自动挡开车步骤太极拳基础动作“野马分鬃”膝关节运动学、关节负荷及肌肉活动的特征比较
东方明珠照片陶萍;于璐
【摘 要】目的：运用生物力学原理，通过对太极拳“野马分鬃”下肢的正确动作与错误动作的分析，了解其膝关节的运动学、关节负荷及肌肉活动的特征，并对可能造成太极拳膝关节损伤的原因进行探讨，为太极拳健身及如何有效预防练习过程中的膝关节损伤提供理论参考。方法：受试者为武英级女性一名，习武41年。动作选择为“野马分鬃”的正确动作与错误动作。采用 Vicon运动捕捉系统、Kistler三维测力台和Delsys表面肌电采集系统分别对正确和错误动作的膝关节运动学、地面反作用力和股四头肌（股内肌、股外肌）及股后肌群（半腱肌和股二头肌）的肌电图（均方根振幅）进行同步测量，并采用 SPSS 15统计软件，对不同动作的关节角度、关节力矩和肌肉活动等生物力学指标进行独立样本 t检验。结果与结论：“野马分鬃”的错误动作各阶段用时、动作周期总用时显著高于正确动作，且错误动作右膝具有更大幅度的外展与外旋；“野马分鬃”动作的整个过程中，右膝关节处的伸肌力矩起主要作用，同时错误动作的膝外展和外旋力矩更大；错误动作在转脚时右腿股内肌、股外肌的活动显著更大，在一定程度上提示，错误的太极动作会对右膝产生更大的负荷，而长期这样训练很可
能会造成运动员膝关节的损伤。%Objective :The aim of this study was to compare the biomechanical characteristics of lower extremity in conducting the “part the wild hor’s mane on both side” of Tai Chi ma-neuver in a correct and a wrong form .In order to find the possible cau of the knee injure of Tai Chi and prevent such kind of injure effectively ,the kinematics ,joint loading ,and muscle ac-tivity of the knee joint was therefore explored .Methods :the subject was a top -level female athlete (41 years of practicing Tai Chi ) .The test movement was a Tai Chi maneuver called“part the wild hor’s mane on both side” (in a correct and a wrong form ) .A Vicon system , two Kistler forceplates ,and a Delsys surface EMG system were synchronously ud to collect the kinematics ,ground reaction forces ,and EMG activity from the quadriceps and the ham-string muscles of the knee joint .Paired T -test was applied to compare the differences (joint angle ,joint torque ,and muscle activity ) between the two forms .Results & Conclusion :The time of each stage and the movement circle was significantly higher in wrong form of Tai Chi compared with the correct form .Meanwhile ,a significant larger angle in knee joint abduction and internal rotation was showed in the wrong from .During the whole procedur
e of the move-ment ,a dominated torque was showed in the extensor of the right knee joint .However ,a sig-nificant larger torque in the abduction and external rotation of the knee joint was also ob-rved .During the foot switch ,the vastus medialis and vastus lateralis muscle activity were sig-nificantly greater in the wrong form ,which showed a resistance to the great loading on the knee caud by the wrong movement .The above results implied that the knee injury would be induced due to the wrong form during a long -term Tai Chi exerci .
【期刊名称】《体育科学》
【年(卷),期】2014(000)009晚上睡觉磨牙是什么原因
【总页数】7页(P49-55)
【关键词】太极拳“野马分鬃”;膝关节运动学;关节力矩;肌电图
【作 者】陶萍;于璐
【作者单位】鞋擦东北师范大学 体育学院，吉林 长春 130024;东北师范大学 体育学院，吉林 长春 130024
【正文语种】中 文
王蒙语录
【中图分类】G804.6
动画图片头像太极拳作为某些慢性疾病(如帕金森氏症、骨关节炎、纤维性肌肉痛等)的干预方案已越来越引起国际社会的关注。美国老年医学学会(American Geriatric Society,2011) 和英国老年医学学会(British Geriatrics Society,2011) 先后将太极拳作为预防与治疗慢性疾病的一种有效方法进行推广并出版了相关指南。近两年全球著名的《New England Journal of Medicine》杂志先后刊登的两项新研究发现：练习太极拳不仅能够有效的缓解纤维性肌肉痛(Fibromyalgia)[13]，而且对帕金森氏症具有显著地预防与康复作用[9,8]。太极拳作为中国传统武术的一部分、中国国粹，其价值与作用更需我们中国学者利用现代科学的理论与方法深入挖掘。
太极拳作为一种有氧健身方法，其刚柔相济、动静结合的运动特点，以及呼吸方式增加全
奥运会志愿者身血氧含量，能够有效地改善老年人的心脑血管慢性病，且已用于预防与治疗中[12]。美国华盛顿大学医学院的研究专家发现，太极拳练习可以加强老年人下肢的稳定能力，降低因为摔倒而受伤的可能性。长期坚持太极拳锻炼，可有效地延缓老年人身体机能衰退，并且对改善老年人整体身体素质有着积极的作用[16,17]。太极拳重在养心，在“致虚极，守笃静”的意念下，调心、调息、调身，对不同年龄段的练习者的心理素质能产生良好的影响[18]。
但是，随着练习太极拳的普及，练习后，练习者腿部特别是膝关节出现疼痛症状的人越来越多[1]。有研究认为，出现这种疼痛症状，可能是因为练习者在练习过程中方法不科学，动作不够规范所致[2]。例如太极拳中的“野马分鬃”，它是太极拳中的基础动作，每个门派的太极拳都有这个招式，大部分初学者只是通过观察传授者的演练形态而粗略地模仿，而无法掌握其中的要领，导致太极拳的健身作用不能完全体现，严重时会引起膝关节疼痛症状。
以往的研究大多以现状调查为主，对造成膝关节疼痛的可能原因进行讨论，对太极拳练习过程中，下肢关节负荷特征的量化分析比较少见。本研究利用运动生物力学的方法，对太
极拳“野马分鬃”下肢的正确动作与错误动作进行比较分析，了解其膝关节的运动学、关节负荷及肌肉活动的特征，并对可能造成太极拳膝关节损伤的原因进行探讨，为太极拳健身及如何有效预防练习过程中的膝关节损伤提供理论参考。
2.1 研究对象
受试者为女性1名，习武41年，47周岁，身高158 cm，体重62 kg，武英级，现任某大学体育学院副教授，近6个月内无下肢损伤史。
2.2 研究方法
2.2.1 实验仪器与设备
1.三维运动学捕捉系统。英国Vicon Motion System公司生产的红外高速运动捕捉系统。包括16个T40型号的摄像头，130万像素；直径14mm的Marker球若干。本实验采样频率设置为100 Hz。
2.三维测力台。瑞士奇石乐公司生产的 Kistler 三维测力台 2 块(长×宽×高：90×60×10 cm)，
型号为9287B，内置信号放大器，可以完成人体动、静态下的三维力量测试。本研究使用采样频率为1 000 Hz。
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3.表面肌电(EMG)信号采集与分析系统。美国Delsys 表面肌电采集系统，包括16个传感器，每个传感器里边有封装电极、放大器，包括一个肌电通道，3个加速度计通道，传感器尺寸为37 mm×26 mm×15 mm。EMG信号的宽度为20～450 Hz，基线噪声<750 nV(RMS)，通带波动<2%；信号传输延迟时间<500 μs，传输范围为>20 m；共模抑制比(CMRR)>80 dB；EMG信号分辨率为16 bit，采样频率为4 000 Hz。Delsys 表面肌电采集系统与分析系统的配套软件为EMGworks 4，它包括数据采集及数据分析模块两大部分，可分别完成肌电信号的采集与处理工作。
4.运动学和动力学信号采集软件。运动学数据，地面反作用力的采集主要通过英国Vicon公司开发的Nexus v1.7信号采集和处理软件。该系统可同步采集人体三维运动学和地面反作用力的原始信号，并在采集结束后完成体表marker点的命名、去除噪讯(ghost marker)、删补轨迹等前期处理工作。
5.其他实验用品。包括为受试者准备的服装，实验用的剪刀，剃须刀，胶带，医用绷带，
酒精，脱脂棉等。
2.2.2 测试方法与步骤
1.前期准备。在正式实验开始前，打开vicon、测力台、Delsys 表面肌电采集系统等实验仪器、设备，进行预热、标定等工作。测量受试者身高，体重，年龄，伤病等基本信息；更换实验服装后，进行慢跑10 min与一些静态的拉伸动作。待热身完成后，实验人员告知实验流程与注意事项。受试者练习、熟悉实验动作。
2.安置Marker球。Marker点的安置，依据Vicon 动作捕捉系统操作手册提供的全身标志点固定方案，全身共有39个点(图1)。
3.粘贴EMG传感器。本研究的测试肌群为：双侧下肢大腿前侧的股内斜肌，股外肌，后侧的半腱肌和股二头肌。在将EMG传感器贴于皮肤之前，首先要用剃须刀去除传感器安置处皮肤的毛发，随后用医用酒精清洁、移除干燥的皮肤油分。然后再将EMG传感器定位于测试肌肉的皮肤上。传感器顶部带有一个箭头，这个箭头应放置在与肌肉纤维平行的传感器下方。传感器也应放在肌腹中心远离肌腱和肌肉边缘。
4.测试动作。左野马分鬃正确动作：右脚尖里扣踏实，上体微右转，重心移至右腿上，同时右掌收于胸前手心向下；左手经体前向右划弧于腹前，手心向上，两手心相对成抱球状；左脚收回成丁步，目视右手。上体微左转，左脚脚跟着地，逐渐左转成左弓步(错误动作时，脚尖外展，膝关节超过脚尖)；同时两掌左上右下分开，左掌中指尖对鼻，右掌按于右胯旁，目视左掌。左脚蹬地，右腿松膝，身体后坐，左脚上翘，两掌微内合，目视左掌。身体左转，右脚蹬地，两掌合抱成抱球状，同时右脚收成丁步，目视左手。右野马分鬃同左侧动作相同，方向相反。
2.2.3 数据采集与处理
2.2.3.1 实验动作阶段的划分
第一阶段：前移阶段(右脚触地至前移结束)右脚脚跟触地为开始时刻，着地后身体重心开始向右前方移动至最大幅度，下肢运动为左腿伸展同时右腿屈曲。
