基于表面肌电信号及肌肉疲劳的上肢肌力预测

为解决目前肌肉力测量时用肢体末端力表示实际肌肉力大小,以及未将肌肉疲劳程度考虑在内的问题,本文提出了一种基于表面肌电信号和肌肉疲劳的上肢肌肉力预测方法。利用AnyBody软件建立上肢肌肉骨骼模型,并将上肢末端力经过仿真得到单块肌肉的肌力大小;采用肌肉等长收缩的时间来表征肌肉疲劳程度。10名健康男性受试者进行上肢等长收缩实验,提取实验过程中肱二头肌肌电信号的积分肌电值、均方根、中值频率、平均功率频率、最大小波系数及其对应频率六个特征值;将肌肉力与特征值、肌肉疲劳程度进行分析后发现三者之间高度相关。采用麻雀搜索算法优化BP神经网络的权值和阈值,构造并训练上肢肌力预测模型。经测试集检验结果表明,该方法的误差小于12%,可以对肌力进行较为准确的预测。

基于表面肌电评估技术的核心肌力训练对NLBP功能改善的分析

目的探讨核心肌力康复训练治疗非特异性下腰痛(NLBP)远期临床效果,通过治疗前后表面肌电图评估技术采集腰竖脊肌、多裂肌的肌电数据,客观分析、评估腰椎稳定性训练与治疗下腰痛的理论依据。方法纳入2018年6月至2021年12月先后就诊于本院的60例NLBP患者,随机分为两组。对照组进行常规相关药物与理疗的治疗,观察组增加核心肌力训练,均治疗4周。比较治疗后的腰部疼痛视觉模拟(VAS)评分、腰椎疾患(JOA)评分以及利用表面肌电评估技术对腰部肌肉局部收缩功能进行评价,主要观察腰竖脊肌、多裂肌静态耐力治疗前后对比情况,并评价治疗后的临床疗效。结果两组治疗4周后,VAS评分显著低于治疗前,JOA评分显著高于治疗前,两侧腰竖脊肌、多裂肌耐力值较前增加,且观察组VAS评分显著低于对照组,JOA评分显著高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。半年后患者进行回访,远期临床效果显著,显著14例,有效12例,差5例,有效率为83.87%;对照组显著9例,有效9例,差11例,有效率为62.06%。差异有统计学意义(P<0.05)。结论常规药物、物理因子治疗联合核心肌力稳定训练能显著改善NLBP患者疼痛症状及功能障碍,且疗效持久。采用表面肌电评估技术,通过治疗前后表面肌电图评估技术应用,提供了腰椎稳定性训练与治疗下腰痛的理论依据。

排球运动员下肢肌力与肌电特征的相关研究

采用实验法,通过美国产艾力尔智能化力量诊断与训练系统(ACES)和芬兰产Megawin6000肌电仪相结合,探索排球运动员下肢膝关节等速运动状态下肌力、肌电特征以及二者的相互关系,为应用积分肌电评价排球运动员专项力量素质奠定基础,为设计专项力量训练方法、预防运动损伤提供科学依据。研究结果表明排球运动员膝关节等速肌力特征符合Hill方程和力速曲线关系;膝关节等速测试运动期间采集到的股四头肌肌电信号可以客观地评价积分肌电与肌力指标之间的关系,指导专项力量训练实践。

人体背力、握力肌肉力量数据分析系统的设计与实现

采用实时数据采集板和计算机技术,以及VisualC++编程工具,研制了人体背力、握力肌肉力量数据分析系统。结果表明,该系统能够快速采集人体背力、握力肌肉力量数据,并以图形显示人体肌肉力量变化过程。同时,可计算人体最大肌肉力量Fmax、Vmax、STkm等测试参数。由于系统采用中文界面设计,具有操作简便、测试数据精确、图形分辨清晰等优点,为更精确分析人体背力、握力肌肉数据,以及专业运动员的机能评定和全民健身、康复医学研究,提供了一种智能化的分析系统。

基于数据挖掘技术在人体肌肉力量数据分析中的应用——以人体握力肌肉力量测试数据研究为例

为了科学地评价人体握力肌肉力量测试数据,应用人体肌肉力量测试系统和数据挖掘技术,对人体握力肌肉力量数据进行分析。研究发现,采用肌肉力量F-T变化过程曲线,可定量地反映人体握力的最大力量、启动力量、相对力量等参数,通过应用ID3算法、决策树,可以确定出不同测试参数的根节点,为选择人体握力Gain(K3)指标,作为评价人体握力肌肉力量指标,提出科学依据。

不同干预方式对急性疲劳恢复的影响

目的通过肌电信号、最大自主收缩力及温度等指标,对多裂肌和竖脊肌疲劳后,不同恢复方式对肌肉活动及舒适度的影响进行研究。方法总共12人在多裂肌和竖脊肌急性疲劳后,分别进行静坐休息、主动运动、电刺激、低中高频率震动恢复,测试最大自主收缩力、平均肌电振幅及温度变化。结果不同恢复方式对腰部肌肉肌肉最大收缩力(MVC)不存在影响,而对竖脊肌均方根(RMS)变化值有显著影响(F=3.432,P=0.00),竖脊肌在电刺激和机械震动时RMS变化值较大。不同恢复方式对多裂肌(F=3.72,P=0.00)和竖脊肌(F=5.82,P=0.00)的标准化温度变化值有显著影响,多裂肌和竖脊肌在主动运动时温度上升较大。不同恢复方式对个体的主观疲劳度无明显影响。结论主动运动的方式对肌肉疲劳恢复效果最好,尤其对保持和提高体温有着积极作用,电刺激和局部震动可能会对肌纤维的募集方式及阈值产生影响,使用不当会加剧疲劳。

离心收缩训练对肌肉力量和肌电图RMS值的影响

为了研究离心训练对肌肉机能的影响,对18名运动员进行不同负荷的离心收缩训练,研究股四头肌和股二头肌肌肉力量和肌电图RMS值的变化,发现离心收缩训练对改善运动员的肌肉力量有明显效果,采用150%离心收缩训练和120%离心收缩训练对运动员肌电图RMS值也有一定的改善作用。

老年人最大伸膝动作时的肌力与肌电RMS特征

目的研究老年人、年轻人在完成最大伸膝动作时的肌力与肌电特征。方法研究选择48位受试者,老年人32位,年轻人16位,共分为6组,包括年轻男女组、常锻炼老年男女组、不常锻炼老年男女组,受试者以角速度60°/s与180°/s在等速肌力测试系统进行5次最大伸膝测试,同时进行肌电测试,测量股四头肌的相对100%MVC、100%MVC时的相对RMS值等指标。结果不常锻炼老年人相对肌力要显著低于其他组,常锻炼女性老年人的相对100%MVC数值明显高于其他老年人,快速收缩状态下女性老年人大腿优势侧相对肌力更差;在伸膝动作中,各组受试者股外肌、股直肌、股内肌100%MVC时的相对RMS值常锻炼老年人与年轻人更接近。结论运动对老年人相对肌力、肌电信号改善效果非常显著,特别是对女性老年人效果更好。因受试者个人的运动习惯、运动项目不同,各块肌肉发挥的作用也不同。

渐进抗阻结合肌电反馈电刺激训练法对偏瘫后肌力恢复的影响

目的通过对比实验来探讨渐进抗阻结合肌电反馈电刺激训练法对偏瘫后肌力恢复的影响,以期为偏瘫后肌力恢复训练的结合疗法提供一定的依据。方法将20名脑血管意外的患者分为两组(结合组和非结合组,每组10例),分别进行单一肌力训练(渐进抗阻训练法)和结合肌力训练法(渐进抗阻和肌电反馈电刺激训练法结合),进行3个疗程(2周一个疗程)训练后,对患者的肌力进行测量与评估。结果实验前两组患者肌力和做功差异无统计学意义(P>0.05),实验后两训练组肌力和做功都有一定的提高,但是结合组肌力和做功提高幅度明显高于非结合组(P<0.01)。结论渐进抗阻练习结合肌电反馈电刺激训练法是一种有效的偏瘫患者肌力恢复的结合疗法。

基于人体肌肉力量的数据分析系统的设计

论文将计算机技术应用到运动生物力学的研究中,提出并实现了针对人体肌肉力量中握力、背力的实时数据采集与分析系统。系统采用运动生物力学测量装置精确采集肌肉力量的数据,利用数据库技术存储和处理测量的数据,图形化显示肌肉力量的变化曲线,计算人体肌肉力量的多种参数,对肌肉力量进行综合分析比较。文中着重介绍了系统结构、功能及软件实现。

振动治疗联合康复训练对肩袖损伤康复的疗效研究

目的探讨振动治疗联合康复训练对于肩袖损伤治疗疗效。方法选取2018年10月—2021年6月同济大学附属东方医院40例肩袖损伤患者,随机分为试验组(n=20例)和对照组(n=20例),两组均接受常规肩袖损伤康复治疗,试验组同时进行肩关节振动治疗。治疗前后进行等速肌力测试、表面肌电测试、美国加州大学洛杉矶分校肩关节评分系统评分、疼痛评分评定。结果共27例患者完成试验。治疗4周后,两组VAS评分较治疗前均有所改善(P<0.05),其中进行组间比较时,试验组优于对照组(P<0.05);治疗4周后,试验组及对照组冈上肌、三角肌前束及中束均方根值均较治疗前有所改善(P<0.05),且试验组优于对照组(P<0.05);两组中上斜方肌均方根值均较测试前下降(P<0.05),但组间比较差异无统计学意义(P>0.05);而上斜方肌、中斜方肌、下斜方肌、冈下肌、小圆肌、前锯肌的均方根值较治疗前无明显改善(P>0.05),治疗4周后,试验组及对照组前屈、外展的峰力矩体重比值较治疗前均有所改善(P<0.05),且试验组优于对照组,(P<0.05);而内外旋时峰力矩体重比值较治疗前无明显改善(P>0.05)。结论存在疼痛、肌力下降的肩袖损伤患者,在进行康复训练时,辅助使用上肢振动治疗,有利于恢复肩袖肌力,减轻疼痛,恢复功能。

不同加压抗阻训练模式对运动后人体生理及生物力学特征的影响研究

为探讨单次不同阻力运动搭配不同加压负荷对运动后代谢压力与合成激素反应的影响,招募10名女子网球专项运动员为实验对象,按照平衡次序法分别进行5种训练模式,即高强度抗阻(HR)、低强度抗阻(LR)、高强度抗阻+低加压(HRLO)、低强度抗阻+高加压(LRHO)、低强度抗阻+低加压(LRLO),并于运动后即刻、15 min、30 min、60 min测量相应血清生长激素、睾固酮、乳酸及自觉费力程度(RPE)等指标,结果显示:①高强度抗阻训练与高强度抗阻+低加压训练模式在运动后皆有较高的生长素质量浓度且能持续至运动后30 min,HRLO模式优于HR模式;②与低强度抗阻力训练3种模式相比,HRLO训练模式在运动后即刻有较高的睾固酮质量浓度且能在运动后引起较高的压力反应,即高乳酸浓度与高RPE得分;③与低强度抗阻力训练3种模式相比,HRLO模式训练后60 min膝关节伸展最大等长肌力呈显著下降,而股外肌在最大等长肌力测试中的肌电均方根(RMS)值显著上升,从而增加肌纤维招募.认为高强度抗阻运动搭配低加压训练模式可显著提高体内代谢压力,同时可刺激更多生长素与睾固酮分泌,因而对肌肉组织合成有正向效益.

表面肌电在体育科学研究领域中的应用进展

肌电是唯一一个能连接神经系统,并直接反映运动中肌肉收缩的电信号载体。本文主要运用文献资料法对表面肌电在体育科学研究领域中的应用作一个简要的回顾,从而了解肌肉收缩时神经-肌肉的工作机制。研究结果表明：表面肌电技术涉足体育科学领域的研究虽尚处初级阶段,但应用极为广泛,主要表现为用于评定肌肉运动产生的疲劳、肌电与肌力的关系、肌肉活动的协调性与贡献度以及运动选材等领域。

下腰痛患者肌肉力量和神经——肌肉活动研究现状

下腰痛（Low Back Pain,LBP）是一种常见的临床症状,有60％-80％的成年人生活中有LBP发作的经历,严重地影响了患者的生活质量.肌肉力量和神经肌肉活动不平衡现象常常存在于LBP患者中,被认为同LBP的产生以及LBP的反复发作相关.研究目的：探讨LBP患者中出现的肌肉力量和神经肌肉活动的异常改变,并初步探讨其同LBP发作之间的关系.研究方法：通过文献资料法,对近年来国内外对LBP患者中肌肉力量、神经肌肉控制和与其它运动环节之间关系的研究进行分析.研究结果：（1）多数研究表明慢性LBP患者存在背伸肌力的下降、屈伸峰力矩（F/E）比值的上升、背伸肌耐力下降等现象.结果反应了LBP患者肌力平衡受到了破坏,可能是引起LBP反复发作的原因.而躯干旋转力量不平衡同LBP发作的关联则尚无定论. （2）通过表面肌电图技术观察LBP患者腰背神经肌肉活动的异常.研究发现,LBP患者存在腰背肌静止状态下激活增强、椎旁肌活动不对称、屈曲放松反应（Flexion-Relaxtion ratio,FRR）缺失、腰背肌肉耐力下降等肌电的异常现象.（3） LBP不仅仅会引起腰背肌力和神经肌肉活动的改变,也会引起相关运动环节的异常. 已有研究证实臀肌肌电活动异常、腹肌激活模式改变、下肢肌肉活动异常同LBP发作相关联.结论：肌肉力量及激活的异常,躯干屈/伸比值的改变,背伸肌肌肉耐力下降,椎旁肌激活不对称性,伸肌容易疲劳以及屈曲松弛,臀肌、腹肌、下肢肌肉激活的异常等都同LBP存在一定的关联.这些因素,在康复训练过程中应引起足够的重视.

盆底康复治疗对子宫脱垂盆底的影响

目的探讨盆底康复治疗对子宫脱垂盆底张力、肌力和最大肌电位的作用。方法对确诊为子宫脱垂的35例患者进行盆底康复治疗,比较治疗前后盆底肌肌力、张力和最大肌电位的变化。结果盆底肌肌力治疗前分别为0级2例、1级17例、2级16例、3级0例、4级0例,治疗后分别为0级0例、1级4例、2级10例、3级11例、4级10例,P【0.05;盆底肌1°时基础张力治疗前后分别为101.74±43.91、139.89±48.74,P【0.05;最大肌电位治疗前后分别为8.03±3.14、14.51±5.89,P【0.05,差异有统计学意义。结论盆底康复治疗可修复盆底肌肌力和张力,提高最大肌电位,改善子宫脱垂患者症状,有效治疗子宫脱垂。

针对肌肉功能障碍患者的数据库研究与开发

建立标准数据库是临床研究病情变化的重要手段,建立适用于肌肉功能障碍患者的标准数据库模板更具有重要临床意义。本研究针对临床上所采集的具有肌肉功能障碍患者的肌力、肌电数据,通过ODBC连接方式,引入了统一建模语言(UML),使用VC++开发工具,设计和完成了Access数据库,以对获取到的大量的肌力、肌电数据进行管理和使用。数据库有效存储并管理肌力、肌电数据,同时能减少数据占有空间和数据冗余,它更好地满足了医院康复科的需求。

等级运动员左右臂力-电特征的比较观察

采用实验法,通过美国产Humac Norm等速测力系统与PM150 Biopac 16导生物电记录仪记录肌力和肌电变化,观察比较了福建师大体育科学学院三级以上(或成绩相当三级以上)等级运动员(都为右利者)左右上臂等速肌力与积分肌电特征。结果表明无论三级还是二级以上运动员均存在左右肌肉活动不平衡的状况,左臂肌在许多特性稍弱于右臂,提示应加强左上臂肌群的力量训练,达到均衡发展的效果。此外二、三级运动员之间亦存在一定的差异。

自裁网片的改良全盆底悬吊手术对POP患者盆底肌力的干预效果

目的评估自裁网片的改良全盆底网片悬吊手术对盆腔器官脱垂(pelvic organ prolapse,POP)患者盆底肌力的干预效果。方法选择我院妇科因盆腔器官脱垂要求手术入院患者105例,分为2组,研究组68例,接受改良全盆底网片悬吊手术;对照组37例,接受Prolift手术;另选择30例因其他妇科疾病(排除合并盆腔器官脱垂或压力性尿失禁者)同期入院手术的患者,作为正常人对照组。采用经阴道内表面电极肌电图对研究组、对照组及正常人组患者在术前和术后3月时进行测定,记录并分析正常人组和2组POP患者的手术前后盆底肌力数据,并对2组POP患者手术后盆底肌力改善程度进行深入的对比分析。结果研究组与对照组手术后Ⅰ类肌纤维持续收缩电压、持续时间有明显改善,差异有统计学意义(P<0.05),Ⅱ类肌纤维的快速收缩电压、收缩个数也有明显改善,差异有统计学意义(P<0.05)。对比2种术式对Ⅰ类肌纤维、Ⅱ类肌纤维各指标的改善程度,结果显示差异无统计学意义(P>0.05)。结论自裁网片的改良全盆底网片悬吊手术和Prolift手术均能明显改善POP患者的盆底肌力;在改善POP患者盆底肌力程度上,自裁网片的改良全盆底网片悬吊手术与Prolift手术效果相当。

女子花剑运动员的肌电图分析

利用表面肌电图仪,对虹口剑校3名优秀女子花剑运动员进行肌电测试,分析这3名运动员在完成刺剑技术动作时的肌电信号变化,探讨女子花剑运动员训练肌肉的肌电活动特点。通过肌电活动及肌肉用力状态,对花剑刺剑技术进行研究,为选择针对性更强的专项训练方法、手段提供建议和参考。

慢性肾脏病患者血清骨硬化蛋白与肌少症相关指标的相关性

目的探讨慢性肾脏病(chronic kidney disease,CKD)患者血清骨硬化蛋白水平与肌少症相关指标的相关性,寻找能兼顾骨质疏松症和肌少症的生物标志物和潜在治疗靶点。方法该研究为单中心横断面研究。收集2021年3月至2023年3月在广州市红十字会医院血液透析中心规律治疗的维持性血液透析患者及CKD 1~5期非透析住院患者的临床资料。采用酶联免疫吸附测定法检测血清骨硬化蛋白水平,测量患者的身高、体重、上臂围、上臂肌围、皮褶厚度、握力、捏力等人体学指标,采用人体成分分析仪测量人体成分指标。根据估算肾小球滤过率以及是否透析将患者分为CKD 1~3期组、CKD 4~5期组及CKD 5期血液透析组。采用单因素方差分析、Kruskal-Wallis H检验及χ^(2)检验比较CKD不同分期组间人口学资料和临床特征的差异。Spearman相关分析、多元线性逐步回归法分析CKD患者血清骨硬化蛋白与肌少症相关指标的相关性。结果该研究纳入CKD 5期血液透析患者104例及CKD 1~5期非透析住院患者104例,年龄为(61.8±13.7)岁,男性114例(54.8%),糖尿病肾病89例(42.8%),肌少症67例(32.2%)。随着肾损伤进展,CKD 1~3期、4~5期、5期血液透析患者血清骨硬化蛋白分别为0.4(0.3,0.9)ng/L、0.5(0.3,1.1)ng/L和1.1(0.6,2.3)ng/L(χ^(2)=8.934,P<0.001),肌少症患病率分别为16.4%(10/61)、34.9%(15/43)和40.4%(42/104)(χ^(2)=10.312,P=0.006)。Spearman相关分析结果显示,血清骨硬化蛋白与估算肾小球滤过率(r=-0.314,P<0.001)、捏力(r=-0.229,P=0.007)、皮褶厚度(r=-0.254,P<0.001)、四肢骨骼肌质量指数(r=-0.169,P=0.010)、人体细胞质量(r=-0.174,P=0.020)及相位角(r=-0.264,P<0.001)均呈负相关,与血磷(r=0.227,P=0.002)和全段甲状旁腺素(r=0.297,P<0.001)均呈正相关;多元线性逐步回归分析结果显示,男性(β=0.330,t=5.675,P<0.001)、血清骨硬化蛋白水平(β=-0.125,t=-2.143,P=0.033)和体重指数(β=0.474,t=8.090,P<0.001)是lg[四肢骨骼肌质量指数]的相关因素。结论血清骨硬化蛋白可作为评价CKD患者肌少症的良好指标及潜在治疗靶点。