空气呼吸器对志愿消防员肌肉疲劳的影响研究

为了解背负空气呼吸器对志愿消防员肌肉疲劳的影响,对志愿消防员进行徒手及背负空气呼吸器的奔跑试验,累计测量60人次被试人员的表面肌电信号(sEMG)与压强数据,结合被试主观疲劳感受进行分析。结果表明:被试者左右股二头肌、左右腓肠肌与左右胫骨前肌的疲劳情况受空气呼吸器影响最大;空气呼吸器的背负会使肩、腰部出现疼痛感,需要更长时间恢复;左竖脊肌、左右腓肠肌与右胫骨前肌的疲劳与志愿消防员主观疲劳感受相关性最强。

表面肌电在腰椎间盘突出症患者功能评定中的应用

目的探讨表面肌电检测技术在腰椎间盘突出症中的临床应用。方法腰椎间盘突出症患者44例,按照腰痛视觉模拟评分(VAS)分为轻度疼痛组(A组)和中重度疼痛组(B组),分别采集两组患者在完成自身重量的腰部竖脊肌等长负荷测试和踝跖屈最大角度自身重量的腓肠肌等长负荷测试时健、患侧L5～S1水平竖脊肌和腓肠肌内侧头的表面肌电信号,分析平均肌电值(AEMG)和中位频率的斜率(MFs)。结果两组患者患侧腰部竖脊肌和腓肠肌内侧头AEMG较健侧均有降低(P<0.05),患侧MFs绝对值较健侧升高(P<0.05);组间比较,B组患侧两组肌肉MFs绝对值均较A组增大(P<0.05);B组健/患侧肌肉AEMG比均大于A组(P<0.05),但MFs比均未见显著性差异(P>0.05)。结论表面肌电图可以作为一种无创检测腰椎间盘突出症腰部和下肢神经肌肉功能状态的工具;踝跖屈最大角度自身重量的腓肠肌等长负荷测试可以作为评价腰椎间盘突出症患者下肢神经肌肉功能状态的方法之一;腰椎间盘突出症患者腰部主观疼痛感程度不同时,双侧腰部竖脊肌和腓肠肌表面肌电信号的失衡程度也不同。

模拟驾驶过程中腰部疲劳的表面肌电信号分析

通过sEMG的时域与频域分析评估在模拟驾驶过程中的驾驶员腰部疲劳。40个男性样本参加实验((29.7±3.1)岁),随机分成A((28.8±3.4)岁)、B((30.6±2.7)岁)两组,A组参加90min的模拟驾驶操作实验,B组保持自由坐姿。实验后分别计算分析实验样本的积分肌电值(IEMG)和功率谱中值频率(MF)。结果表明A组实验数据呈现良好的线性负相关(P<0.005和P<0.0001)。研究表明样本在实验结束后腰部肌肉疲劳加重。认为用sEMG信号的时频分析评估驾驶员肌肉疲劳状态是可行的。

草原公路短时程驾驶疲劳程度多指标划分研究

为确定行车过程中不同时段驾驶员的疲劳程度,考虑草原公路的特殊性,选取典型草原公路路段,对9位受试者腰部肌电(EMG)、脑电(EEG)及心电(ECG)信号进行连续3 h的实驾测试。用因子(降维)及相关性分析法得到疲劳敏感指标;通过回归方程得到疲劳公式;利用层次聚类法初步划分疲劳程度,并验证划分结果。试验结果表明:表征EMG信号频谱变化的中位频率(MF)、ECG信号的心率均值(MHR)、高频标准化值(HFnu)和EEG信号的(α+θ)/β值对草原公路驾驶疲劳响应敏感,且驾驶疲劳发展呈多元线性变化;草原公路短时程驾驶疲劳可分为3个阶段。

一指禅推法不同作用力下上肢肌群运动方式及肌电信号特征

目的观察不同手法力量下一指禅推法上肢肌电信号特征,找出手法操作关键技术上肢肌群协同运动方式。方法采集专家组、熟练组和初学组手法肌电信号数据。每位测试者按手法力量分轻、中、重3种类型操作,选择连续稳定的数据采用MyoResearch软件进行分析。结果上肢各测试肌群肌电积分(iEMG)比较有显著差异(P<0.05);不同手法力量肌群iEMG比值比较,专家组和熟练组无显著差异(P>0.05),比值前3位为尺侧腕屈肌群、三角肌、桡侧伸肌群;手法核心主动肌群参与运动方式基本一致。初学组在不同手法力量下iEMG比值前3位肌肉群各不相同,差异较明显。专家组、熟练组和初学组之间协同收缩率比较差异均显著(P<0.01),初学组协同收缩率最大,专家组协同收缩率最小,且协同收缩率随手法力量增加逐渐下降。6 min操作三角肌肉中位频率斜率比较,专家组测试者耐疲劳度较好。结论专家组和熟练组手法肌电信号有共同特征,存在手法操作的核心肌群。上肢核心肌群运动方式具有规律性,并且iEMG比值、中位频率斜率、协同收缩率等指标可作为评价手法持久性、均匀性,以及施力方式是否规范的参考标准。

基于表面肌电技术对人体上肢肌肉疲劳过程中中枢共驱动的研究

目的:使用表面肌电技术观察人体上肢近端肌肉运动疲劳过程中的中枢共驱动现象。方法:以16名非体育专业的男性大学生为研究对象,以受试者左臂为观察臂,右臂为负荷臂。负荷臂分别处于自然下垂无负荷的放松状态和连续完成负重5 kg哑铃的肘关节屈伸运动诱发疲劳状态;而观察臂手持4kg哑铃,肘关节始终保持屈曲90°,进行等长收缩直至力竭。同时使用ME6000表面肌电仪分别采集两种状态下观察臂肱二头肌和肱三头肌表面肌电信号,对时域指标积分肌电(IEMG)、均方根振幅(RMS),以及频域指标平均功率频率(MPF)、中位频率(MF)进行分析。结果:无论负荷臂处于自然放松状态还是动力性运动诱发疲劳状态,随着运动的进行,对侧观察臂肱二头肌、肱三头肌时域指标IEMG和RMS都逐渐升高(P<0.05),但是在负荷臂疲劳状态时对侧观察臂肌肉的表面肌电时域指标IEMG和RMS增加幅度更加明显(P<0.01),同时拮抗肌肱三头肌时域指标受到更强抑制;负荷臂疲劳状态下对侧观察臂肱二头肌肌电频域指标MPF和MF的变化比负荷臂自然放松状态下变化更大(P<0.01),而拮抗肌肱三头肌的变化不大。结论:一侧肢体运动诱发肱二头肌肌肉疲劳能够使对侧肢体相关肌肉表面肌电的时域指标和频域指标产生伴随性的变化,说明人体上肢近端肌肉表面肌电信号的变化具有中枢共驱动的效应。

驾驶员颈部肌肉疲劳试验研究

为了解驾驶员在典型的草原公路上行车时的颈部疲劳状况,在内蒙古草原公路上进行实驾试验。用MP150多导生理记录仪采集驾驶员颈部胸锁乳突肌的表面肌电信号(SEMG),并进行测试分析,以积分肌电值(IEMG)与中值频率(MF)为评价指标,研究驾驶员颈部肌电信号。试验结果表明:随着驾驶路程的延长驾驶员颈部IEMG有上升趋势,而MF有明显下降趋势。这说明驾驶员长时间在单调环境中驾驶能够引发颈部明显的疲劳反应。通过数据分析发现,驾驶员颈部IEMG和MF大约50 min时达到极限状态。

矿工肌肉疲劳状况及事故预防研究

为解决矿工工作强度大难度大,容易产生身体疲劳,引发不安全行为的问题,首先,向矿工发放肌肉疲劳调查问卷,了解矿工的实际工作状态;其次,利用表面肌电(EHG)试验模拟矿工作业环境和工作内容,检测其肌肉疲劳程度及变化特征;最后,结合矿工工作现状,提出肌肉疲劳事故的防控措施。结果表明:矿工的颈部、肩部、背部、肘部、腰部等部位肌肉疲劳的比例较高;肌电信号值与肌肉疲劳度呈负相关关系,建议矿工在疲劳失稳期前休息,以避免或延缓疲劳,减少不安全行为,降低人为事故率;矿工因肌肉疲劳引发事故的防控措施可以从工作时间预警、工作环境预警、综合预警档案及机械宜人化设计等方面进行。

攀登状态下肌肉疲劳特性分析

通过研究人体在有无装备状态下进行战术攀登动作时下肢主要肌肉群表面肌电信号,对积分肌电值和中值频率、平均功率频率进行了分析,得出各肌群肌电特性及其变化规律。长时间攀登情况下,时域参数变化显著的肌肉是胫骨前肌和腓肠肌,频域参数变化显著的肌肉是腓肠肌和比目鱼肌;频域评价指标中值频率和平均功率频率变化规律一致,中值频率变化规律相对于平均功率频率变化较为显著;有装备条件时的时域和频域评价指标出现极值的时间点均较无装备条件时提前。

受限空间钻孔工人的肌肉疲劳特性研究

为了研究受限空间下钻孔工人在作业过程中的肌肉疲劳特征,通过模拟试验,测量立姿、半蹲姿、全蹲姿姿势下,颈夹肌、胸腰筋膜等10块肌肉的表面肌电值(sEMG);用中值频率(MF)作为指标,根据MF下降率评定各肌肉的疲劳程度,并通过设置不同的时间梯度,对比疲劳程度的变化,从而提出减轻肌肉疲劳的方案。试验结果表明:肌肉疲劳程度越深,MF下降越快;腰部3种姿势下均表现出较高的下降率(0. 374±0. 129),立姿中颈部下降率(0. 60)、蹲姿中小腿胫骨肌下降率(0. 55)也较高;而调整作业周期可以使MF值下降1. 33~9. 85倍,有效减轻疲劳程度。

局部肌肉疲劳主客观指标的相关性分析

目的探讨汽车装配工人动态作业局部肌肉疲劳时的表面肌电特征,通过主观疲劳指标与客观肌电指标的关联性分析,初步探讨评定局部肌肉疲劳的客观敏感指标与方法。方法选择水箱组装作业人员作为受试者;采用Biovision表面肌电仪采集受试者进行正常装配活动时右腕屈肌、右肱二头肌、右中三角肌、左/右斜方肌的表面肌电信号130 min;在肌电测试的同时,采用Borg'RPE量表每隔10 min询问一次受试者主观疲劳感受。以作业活动周期和参考动作(成品组件搬运)为单位,对肌电指标的变化情况及其与主观指标(RPE)之间的关系进行统计分析。结果肱二头肌、三角肌、右斜方肌的肌电最大随意收缩百分比(MVE%)值和中位频率(MF)值,左斜方肌的MF值与装配周期在统计学上存在明显负相关,但左斜方肌MVE%值、前臂腕屈肌MVE%值和MF值与装配周期无统计学相关。在自感疲劳出现时,各部位肌肉群的MVE%值均呈下降趋势,在疲劳持续发展期,该值下降缓慢或无明显变化;MF值在自感疲劳出现时呈明显下降趋势,在自感疲劳发生及持续发展期,该值下降缓慢或无明显变化。结论表面肌电信号改变与主观疲劳感两者之间具有一定的相关性,其早于主观自感疲劳的出现,提示表面肌电信号的改变可以用作机体早期疲劳的客观指标。