基于sEMG-JASA的脊柱手术器械操作肌肉疲劳度测评

基于时频联合分析法(JASA),开展基于表面肌电信号的脊柱手术器械上肢操作肌肉疲劳评估研究,完成脊柱手术器械优化前后操作舒适性的对比测评。共招募17名受试者分别采集其肱桡肌和肱二头肌的表面肌电信号,选取5种优化前后的手术器械进行数据对比,基于RMS和MF特征值计算相同任务下各组器械的操作疲劳时间占比。结果表明完成相同操作任务时,优化前手术器械的操作疲劳时间显著高于优化后器械(P<0.05);操作同一器械,肱桡肌和肱二头肌疲劳状态无显著性差异(P>0.05),这为手术器械的人因学设计及疲劳损伤防护等提供客观数据及参考。

隧道防水工钉枪作业局部肌肉负荷与疲劳预警的分析与研究

目的 利用表面肌电描记(surface electromyography,sEMG)技术探究隧道防水作业典型肌肉负荷水平与肌肉疲劳间的关系,为客观评定肌肉疲劳提供方法依据。方法 2023年4月,采用现场实验方法,从隧道防水施工现场选择9名钉枪作业人员,使用sEMG方法采集其防水作业全流程中肱桡肌、肱二头肌和肱三头肌的表面肌电信号,并通过问卷调查其主观疲劳感觉(rating of perceived exertion,RPE)分值,分析目标肌肉时域、频域指标和RPE分值的关系,利用联合频谱振幅分析法(joint amplitude and spectrum analysis,JASA)对受试对象局部肌肉疲劳情况进行分析。结果 9名受试对象相同疲劳程度(以RPE分值计)下的肌电数据符合正态分布(P> 0.05)。随RPE分值逐渐上升,对应肱桡肌标准化均方根值(percentage of maximal voluntary electrical activation,MVE)呈先上升、再下降又快速上升的趋势,肱二头肌的肌电MVE呈波动上升的趋势,而肱三头肌肌电MVE呈先下降、再快速上升又下降的趋势;随RPE评分逐渐上升,对应肱桡肌、肱二头肌的肌电中位频率(media frequency,MF)呈先上升、再下降的趋势,肱三头肌的肌电MF呈波动下降的趋势。不同RPE分值组肱二头肌、肱桡肌、肱三头肌的肌电MVE、MF差异均有统计学意义(P <0.01)。肱桡肌在RPE分值为10分、15分和17分时出现疲劳;肱二头肌在RPE分值为13分、14分、16分和17分时出现疲劳;肱三头肌在RPE分值为11分、12分、13分、14分和15分时出现疲劳。结论 表面肌电的时域和频域信号通过JASA法判别受试对象当前肌肉疲劳状态与主观RPE分值调查有一致性,但表面肌电技术在实际作业场景中应用尚存在问题,仍需要进一步探究。