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《大连理工大学》 2018年
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基于表面肌电的摄氧量慢成分研究

周冬冬  
【摘要】:摄氧量慢成分是高强度运动中一个重要的代谢反应,它的出现使肌肉工作效率下降、疲劳产生。本文从肌纤维的募集模式和机体摄氧量的利用这两方面研究摄氧量慢成分的发生机理。联合表面肌电分析和摄氧量动力学,对不同类型运动员(中长跑/短跑)、不同运动模式(跑步/自行车)、不同运动强度(中等/高/极高)摄氧量慢成分的特征进行分析。本研究邀请了10名中长跑运动员和12名短跑运动员参加测试。首先进行最大摄氧量测试,然后进行恒定强度负荷运动测试(中等强度、高强度、极高强度)。摄氧量采用三阶段指数方程进行建模分析、小波变换联合主成分分析用来对肌电信号进行分析。本文主要研究结果如下:(1)长跑运动员与短跑运动员跑台恒定强度负荷测试摄氧量慢成分研究。应用摄氧量动力学双指数建模分析摄氧量慢成分的幅度及出现的时间。在极高强度和高强度,短跑运动员摄氧量慢成分的幅度显著高于中长跑运动员摄氧量慢成分幅度;并且短跑运动员的摄氧量慢成分出现时间也显著性地早于中长跑运动员的摄氧量慢成分出现时间。对肌电信号的分析显示,在极高强度和高强度下,大部分测试肌肉表面肌电平均功率频率(Mean Power Frequency,MPF)在摄氧量慢成分出现期间呈现显著性上升以及主成分投影夹角theta(θ)呈现显著的下降趋势,这些结果支持摄氧量慢成分与快肌纤维的逐步募集有关的假设。(2)短跑运动员功率自行车恒定强度负荷测试摄氧量慢成分研究。在高强度下,功率自行车摄氧量慢成分幅度显著高于跑台摄氧量慢成分幅度,这可能是因为自行车运动肌肉相对而言更容易疲劳,肌肉工作效率下降更快,进而导致更大幅度的摄氧量慢成分。由于MPF在肌肉疲劳时下降这一经典现象与MPF在慢成分阶段上升相互影响,本文采用主成分分析的方法,对肌电信号的高频部分和低频部分进行分析,提高了信号处理的灵敏性。结果显示在极高强度下,功率自行车恒定强度测试只有股直肌、比目鱼肌的MPF出现了显著性的上升趋势,但是股直肌、股二头肌、胫骨前肌、腓肠肌内侧、比目鱼肌的θ出现了显著性的下降趋势,功率自行车受试者测试肌肉MPF上升趋势不显著可能与功率自行车运动疲劳导致MPF下降有关,本文的结果显示肌电参数θ能够更为准确的检测肌肉纤维的募集模式变化情况。以上研究成果有助于进一步揭示摄氧量慢成分的发生机理,对于科学训练中降低摄氧量慢成分的幅度、延缓疲劳、提高运动成绩有着重要的现实意义。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:G804.7

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