一、前言
利用电子计算机对表面肌电图（emg）进行定量分析是新近发展起来的先进技术，而运用这一先进技术来研究中国传统的武术是一个崭新的课题。本文试对陈式太极拳运动时的肌电图进行研究。从太极拳运动过程中肌电积分值（iemg）.功率谱（ps），互相关函数的变化，来探讨太极拳动动的特点及其一般规律，研究其整体活动的协调性，并为太极拳练习提供生理学依据。
二、研究方法
（1）研究对象：我们对多次在全国太极拳比赛中获得金牌的陈小旺、陈正雷等九人进行了测方试，平均年龄为55岁，练太极拳平均年限28年。
（2）测试过程：肌电图信号拾取系用日本（can--et公司生产的1002号表面电极各八对贴在三角肌、骶剌肌、股直肌、腓肠肌的肌腹处（左右共八道），安放电极前用酒精对皮肤进行严格处理。所用肌电仪为国家体委科所，航天部第五0二所研制的jy---i八道肌电遥测仪，其输入阻抗为10兆欧，频响为20～500赫。肌电图信号记录用日本teac公磁带机sr---30c两台，记录陈式太极拳第一路全过程的肌电信号，同时用m3ap摄象机对动作全过程进行摄影，当摄影机开拍的瞬间，输出视屏信号给磁带机，作为信号处理时的时刻录找的基准信号（起点），然后在vo----5850rm---440a录相编辑机上，以25帧/秒时间分辩率，找出视屏信号到动作开始及太极拳每个动作的起始时刻，精确地对太极拳各动作进行肌电图分析。
（三）肌电图信号的处理分析：将磁带记录的肌电信号，经标定后回放输入至日产cf--920小型fft分析仪，与necpc---8001微机联机，由计算机控制cf--920，将磁盘上转录得到的肌电信号，按自编的程序进行处理。
首先，对时域信号进行肌电积分处理，其分析最高频率为500hz，采样点数为1024点，计算出每个动作的肌电积分值（iemg）及其平均值，均方根振幅（rms），以及这个动作过程中每0.8秒的rms、肌电积分值、标准差、交异系数。
然后在cf--920小型fft分析仪上，对陈式太极拳典型动作掩手肱捶发力瞬时的不同肌内作互相关函数图，计算出发力瞬间（0、2秒）水同肌肉的用力时间差，对肌肉用力顺序及用力时间进行研究。
最后，将肌电信号经模/数转换后作快速行里叶变换（fft），进行功率谱分析。计算出陈式太极拳典型动作的mpf及该动作过程每0.8秒的功率，频率和mpf，以及全套动作过程中每分钟的mpf。
三、实验结果与讨论
（一）陈式太极拳典型动作的iemg、rms等指标的变化。
我们对陈式太极拳典型动作的肌电图进行了积分，同时计算出了均方根振幅（rms）.从实验结果中看到，柔和缓慢的动作如懒扎衣、六封四闭、单鞭、白鹤亮翅、倒拳红、云手，三角肌（右），骶剌肌（右）、股直肌（右）、腓肠肌（右）的积分平均值的变动范围为0.082---0.213mv.sec均方根振幅的变动范围为0.114----0.299mv。而金刚捣碓、掩手肱捶，青龙出水、闪通背有发力的动作肌电积分平均值变动范围为0.093---0.373mv.sec均方根振幅变动范围为0.228---0.6.7mv。
再从该动作过程中每0.8秒积分平均值和变异系数的最小值和最大值的变动范围来看，刚的动作如掩手肱捶三角肌（右）积分均值交动范围为0.09---0.78mv.sec，交异系数为0.92---1.70、闪通背动作三角肌（右）积分平均值交动范围为0.18---0.88mv，变异系数为0.82--1.90，而柔的动作六封四闭三角肌（右）积分平均值为0.06--0.21mv.sec，倒卷红为0.17---0.20mv.sec，交异系数为0.68---0.77，刚柔动作比较，刚的动作积分值大，交异系数大，说明动作用力大，而且起伏也大，而柔的动作则相反。
同时，我们还发现发力前至发力瞬间的积分值由小突然增大，掩手肱拳发力前积分的均值为0.11mv.sec，发力瞬间增至2.10mv.sec，增加近20倍，均方根振幅由0.015mv增至3.14mv，增加约300倍，说明发力大时，iemg值变大。
总之，肌电积分值iemg，rms交异系数的大小，反映了肌肉用力的大小，既反映了陈式太及拳刚柔变化的特点。
（二）从互相关函数看肌肉用力的顺序和时间。
陈氏太极拳发力瞬间讲究"抖动"、蓄劲"如开弓，发劲如放箭，"要求集全身力量聚之一点，瞬间从短距离内发出去，为了弄清发力时全身上下肌肉是怎样用力的，我们用cf--920fft分析仪对掩手肱捶发力瞬间0.2秒，三角肌、骶剌肌，股直肌、腓肠肌（左右），共八道肌电作互相函数图，计算出发力时肌肉用力的时间差，其结果肌肉用力顺序是：三角肌（左）股直肌（左）、骶剌肌（左）、三角肌（右）、骶剌肌（右）、股直肌（右）、腓肠肌（左右），全身上下肌肉用力时间差在-10.94--+3.9毫秒，既在0.015秒之内，动员大量的运动单位参与活动，以发出最大的力量，充分体现了太极拳上下相随的整体活动的协调性。
（三）陈氏太极拳的功率谱分析
我们对陈式太极拳典型动作作功率谱分析，并取反映功率谱变化的指标mpf，从实验结果来看，柔和缓慢的动作如懒扎衣、六封四闭、单鞭、白鹤亮翅，倒卷肱，与有发力的动作，如金刚捣碓、青龙出水，闪通背的mpf变化并不明显。但是，我们对动作过程中每0.8秒肌电作功率谱分析，发现柔和缓慢动作的肌电频率低，幅值小，而当发力时频率快，幅值高。如掩手肱捶发力时，三用肌（左右），股直肌（左右）和腓肠肌（右）最大幅值0.70---0.849mv所对应的频率均为397.50hz，其平均功率频率为195.612hz---255.273hz， 而云手三角肌（右）最大功率值0.0973mv所对应的频率为7.50hz，上述表现提示；发力动作时主要是放电频率快放电振幅高的快肌纤维用力，胡表示为高幅值高频率，柔和动作主要是慢肌参与，故表现为低幅值低频率。
为了观察太极拳练习肌肉有否疲劳（疲劳时mpf 左移），我们还对陈式太极拳练习一整套的全过程，按每分钟计算mpf，发现随着时间的变化，三角肌、骶剌肌、股直肌、腓肠肌左右共八道的mpf均呈上下波动，未有明显左移。
四、结语
陈氏太极拳柔和缓慢的动作肌电积分平均值低，均方根振幅小，动作过程中0.8秒的积分平均值，交异系数的变动范围小，与此相反，有发力的动作如掩手肱捶等肌电积分平均值、均方根振幅、交异系数相对大，当发力前和发力瞬间肌电积分值由小突然增大，积分值的大小反映了肌肉用力的大小，既动作刚柔的变化，充分说明陈式太极拳刚柔相济的特点。
2.用互相关函数得出掩手肱捶发力瞬间，三角肌、骶剌肌、股直肌、腓肠肌左右共八道肌电用力的时间差为-10.94----+3.9毫秒，既在0.015秒的时间内，动员全身上下的肌肉参与活动，充分证明了太极拳上下相随的整体动的协调性。
3.陈氏太极拳柔和缓慢的动作肌电频率低、幅值小，可能主要是慢肌纤维参与活动，而当发力时主频率快，收幅值较高，主要是快肌纤维参与活动。
4.陈式太极拳练习一整套，随着动作和时间的变化，mpf呈上下波动，未有明显下降趋势，既肌肉未有疲劳。太极拳这种开合有序，虚实分明，刚柔相济，有节律地收缩和放松的肌肉运动，对于神经系统的自我调节和肌肉的锻炼都有着良好的影响。
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