態(tài)半蹲和彈力帶靜態(tài)半蹲（p＜0.05）；靜態(tài)半蹲和彈力帶靜態(tài)半蹲時(shí)豎脊肌的EMGrms顯著高于半蹲起（p＜0.05）；彈力帶靜態(tài)半蹲和半蹲起臀大肌EMGrms顯著高于靜態(tài)半蹲（p＜0.05）。2）振動(dòng)頻率對股二頭肌和腓腸肌的主效應(yīng)顯著（p＜0.05），對其他測試肌肉EMGrms的主效應(yīng)均不顯著（p＞0.05）。其中：30 Hz和40 Hz振動(dòng)抗阻訓(xùn)練股二頭肌EMGrms明顯高于0 Hz（p＜0.05）；40 Hz振動(dòng)抗阻訓(xùn)練腓腸肌EMGrms顯著高于0 Hz（p＜0.05）。3）姿勢與頻率對中老年女性下肢肌肉及軀干肌肉EMGrms的交互效應(yīng)均不顯著（p＞0.05）。結(jié)論：振動(dòng)抗阻訓(xùn)練姿勢和頻率對中老年女性下肢肌肉及軀干肌肉的激活效果具有部位特異性，半蹲起動(dòng)作可以顯著增強(qiáng)股直肌和臀大肌的激活程度，而靜態(tài)半蹲和彈力帶靜態(tài)半蹲可以顯著提高豎脊肌的激活程度；與單純抗阻訓(xùn)練（0 Hz）相比，30 Hz與40 Hz振動(dòng)抗阻訓(xùn)練可以顯著改善中老年女性下肢主要肌群的肌肉激活效果，而對軀干肌肉的激活效果無顯著差異。

關(guān)鍵詞? ?全身振動(dòng)訓(xùn)練；抗阻訓(xùn)練；中老年女性；表面肌電；肌肉激活特征

中圖分類號(hào)：G 804-55? ? ? ? ? ?學(xué)科代碼：040302? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

DOI：10.14036/j.cnki.cn11-4513.2023.01.008

Abstract? ?Objective： The investigation of the activation effects of vibration resistance training on the lower limb and trunk muscles of middle-aged and elderly women with different semi-squat patterns （body positions and frequencies） will help to optimize the vibration resistance training program and provide a more scientific theoretical basis for the selection of daily vibration resistance training programs. Method： Fifteen eligible healthy middle-aged and elderly female subjects were recruited. A two-factor repeated measures ANOVA was used to test whether there were differences in the root mean square amplitude values （EMGrms） of the lower limb and trunk muscles on the dominant side of the subject during vibration resistance training with 4 mm amplitude and 3 different boby position （static semi-squat， static semi-squat with elastic band loading， and dynamic semi-squat） ×3 different vibration frequencies （0 Hz， 30 Hz， 40 Hz） for a total of 9 semi-squat patterns. Results： 1） The main effect of vibration boby position on EMGrms of the rectus femoris， erector spinae and gluteus maximus muscles was significant （p<0.05）. There was no significant main effect of vibration body position on the EMGrms of the vastus medialis， vastus lateralis and latissimus dorsi muscles （p>0.05）. The EMGrms for training the rectus femoris muscle with vibration resistance in the dynamic semi-squat were significantly higher than those for the static semi-squat and static semi-squat with elastic band loading （p<0.05）; static semi-squat and static semi-squat with elastic band loading vibration resistance trained the EMGrms of the erector spinae significantly higher than the dynamic semi-squat （p<0.05）; the EMGrms of the gluteus maximus were significantly higher for the static semi-squat with elastic band loading and the dynamic semi-squat than the static semi-squat （p<0.05）. 2） The main effect of vibration frequency was significant for the biceps femoris and gastrocnemius （p<0.05） and insignificant for all other tested muscles EMGrms （p>0.05）. The EMGrms of biceps femoris for 30Hz and 40Hz vibration resistance training are significantly higher than 0Hz （p<0.05）; 40Hz vibration resistance training gastrocnemius EMGrms was significantly higher than 0Hz （p<0.05）. 3） The interaction effect of body positions and frequency on EMGrms of both lower limb and trunk muscle groups in middle-aged and elderly women was not significant （p>0.05）. Conclusions： The body position and frequency of vibration training have a site-specific activation effect on lower limb and trunk muscles. Dynamic semi-squat significantly increased activation of the rectus femoris and the gluteus maximus， while static semi-squat and static semi-squat with elastic band loading significantly increased activation of the erector spinae. And compared with pure resistance training （0 Hz）， 30 Hz and 40 Hz vibration resistance training can significantly improve the muscle activation effect of the main muscle groups of the lower limbs， but there was no significant difference in the activation effect of the trunk muscles.

Keywords? ?whole-body vibration training; resistance training; middle-aged and elderly women; surface electromyography; muscle activation characteristics

隨著年齡的增長，中老年人的神經(jīng)肌肉功能逐漸下降，跌倒和慢性病的發(fā)生率顯著升高，嚴(yán)重影響其健康水平和生活質(zhì)量［1-3］。由于雌激素水平下降，女性絕經(jīng)后肌肉質(zhì)量、肌肉力量及骨密度的下降速度都遠(yuǎn)超同年齡男性［4］，更容易罹患骨質(zhì)疏松、肌少癥等慢性?。?］。因此，如何提高中老年女性的身體機(jī)能和健康水平是亟需解決的現(xiàn)實(shí)問題。抗阻訓(xùn)練在增強(qiáng)老年人肌肉質(zhì)量、肌肉力量、肌肉功能等方面的積極效應(yīng)已被證實(shí)［6］。然而，老年人進(jìn)行抗阻訓(xùn)練具有耐受性差、運(yùn)動(dòng)損傷風(fēng)險(xiǎn)高、鍛煉依從性差等方面的不足［7-8］。全身振動(dòng)訓(xùn)練（縮寫為“ WBV”）是一種新型的訓(xùn)練方法，利用機(jī)械振動(dòng)和外在抗阻負(fù)荷刺激機(jī)體，以引起肌肉收縮、中樞神經(jīng)系統(tǒng)適應(yīng)，從而改善神經(jīng)肌肉功能［9］。既往研究表明，全身振動(dòng)訓(xùn)練可以在輕負(fù)重或無負(fù)重情況下，對身體產(chǎn)生相當(dāng)于中等強(qiáng)度力量訓(xùn)練的鍛煉效果［10］。相同等級(jí)負(fù)荷條件下，相對于傳統(tǒng)抗阻訓(xùn)練，振動(dòng)訓(xùn)練產(chǎn)生的疲勞程度更低，能夠推遲機(jī)體產(chǎn)生疲勞的時(shí)間，提高訓(xùn)練的耐受性［11］。此外，相對于啞鈴等負(fù)重練習(xí)，無負(fù)重或彈力帶振動(dòng)抗阻訓(xùn)練運(yùn)動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)更低，訓(xùn)練時(shí)間更短，可有效提高老年人訓(xùn)練積極性和依從性［12］。

雖然已有多項(xiàng)研究證實(shí)了長期全身振動(dòng)訓(xùn)練對老年人身體結(jié)構(gòu)和功能上的有益效果，例如，全身振動(dòng)能改善老年人骨密度［4，13］、肌肉力量［14-15］、平衡能力［10，16］、身體功能［17］、身體活動(dòng)能力［18］等，但是這些研究采用的振動(dòng)方案較為單一，參數(shù)設(shè)置差異較大，在一定程度上影響了振動(dòng)訓(xùn)練的干預(yù)效果［16-18］。為了獲得良好的訓(xùn)練效果，振動(dòng)訓(xùn)練方案的優(yōu)化至關(guān)重要。

表面肌電作為肌肉用力水平的評(píng)價(jià)手段，在既往研究中常被用于衡量不同振動(dòng)條件下各部位目標(biāo)肌肉的激活程度［19-20］。已有研究證實(shí)全身振動(dòng)訓(xùn)練對肌肉激活效果的影響，但是受試者大多是健康年輕人［21-24］或運(yùn)動(dòng)員［11， 25］，且研究也主要集中在頻率［21， 26-27］和振幅［3， 21］2個(gè)方面，對振動(dòng)訓(xùn)練姿勢的研究較少。其中，對振幅的相關(guān)研究結(jié)果顯示，4 mm振動(dòng)訓(xùn)練相較于2 mm振動(dòng)訓(xùn)練可以顯著改善下肢肌肉的激活效果［21， 28-29］。振動(dòng)頻率的相關(guān)研究結(jié)果則顯示，30 Hz振動(dòng)可以顯著改善下肢肌肉的激活效果，但是提高振動(dòng)頻率是否會(huì)使肌肉激活程度進(jìn)一步增強(qiáng)仍然存在爭議［22-23， 30］。目前對振動(dòng)訓(xùn)練姿勢的研究相對較少，僅有的幾項(xiàng)研究主要探討是否抬起腳跟［23］、屈膝角度變化［31］、單（雙）腿蹲［27， 32］對下肢肌電的影響，并未針對性地對比研究靜態(tài)（動(dòng)態(tài)）半蹲起及彈力帶載荷振動(dòng)抗阻訓(xùn)練肌肉激活效果的差異。除此之外，既往的大部分研究均著重探討單一因素對肌肉激活的影響［26， 33-34］，對多因素交互作用的研究相對不足。

因此，本研究以中老年女性為研究對象，將振動(dòng)訓(xùn)練的振幅固定為4 mm，調(diào)節(jié)身體姿勢和振動(dòng)頻率2個(gè)關(guān)鍵因素，設(shè)計(jì)了9種不同半蹲模式的振動(dòng)抗阻訓(xùn)練方案［3種姿勢（靜態(tài)半蹲、彈力帶靜態(tài)半蹲、半蹲起）×3種頻率（0 Hz、30 Hz、40 Hz）］，對中老年女性在9種不同組合振動(dòng)抗阻訓(xùn)練中下肢肌肉和軀干肌肉的激活效果進(jìn)行了對比研究，旨在優(yōu)化訓(xùn)練方案，為制定日常振動(dòng)抗阻訓(xùn)練方案提供更加科學(xué)的理論依據(jù)。

1? ?研究對象與方法

1.1? 研究對象

1.1.1? 樣本量的估算

本研究采用軟件“GPower3.0.1.0”估算樣本量，選取雙因素重復(fù)測量方差分析對樣本量進(jìn)行估算，根據(jù)以往研究結(jié)果［35］，選取3個(gè)變量（？琢=0.05，β=0.2，Esf=0.25），9種組合。通過軟件“GPower3.0.1.0”計(jì)算最小樣本量為10人。在本研究中，實(shí)際完成測試的受試者為15人，測得效應(yīng)量為Power（1-βerr prob）=0.942。

1.1.2? 實(shí)驗(yàn)對象及納入標(biāo)準(zhǔn)

招募20名社區(qū)中老年女性，經(jīng)篩選最終確定符合條件的15名健康中老年女性為受試者，年齡為（60.80±4.18）歲，身高為（158.17±4.47）cm，體重為（61.96±9.42）kg。受試者納入標(biāo)準(zhǔn)：無神經(jīng)系統(tǒng)疾病，無影響下肢肌肉功能的肌肉骨骼疾病，下肢無金屬植入物，無心臟支架，無椎間盤突出或滑脫、心腦血管疾病、前庭疾病、結(jié)石、皮膚過敏及其他嚴(yán)重疾病或運(yùn)動(dòng)禁忌癥。所有受試者均簽署《知情同意書》。

1.2? 研究方法

1.2.1? 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

受試者在實(shí)驗(yàn)前需填寫基本資料及健康調(diào)查表，了解注意事項(xiàng)，熟悉實(shí)驗(yàn)流程。在肌電測試當(dāng)日，受試者坐于振動(dòng)訓(xùn)練平臺(tái)上，即下肢處于非支撐狀態(tài)，分別在振動(dòng)訓(xùn)練儀處于開啟或關(guān)閉狀態(tài)下被采集肌電信號(hào)。結(jié)果顯示，振動(dòng)訓(xùn)練儀開啟和關(guān)閉狀態(tài)下的下肢肌電信號(hào)強(qiáng)度均未出現(xiàn)顯著變化，排除了振動(dòng)訓(xùn)練儀自身振動(dòng)對肌電的干擾。

實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，運(yùn)用振動(dòng)訓(xùn)練平臺(tái)對15名受試者分別進(jìn)行9種不同模式的振動(dòng)抗阻訓(xùn)練［3種姿勢（靜態(tài)半蹲、彈力帶靜態(tài)半蹲、半蹲起）×3種頻率（0 Hz、30 Hz、40 Hz）］，振幅為4 mm。振動(dòng)訓(xùn)練時(shí)采用以下3種姿勢。1）靜態(tài)半蹲：受試者半蹲于振動(dòng)平臺(tái)上，雙腳距離與肩同寬，腳尖朝前，兩腳跟抬離振動(dòng)平臺(tái)支撐面，上體自然前傾，兩手虛握于振動(dòng)訓(xùn)練儀的扶手上，膝關(guān)節(jié)角度屈曲約45°，持續(xù)35 s。2）彈力帶靜態(tài)半蹲：在靜態(tài)半蹲姿勢基礎(chǔ)上，將彈力帶（40磅）套于膝蓋上方3 cm處，完成動(dòng)作過程中兩膝指向第二跖趾和第三跖趾方向，保持軀干穩(wěn)定，膝關(guān)節(jié)屈曲角度約45°，持續(xù)35 s。3）半蹲起：受試者站立于振動(dòng)平臺(tái)上，雙腳距離與肩同寬，腳尖朝前，兩腳跟抬離振動(dòng)平臺(tái)支撐面，蹲起過程中膝關(guān)節(jié)屈曲角度在5°～45°之間，半蹲起的動(dòng)作節(jié)奏為4 s/次（起立1 s、下蹲2 s，間隔1 s）。受試者完成半蹲起動(dòng)作過程中，在其面前放置1臺(tái)筆記本電腦并播放半蹲起動(dòng)作視頻，受試者根據(jù)視頻同步完成8次完整半蹲起動(dòng)作。完成動(dòng)作過程中采用關(guān)節(jié)角度計(jì)控制膝關(guān)節(jié)的屈曲角度。

1.2.2? 肌電數(shù)據(jù)采集和處理

采用便攜式無線表面肌電系統(tǒng)和配套的無線數(shù)據(jù)接收裝置，對受試者在訓(xùn)練過程中的表面肌電信號(hào)進(jìn)行采集，采樣頻率為1 000 Hz。使用8導(dǎo)雙極電極和一次性銀（氯）電極片，記錄受試者優(yōu)勢側(cè)股直肌、股內(nèi)側(cè)肌、股外側(cè)肌、股二頭肌、腓腸肌內(nèi)側(cè)頭、背闊肌、豎脊肌、臀大肌的肌電信號(hào)［36］。根據(jù)動(dòng)作發(fā)力特征和目標(biāo)肌肉肌纖維的走向安放電極［37］32，兩電極片中心點(diǎn)相距約2 cm，具體安放位置如表1所示。安放前需依次對安放區(qū)域進(jìn)行備皮、粗布打磨和酒精擦拭處理。用醫(yī)用膠布對電極片和傳感器進(jìn)行固定，避免因電極位移產(chǎn)生干擾。每名受試者均完成以上9種訓(xùn)練方案的表面肌電測試，測試時(shí)不同訓(xùn)練方案之間均有5 min的間歇時(shí)間［32，38］，即均有洗脫期。

肌電信號(hào)采集完成后，運(yùn)用EMG-Analyzer動(dòng)態(tài)肌電訊號(hào)分析軟件，依據(jù)實(shí)驗(yàn)同步攝像，對肌電信號(hào)進(jìn)行截取。靜態(tài)半蹲和彈力帶靜態(tài)半蹲截取第10 s至第30 s的數(shù)據(jù)；半蹲起截取第3次到第7次，共5次完整動(dòng)作（共20 s）的數(shù)據(jù)。對原始肌電數(shù)據(jù)進(jìn)行三階帶通濾波（100～480 Hz）、全波整流和標(biāo)準(zhǔn)化處理，消除振動(dòng)與電流相關(guān)的運(yùn)動(dòng)偽影，并計(jì)算表面肌電均方根振幅值（縮寫為“ EMGrms”）。

1.2.3? 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

數(shù)據(jù)采用“SPSS20.0”軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，運(yùn)用雙因素（3姿勢×3頻率）重復(fù)測量方差分析方法分析姿勢和頻率對各部位肌肉EMGrms的主效應(yīng)及兩者的交互效應(yīng)，當(dāng)符合Mauchly球形假設(shè)時(shí)，結(jié)果以一元方差分析結(jié)果為準(zhǔn)；當(dāng)違反球型假設(shè)時(shí)，選用格林豪斯—蓋斯勒調(diào)節(jié)結(jié)果。當(dāng)姿勢和頻率存在交互效應(yīng)（p＜0.05）時(shí)，通過組內(nèi)多重比較逐一分析姿勢和頻率的單獨(dú)效應(yīng)；當(dāng)姿勢和頻率不存在交互效應(yīng)（p＞0.05）時(shí)，說明2個(gè)因素的作用效果相互獨(dú)立，通過LSD-t進(jìn)行事后組間對比，逐一分析姿勢和頻率的主效應(yīng)。顯著性水平設(shè)為p＜0.05。

2? ?研究結(jié)果

2.1? 不同半蹲模式振動(dòng)抗阻訓(xùn)練下肢肌肉的激活特征

不同姿勢和不同頻率振動(dòng)抗阻訓(xùn)練下肢肌肉的EMGrms雙因素重復(fù)測量方差分析結(jié)果顯示（見表2），姿勢和頻率對下肢肌肉EMGrms的交互效應(yīng)均不顯著（p＞0.05）。姿勢對股直肌EMGrms具有顯著主效應(yīng)（p＜0.05），對股內(nèi)側(cè)肌、股外側(cè)肌、股二頭肌和腓腸肌的EMGrms主效應(yīng)均不顯著（p＞0.05）；頻率對股二頭肌和腓腸肌的EMGrms主效應(yīng)顯著（p＜0.05），對股直肌、股內(nèi)側(cè)肌和股外側(cè)肌的EMGrms主效應(yīng)不顯著（p＞0.05）。

采用LSD-t對姿勢和頻率具有主效應(yīng)的肌肉進(jìn)行組間對比（見表3），并結(jié)合圖1中的下肢肌肉的EMGrms對組間比較結(jié)果進(jìn)行分析。對不同姿勢振動(dòng)抗阻訓(xùn)練股直肌EMGrms的比較分析結(jié)果顯示，半蹲起全身振動(dòng)抗阻訓(xùn)練股直肌的EMGrms明顯高于靜態(tài)半蹲和彈力帶靜態(tài)半蹲（p＜0.05），而彈力帶靜態(tài)半蹲和半蹲起之間的差異不顯著（p＜0.05）。不同頻率振動(dòng)抗阻訓(xùn)練股二頭肌和腓腸肌的EMGrms比較結(jié)果顯示，30 Hz和40 Hz全身振動(dòng)抗阻訓(xùn)練股二頭肌的EMGrms顯著高于0 Hz（p＜0.05），而30 Hz和40 Hz之間的差異不顯著（p＞0.05）；40 Hz全身振動(dòng)抗阻訓(xùn)練腓腸肌的EMGrms顯著高于0 Hz（p＜0.05），0 Hz和30 Hz之間、30 Hz和40 Hz之間的差異均不顯著（p＞0.05）。

2.2? 不同半蹲模式振動(dòng)抗阻訓(xùn)練軀干肌肉的激活特征

不同姿勢和不同頻率振動(dòng)抗阻訓(xùn)練軀干肌肉EMGrms的雙因素重復(fù)測量方差分析結(jié)果顯示（見表4），姿勢和頻率對軀干肌肉的EMGrms交互效應(yīng)均不顯著（p＞0.05）。姿勢對豎脊肌和臀大肌的EMGrms具有顯著主效應(yīng)（p＜0.05），對背闊肌EMGrms的主效應(yīng)不顯著（p＞0.05）；頻率對背闊肌、豎脊肌和臀大肌的EMGrms主效應(yīng)均不顯著（p＞0.05）。

采用LSD-t對姿勢具有主效應(yīng)的肌肉進(jìn)行組間比較（見表5），并結(jié)合圖2中的軀干肌肉EMGrms對組間比較結(jié)果進(jìn)行分析。對不同姿勢振動(dòng)抗阻訓(xùn)練豎脊肌和臀大肌的EMGrms比較分析結(jié)果顯示，靜態(tài)半蹲和彈力帶靜態(tài)半蹲振動(dòng)抗阻訓(xùn)練豎脊肌的EMGrms顯著高于半蹲起（p＜0.05），但是靜態(tài)半蹲與彈力帶靜態(tài)半蹲之間的差異不顯著（p＞0.05）；彈力帶靜態(tài)半蹲和半蹲起振動(dòng)抗阻訓(xùn)練臀大肌的EMGrms顯著大于靜態(tài)半蹲（p＜0.05），但是彈力帶靜態(tài)半蹲和半蹲起之間的差異不顯著（p＞0.05）。

3? ?討論與分析

3.1? 不同姿勢振動(dòng)抗阻訓(xùn)練下肢肌肉和軀干肌肉的激活特征分析

眾所周知，維持不同姿勢或姿勢發(fā)生變化時(shí)產(chǎn)生的生物力線不同，各部位肌肉的收縮強(qiáng)度也不相同［39］，因此，振動(dòng)抗阻訓(xùn)練姿勢的選擇可以在一定程度上影響肌肉力量訓(xùn)練的強(qiáng)度［40］。受不同年齡段身體特征的影響，老年人進(jìn)行抗阻訓(xùn)練時(shí)通常無法耐受很大的訓(xùn)練強(qiáng)度，所以國內(nèi)外研究者對老年人進(jìn)行振動(dòng)抗阻訓(xùn)練通常采用抗自重形式 ［41］。D.Giminiani等認(rèn)為腳后跟抬起對股外側(cè)肌和腓腸肌的激活效果較好［23］。Lam等比較了直立、雙腿靜蹲、單腿靜蹲分別對下肢肌肉的激活效果，并認(rèn)為直立和單腿蹲能使下肢肌肉最大程度激活［32］。Roelants等的研究也證實(shí)了與雙腿蹲相比，單腿蹲可顯著增強(qiáng)下肢肌肉的激活程度［27］。

鑒于受試者年齡較大，單腿蹲時(shí)動(dòng)作規(guī)范性和安全性難以保證，直立動(dòng)作由于缺少髖關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)的緩沖作用，容易產(chǎn)生頭暈等不良反應(yīng)［42］。因此，本研究在選擇姿勢時(shí)排除了單腿蹲和直立姿勢，采用半蹲模式進(jìn)行振動(dòng)抗阻訓(xùn)練。在此基礎(chǔ)上，對靜態(tài)半蹲和動(dòng)態(tài)半蹲起進(jìn)行了對比研究，著重分析了中老年女性在動(dòng)態(tài)半蹲和靜態(tài)半蹲模式振動(dòng)抗阻訓(xùn)練時(shí)下肢肌肉及軀干肌肉激活特征的差異。另一方面，既往研究表明，在全身振動(dòng)抗阻訓(xùn)練中增加外部負(fù)荷可以增強(qiáng)下肢肌肉的激活程度［22］。不同于其他研究所采用的杠鈴負(fù)重形式增加振動(dòng)的外加負(fù)荷，本研究采用彈力帶施加額外水平方向阻力進(jìn)行振動(dòng)抗阻訓(xùn)練，能夠更加安全和便捷地增加振動(dòng)抗阻訓(xùn)練動(dòng)作的負(fù)荷強(qiáng)度。由此，比較靜態(tài)半蹲、彈力帶靜態(tài)半蹲和動(dòng)態(tài)半蹲起3種姿勢對下肢肌肉及軀干肌肉的激活效果，從多層次深入探討不同振動(dòng)抗阻訓(xùn)練姿勢的優(yōu)勢與不足。

本研究結(jié)果顯示，姿勢對股直肌、豎脊肌、臀大肌的EMGrms具有顯著主效應(yīng)，而對股內(nèi)側(cè)肌、股外側(cè)肌、背闊肌的EMGrms主效應(yīng)不顯著。為了明確不同姿勢對肌肉激活程度的影響，本研究還進(jìn)一步對存在姿勢主效應(yīng)的肌肉進(jìn)行了不同姿勢之間的成對比較。

首先，不同姿勢股直肌EMGrms的成對比較結(jié)果顯示，相比靜態(tài)半蹲和彈力帶靜態(tài)半蹲姿勢，動(dòng)態(tài)半蹲起姿勢振動(dòng)抗阻訓(xùn)練可以有效增強(qiáng)股直肌的激活程度（見圖1）。根據(jù)動(dòng)態(tài)半蹲起的動(dòng)作模式及下肢肌肉功能分析可知，動(dòng)態(tài)半蹲起可以分解為“蹲”和“起”的過程，其中“蹲”為髖關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)屈曲，“起”為髖關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)伸展。在遠(yuǎn)固定狀態(tài)下，股四頭肌主要功能為屈髖和伸膝。因?yàn)楣芍奔∑鹩邝那跋录?，止于脛骨粗隆，連接髖關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)，而股內(nèi)側(cè)肌和股外側(cè)肌起于股骨粗線內(nèi)、外側(cè)唇，只連接膝關(guān)節(jié)，所以股四頭肌的伸膝功能涉及股直肌、股內(nèi)側(cè)肌和股外側(cè)肌，而股四頭肌的屈髖功能主要涉及股直肌收縮用力。由此推斷，動(dòng)態(tài)半蹲起能夠顯著改善股直肌的激活效果，而對股內(nèi)側(cè)肌和股外側(cè)肌的激活效果無顯著改善的原因，可能與股直肌、股內(nèi)側(cè)肌和股外側(cè)肌的解剖結(jié)構(gòu)和功能有關(guān)。

其次，不同姿勢臀大肌EMGrms的成對比較結(jié)果顯示，在靜態(tài)半蹲振動(dòng)抗阻訓(xùn)練基礎(chǔ)上，疊加彈力帶的外在阻力，與抗自重半蹲起一樣均可以顯著改善臀大肌的激活效果（見圖2）。在蹲起過程中，臀大肌主要功能是髖關(guān)節(jié)伸、內(nèi)收、外展、外旋等。相較靜態(tài)半蹲，半蹲起可以通過髖關(guān)節(jié)伸展顯著改善臀大肌的激活效果，而在靜態(tài)半蹲基礎(chǔ)上疊加彈力帶的外在阻力，主要通過髖關(guān)節(jié)外展和小幅度外旋改善臀大肌的激活效果。

最后，不同姿勢豎脊肌的EMGrms組間比較結(jié)果顯示，與動(dòng)態(tài)的半蹲起姿勢相比，靜態(tài)的振動(dòng)抗阻訓(xùn)練（靜態(tài)半蹲和彈力帶靜態(tài)半蹲）在豎脊肌的激活效果方面具有一定的優(yōu)越性，且這種優(yōu)越性與施加或不施加彈力帶的外在阻力無顯著關(guān)系（見圖2）。豎脊肌為脊柱旁開肌肉，主要功能為脊柱伸。在靜態(tài)半蹲或彈力帶靜態(tài)半蹲時(shí)，脊柱處于相對靜態(tài)支撐狀態(tài)，豎脊肌持續(xù)收縮可能相較動(dòng)態(tài)蹲起過程中的收縮強(qiáng)度大、時(shí)間長，因此，靜態(tài)半蹲振動(dòng)抗阻訓(xùn)練相較動(dòng)態(tài)半蹲可能更有益于增強(qiáng)軀干肌肉功能。

綜上所述，不同姿勢振動(dòng)抗阻訓(xùn)練對下肢肌肉及軀干肌肉的激活效果具有部位特異性，在制定具體的振動(dòng)抗阻訓(xùn)練計(jì)劃時(shí)，應(yīng)根據(jù)訓(xùn)練目的選擇適宜的振動(dòng)抗阻訓(xùn)練姿勢。

3.2? 不同頻率振動(dòng)抗阻訓(xùn)練下肢肌肉和軀干肌肉的激活特征分析

振動(dòng)抗阻訓(xùn)練的運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)機(jī)制決定了振動(dòng)頻率是在振動(dòng)刺激過程中影響肌肉活動(dòng)的另一重要因素［43］。Marín［44］和Delecluse ［45］通過實(shí)驗(yàn)也證實(shí)了振動(dòng)訓(xùn)練的有效性。其中，Marín 驗(yàn)證了振動(dòng)訓(xùn)練加速度提高與史密斯深蹲負(fù)荷重量增加的參數(shù)關(guān)系，并發(fā)現(xiàn)，通過加快振動(dòng)頻率和加大振動(dòng)幅度可以加快加速度，且振動(dòng)平臺(tái)加速度每增加0.86 m/s2，相當(dāng)于史密斯深蹲負(fù)重增加1 kg［44］。Delecluse的研究結(jié)果則證實(shí)了30～40 Hz的靜態(tài)半蹲訓(xùn)練和動(dòng)態(tài)蹲起訓(xùn)練可以達(dá)到與10～20 RM抗阻訓(xùn)練相似的訓(xùn)練效果 ［45］。

既往研究表明，內(nèi)臟和脊柱的共振頻率為8 Hz，頭部共振頻率為16～20 Hz，眼球的共振頻率為20～30 Hz，而人體任何結(jié)構(gòu)的高頻率共振均有可能對人體產(chǎn)生不利影響［30，46-47］。例如：Mester等探究了不同振動(dòng)頻率引發(fā)人體不同部位共振的安全性和頻率衰減速率的效應(yīng)，并表明，振動(dòng)頻率低于20 Hz是危險(xiǎn)的，當(dāng)頻率大于50 Hz時(shí)，振動(dòng)刺激強(qiáng)度的衰減速率會(huì)急劇增加［28］。Luo［48］和張園園等［24］建議將30Hz～50Hz作為振動(dòng)訓(xùn)練的有效頻率范圍。50 Hz通常應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)員或健康成年人，以增強(qiáng)爆發(fā)力及快速力量。此頻率對于中老年女性來說強(qiáng)度相對較大，在訓(xùn)練中出現(xiàn)不適反應(yīng)的可能性增加。因此，本研究將50 Hz排除，最終保留了3種振動(dòng)頻率：30 Hz、40 Hz、0 Hz（無振動(dòng)）。

本研究結(jié)果顯示，30 Hz和40 Hz振動(dòng)抗阻訓(xùn)練與單純抗阻訓(xùn)練（0 Hz）相比，能夠顯著改善股二頭肌和腓腸肌的激活效果（如圖1），說明在單純抗阻訓(xùn)練基礎(chǔ)上施加振動(dòng)刺激可以有效增強(qiáng)下肢伸展肌群的激活程度，這也與既往研究的結(jié)果一致［25］ ［37］32? ［49-50］。有研究者認(rèn)為，下肢肌肉激活效果的改善可能是由于振動(dòng)刺激提高了肌梭的興奮性、增強(qiáng)了運(yùn)動(dòng)單位的募集和同步性所致［40］。雖然在抗阻訓(xùn)練基礎(chǔ)上施加振動(dòng)刺激可以顯著改善下肢肌肉的激活程度，但是并不能顯著改善軀干肌肉的激活程度，分析其原因可能是由于物理振動(dòng)由下肢遠(yuǎn)端向近端傳遞過程中振動(dòng)刺激強(qiáng)度逐漸衰減導(dǎo)致的［27， 50］。Marín等對振動(dòng)和史密斯半蹲訓(xùn)練時(shí)的肌肉激活效果和主觀感覺疲勞程度進(jìn)行了對比，研究結(jié)果顯示，與史密斯半蹲相比，振動(dòng)訓(xùn)練對腰部肌肉的活性影響相對較?。?4］。因此，對于軀干肌群的訓(xùn)練，更建議采用施加外在負(fù)重或彈力帶抗阻訓(xùn)練的形式，而非通過改變振動(dòng)頻率來改變振動(dòng)抗阻訓(xùn)練的強(qiáng)度。

此外，本研究結(jié)果還顯示，與30 Hz相比，40 Hz振動(dòng)抗阻訓(xùn)練并不會(huì)導(dǎo)致中老年女性下肢肌肉和軀干肌肉激活程度的顯著改善。Cardinale的研究結(jié)果與本研究的研究結(jié)果較為一致，即30 Hz和40 Hz的振動(dòng)刺激對股外側(cè)肌的激活效果無顯著差異［26］；而Hazell認(rèn)為，與30 Hz相比，40 Hz振動(dòng)頻率對股外側(cè)肌的激活效果較好［22， 31］；D.Giminiani則認(rèn)為， 30 Hz頻率振動(dòng)訓(xùn)練股外側(cè)肌的EMGrms顯著高于40 Hz［23］。上述研究結(jié)果不一致的原因可能與研究中所使用的振動(dòng)平臺(tái)的振動(dòng)模式（垂直振動(dòng)、多維振動(dòng)）及振動(dòng)訓(xùn)練姿勢不同有關(guān)［32］。

3.3? 姿勢和頻率的交互效應(yīng)分析

姿勢和頻率雙因素交互效應(yīng)的研究結(jié)果顯示，姿勢與頻率對中老年女性下肢肌肉及軀干肌肉的神經(jīng)肌肉激活效果均無顯著交互效應(yīng)。而D.Giminiani ［23］和Ritzmann ［30］的研究結(jié)果則顯示出姿勢與頻率存在顯著交互效應(yīng)。其中，D.Giminiani 的研究通過對股外側(cè)肌和腓腸肌的激活效果進(jìn)行測評(píng)，證實(shí)了靜蹲屈膝角度與頻率之間的顯著交互作用［23］；Ritzmann 的研究則驗(yàn)證了特定肌肉身體姿勢（站姿和膝關(guān)節(jié)角度）與其他因素（例如：類型、頻率、負(fù)荷）之間的顯著交互作用［30］。上述2項(xiàng)對不同振動(dòng)訓(xùn)練姿勢的研究與本文的側(cè)重點(diǎn)并不相同，側(cè)重于對不同屈膝角度或單（雙）腿站姿的對比研究，而本文側(cè)重于探討動(dòng)態(tài)（靜態(tài)）姿勢和是否施加彈力帶額外負(fù)荷對下肢肌肉及軀干肌肉的激活效果的差異，對振動(dòng)訓(xùn)練姿勢研究的側(cè)重點(diǎn)不同可能是導(dǎo)致結(jié)果出現(xiàn)差異的主要原因。

3.4? 研究不足與展望

本研究較為全面地分析了不同半蹲模式振動(dòng)抗阻訓(xùn)練對下肢肌肉和軀干肌肉的激活效果，發(fā)現(xiàn)振動(dòng)抗阻訓(xùn)練姿勢和振動(dòng)頻率對下肢肌肉及軀干肌肉的激活效果具有不同部位特異性，但是本研究尚存在以下局限性：首先，本研究中僅以健康中老年女性為研究對象，研究對象較為局限，未來可以擴(kuò)大研究對象的范圍，進(jìn)一步明確不同目標(biāo)人群振動(dòng)抗阻訓(xùn)練的肌肉激活特征；其次，本研究僅對不同半蹲模式振動(dòng)抗阻訓(xùn)練的即時(shí)性肌電特征進(jìn)行了分析，對中老年人肌肉健康的長期干預(yù)效果還有待于今后進(jìn)一步研究。

4? ?結(jié)論

振動(dòng)抗阻訓(xùn)練姿勢和振動(dòng)頻率對中老年女性下肢肌肉及軀干肌肉的激活效果具有不同部位特異性。半蹲起姿勢振動(dòng)抗阻訓(xùn)練對中老年女性股直肌的激活效果顯著好于靜態(tài)半蹲和彈力帶靜態(tài)半蹲；彈力帶靜態(tài)半蹲和半蹲起對中老年女性臀大肌的激活效果顯著好于靜態(tài)半蹲；靜態(tài)半蹲和彈力帶靜態(tài)半蹲對中老年女性豎脊肌的激活效果顯著好于動(dòng)態(tài)半蹲起。與單純抗阻訓(xùn)練（0 Hz）相比，30 Hz與40 Hz的振動(dòng)抗阻訓(xùn)練均可以顯著改善中老年女性下肢主要伸展肌群的激活效果，而對軀干肌肉的激活效果無顯著差異。與30 Hz相比，40 Hz振動(dòng)抗阻訓(xùn)練并不會(huì)導(dǎo)致中老年女性下肢肌肉和軀干肌肉激活程度顯著增強(qiáng)。

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收稿日期：2022-06-15

基金項(xiàng)目：國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“主動(dòng)健康和老齡化科技應(yīng)對”專項(xiàng)（2018YFC2000600）。

第一作者簡介：劉彧秀（1993—），女，博士在讀，研究方向?yàn)樯眢w運(yùn)動(dòng)功能訓(xùn)練。E-mail：liuyuxiu@cupes.edu.cn。

通信作者簡介：陳曉紅（1978—），女，博士，副教授，研究方向?yàn)檫\(yùn)動(dòng)促進(jìn)健康。E-mail：chenxiaohong@cupes.edu.cn。

作者單位：首都體育學(xué)院，北京 100191。

Capital University of Physical Education and Sports， Beijing 100191， China.