双手提放前后重物时躯干肌肌电活动规律

目的观察躯干前屈和后伸运动过程提放体前和体后重物时腰腹臀肌的肌电活动规律和人体运动学特征。方法 10位正常健康的男性受试者直腿站立于试验平台内提放体前后的重物,同时监测双侧腰腹臀10块肌肉的肌电活动、躯干角运动和足底力系变化。分析肌电平均振幅、肌肉做功百分比和足底中心压力(center of pressure,COP)的位移,并进行常规的参数统计分析。结果重物在前时,背肌活动较强,并且负重后背肌做功百分比增大,腹肌活动减小;重物在后时,腹肌活动较强,背肌和腹肌的做功百分比接近相等,负重后腹肌的做功百分比增大,背肌活动减小;臀中肌负重后肌电活动增加,但做功百分比基本一致。结论躯干在前屈后伸的动态动作中,肌肉活动随负载大小、位置的不同而变化。前方负重时背肌主动,腹肌拮抗;后方负重时腹肌主动,背肌协同。臀中肌在动态任务中起的是稳定作用。     

基于表面肌电分析老年人负重跨障行走跌倒风险

目的研究老年人在手部不同负重分布条件下跨越障碍物时导致跌倒风险性增加的因素,并探讨预防老年人在负重跨障时跌倒的步态策略。方法 12名老年人和12名青年人(对照组)以日常行走步速在不同负重分布方式下进行跨越障碍物和无障碍物行走任务,采集股外侧肌、股直肌和股内侧肌双侧的表面肌电信号,进行平均肌电值分析对比,同时记录受试者跨越障碍时触碰障碍物的情况。结果年龄、负重及跨障因素均对老年人下肢肌肉的活动水平产生显著影响。1 152次跨障试验中共发生9次触障事件。另外,老年人和青年人在完成负重和跨障任务时右股内侧肌的肌肉贡献量最大。结论老年人在负重物均匀分布下利用腿部优势侧率先跨障的情况下跌倒的风险性最低。研究结果为系统评估老年人跌倒风险提供参考,对老年人针对性下肢运动锻炼或康复训练具有一定的指导意义。     

老年人髋关节软骨负重区和非负重区的拉伸力学性能研究

目的研究髋关节负重对髋关节软骨拉伸力学特性的影响。方法取11例股骨颈骨折（头颈型）病人（男性4例．女性7例,年龄70～85岁）的正常新鲜髋关节软骨负重区和非负重区．做哑铃型试件共22个。用Bose Endura TEC3270动态生物力学测试机进行一维拉伸试验,测定髋关节的破坏载荷、伸长比、Lagrange拉应力、Cauchy拉应变,做应力-应变曲线,比较两区的力学特性。结果软骨的应力-应变曲线呈现非线性指数曲线关系。负重区的拉伸性能破坏载荷38．183N．伸长比1．166,应力5．968MPa,应变17．888％;非负重区拉伸性能破坏载荷25．565N,伸长比1．148,应力4．379MPa,应变15．970％。两区比较．差异有统计学意义。结论髋关节关节软骨负重区优于非负重区拉伸力学性能。     

人体负重行走的生物力学研究及前景

背景：人体背部负重行走时若背负重物过重或长时间地承担质量,容易导致一系列的损伤问题,目前有关人体负重行走状态下的生物力学研究较少。 目的：综述人体负重行走的步态参数变化、足-地反作用力变化、压力传感器及肌电的应用。 方法：由第一作者检索2005/2010 PubMed数据库及中国知网数据库有关负重、行走、背包方面的文章。英文检索词为“gait,load carriage, backpack”,中文检索词为“负重行走、背包、步态”。 结果与结论：目前对于负重行走的研究：①在研究指标上,各种指标比较单一,综合研究还不够。②在研究对象上,针对青年人群和儿童的相关研究比较多,有关士兵负重行军的研究相对较少。③在研究内容上,针对负重行走的步态研究居多,背包商业化测试较多,对产生负重损伤的生物力学机制探讨,以及足底压力变化上研究较少,对相关鞋类产品的生物力学测试关注不够。④在研究结果上,一些研究结果产生相互矛盾的结论,致使负重行走对人体步态影响的确切机制仍旧模糊不清。     

单纯性肥胖者胃肌电活动特征

目的探讨进餐前、后单纯性肥胖者的胃肌电活动特征。方法采用Digitrapper双电极EGG记录仪记录41例单纯性肥胖者餐前和餐后胃肌电活动,以32例正常体重健康志愿者为对照。结果①空腹状态下,肥胖组正常慢波节律百分比显著低于正常体重组(55.52±15.7比较70.83±14.31)(P<0.05);胃动过缓百分比显著高于正常体重组(17.07±10.88比较11.46±8.86)(P<0.05);无节律百分比显著高于正常体重组(9.70±5.70比较5.75±4.14)(P<0.01)。②进餐后,单纯性肥胖者正常慢波节律百分比仍显著低于正常体重组(53.19±17.77比较64.34±22.63)(P<0.05);主功率和胃动过速百分比显著高于正常体重组(36.50±4.86比较32.24±6.25,19.93±11.62比较12.94±11.72)(P<0.01和P<0.05)。③肥胖组餐后功率及振幅增加值显著高于正常体重组(P<0.01);餐后、餐前功率比显著高于正常体重组(P<0.05)。结论单纯性肥胖者空腹及餐后存在胃电节律异常,且餐后胃电主功率异常升高,可能是肥胖者胃动力亢进发生的电生理基础。     

不同状态下家兔Oddi括约肌肌电活动实验模型的建立

目的建立不同状态下家兔Odd i括约肌(sph incter ofOdd i,SO)肌电活动实验模型。方法利用电生理方法记录家兔Odd i括约肌的肌电活动,并建立空腹、进食、药物兴奋和药物抑制等四种状态下Odd i括约肌肌电活动的实验模型。结果空腹状态下家兔SO肌电表现为规律的、单发性的锋电位(sp ike potentials of SO,SPSO);禁食18 h后,给予50 m l牛奶,SO肌电表现为规律的、间断的肌电簇(myoelectron ic activity of SO,MASO);静脉注射1 mg吗啡和2 mg新斯的明后,SO肌电活动首先表现为数个长时间、不间断的SPSO组成的肌电串,120~150 m in内完全抑制,抑制期过后又恢复单个SPSO;静脉给予山莨菪硷1 mg,SPSO随即消失。结论成功建立了四种状态下家兔Odd i括约肌肌电活动实验模型。     

基于颞肌表面肌电的鼠标装置研究

目的设计一种基于颞肌表面肌电的鼠标装置,用于解决高位截瘫、上肢残疾等手部功能障碍者操作鼠标的难题。方法提出一种基于表面肌电信号控制鼠标的方法,通过分析与试验,选取面部颞肌肌电信号作为控制信息,以咬牙作为触发动作,根据不同咬牙动作时,面部颞肌产生不同的肌电信号特征,设计一种利用颞肌表面肌电信号进行鼠标控制的装置。结果实验结果表明,利用该装置,受试者能够通过简单的咬牙动作实现控制鼠标的目的。结论利用颞肌表面肌电控制鼠标的方法是切实可行的,基于该方法设计的鼠标装置具有较好的应用推广价值。     

迷走神经背核对消化间期小肠肌电活动的影响

目的:研究迷走神经背核(the dorsal motor nucleus of vagus,DMV)对大鼠小肠消化间期肌电活动的影响,探讨DMV对胃肠道功能活动的调控。方法:建立大鼠DMV电刺激模型,采用双极法测定大鼠空肠的消化间期复合肌电(IMC)。分析刺激后慢波频率和振幅的变化、活动期的总持续时间及活动期与周期比值(A/T比值)的变化,刺激即时慢波与动作电位出现概率的变化。结果:电刺激DMV后大鼠空肠慢波的平均频率和平均振幅均增加(P0.05),活动期总持续时间延长(P0.01),A/T比值增大(P0.05)。刺激即时,慢波的平均频率降低、平均振幅增加(P0.01),快波出现概率增加(P0.001)。结论:电刺激致DMV兴奋,可导致大鼠小肠肌电的活动异常,这可能是DMV机能损伤引发胃肠道功能紊乱的途径之一。     

神经肌肉电刺激对躯干稳定肌影响的研究进展

该文从神经肌肉电刺激作用于躯干稳定肌的效果与参数及对不同人群的应用效能等角度,阐述了躯干稳定肌的组成与功能,以及神经肌肉电刺激招募躯干稳定肌的作用机制与参数,并分析探讨了其临床效果。未来的临床研究可能集中在健康人群的长期随访队列研究和运动损伤人群躯干稳定肌萎缩的机制与临床研究方面,同时神经肌肉电刺激联合运动康复的研究也是发展趋势。该文预判相关便携式NMES设备的研发与应用具有较大的临床意义。     

基于表面肌电的步态分析

背景：步态分析在人体运动系统和神经系统疾病的病因分析,诊断,功能、疗效与残疾评定中是重要的评价手段,其中肌肉活动是影响步行动力的基础因素。 目的：分析人体自然行走过程中下肢前后肌群的表面肌电变化,分析对应于步态周期不同时相前后肌群的表面肌电特征和机制。 方法：采用德国zebris FDM 步态分析系统(6 m)配套的同步肌电仪采集7例健康人正常步态过程中下肢胫骨前肌和腓肠肌外侧表面肌电信号,利用Matlab软件进行消噪和归一化,得到完整步态周期不同时相对应的表面肌电信号图,观察其峰值变化。采用芬兰ME6000肌电仪测试15 m自由行走人体左右侧下肢胫骨前肌和腓肠肌外侧表面肌电信号,提取时域和频域特征参数。 结果与结论：下肢胫骨前肌和腓肠肌外侧表面肌电信号在一个完整步态周期中呈特征性变化,即胫骨前肌表面肌电的峰值发生在后跟着地处,而腓肠肌外侧其峰值发生在中后支撑相处。进一步分析发现,人体在自由行走时其下肢肌肉优势侧与非优势侧差异有显著性意义(P < 0.05),且不同肌肉其差异趋势不同。     

Temporomandibular joint loading generated during bilateral static bites at molars and premolars

The aim of this study was to investigate the features of the loading vectors of the temporomandibular joint (TMJ) generated during bilateral static bites at the molars and at the premolars, and to determine the major factors affecting the difference between the two loading vectors. We computed the subjects' estimated and theoretical minimum TMJ loadings under the two different bite conditions by applying the subjects' bite-force and electromyographic (EMG) data to a two-dimensional (2D) standard model of the jaw based on a rigid-body spring model of the TMJ. For a molar bite, (1) the estimated loading vector was not equal to its theoretical minimum; (2) the TMJ-loading/bite-force ratio, describing the proportion of TMJ loading, was relatively small, 0.477 on average; and (3) the estimated loading vector pointed in the direction of the central part of the articular disk's intermediate zone. For a premolar bite, on the other hand, (1) the estimated loading vector was nearly equal to its theoretical minimum; (2) the TMJ-loading/bite-force ratio was relatively large, 0.904 on average; and (3) the estimated loading vector pointed at the superior portion of the articular disk's intermediate zone. The differences between the TMJ-loading vectors for molar and premolar bites originated primarily from changes in the bite-point location.     

一指禅推法不同作用力下上肢肌群运动方式及肌电信号

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。     

Kinematic and electromyography analysis of submaximal differences running on a firm surface compared with soft, dry sand.

Kinematic and electromyography (EMG) aspects of running on a firm surface and on soft, dry sand were studied to elucidate mechanisms contributing to the higher energy cost (EC) of sand running. Eight well-trained males (mean 64.3±8.6 ml·kg^–1·min^–1) performed barefoot running trials on a firm surface (wooden floor) and on a soft, dry sand surface (track dimensions 8.8 m×60 cm; depth 13 cm) at 8 and 11 km·h^–1. Kinematic and EMG data were collected simultaneously using an integrated six-camera 50 Hz VICON motion analysis system, an AMTI force-plate and a 10-channel EMG system. Running at 8 km·h^–1 on sand resulted in a greater (P<0.05) stance time (t_s) compared with the firm surface. At 11 km·h^–1, sand running resulted in a greater stance-to-stride ratio (P<0.005), a shorter stride length (SL) (P<0.05), and a greater cadence (P<0.001) compared with the firm surface values. Hip and knee flexion at initial foot contact (IFC), mid-support (MS) and flexion maximum were greater (P<0.001) running on sand compared with firm surface values at 8 and 11 km·h^–1. Over duration of stride, Hamstring (semimembranosus and biceps femoris) EMG was greater running on sand compared with the firm surface at 8 (P<0.001) and 11 (P<0.05) km·h^–1. During the stance phase in the 8-km·h^–1 trials, EMG in the Hamstrings (P<0.001), Vastii (Vastus lateralis and Vastus Medialis) (P<0.02), Rectus femoris (Rec Fem) (P<0.01) and Tensor Fascia Latae (Tfl) (P<0.0001) were greater than the firm surface measures. During stance in the 11-km·h^–1 trials, Tfl EMG was greater (P<0.02) running on sand compared with the firm surface. At IFC and MS, Hamstrings EMG was greater on sand at both running speeds (P<0.001). For the Vastii (P<0.02), Rec Fem (P<0.0001) and Tfl (P<0.0001) muscles, the EMG at MS running on sand at both speeds was greater than the firm surface values. The increased EC of running on sand can be attributed in part to the increased EMG activation associated with greater hip and knee range of motion compared with firm surface running.     

新式屈髋肌力训练机在轻重阻力下对下肢肌电与运动范围的影响

目的探讨新式屈髋肌力训练机在轻、重阻力情况下对下肢肌肉兴奋程度与运动范围的影响。方法 6位志愿者在屈髋肌力训练机台上,随机在轻或重阻力条件下进行连续30次的上提与下摆动作,并同时采集运动过程中的肌肉兴奋程度与下肢运动范围。结果肌肉兴奋程度方面,在连续30次动作过程中,重阻力在腹直肌、屈髋肌、臀大肌、股直肌和股二头肌的兴奋程度皆显著高于轻阻力(P<0.05);重阻力在腹直肌、屈髋肌和股直肌后3次的兴奋程度皆显著高于前3次(P<0.05);轻阻力情况下,只有竖脊肌以及股直肌最后3次的兴奋程度显著高于前3次(P<0.05)。运动范围方面,重阻力情况下的动作范围与下摆角度显著小于轻阻力(P<0.05)。结论新式屈髋肌力训练机无论是在轻或重阻力条件下,都能在髋关节合理的活动范围内刺激屈与伸髋主动肌群以及周边协同肌群来完成动作,特别是相对较重阻力的条件下。     

基于表面肌电信号和动作捕捉的上肢运动疲劳分析EI北大核心CSCD

目前,上肢运动的疲劳状态监测,一般单纯依赖表面肌电信号(sEMG)对疲劳进行识别和分类,导致结果不稳定,存在一定局限。为此,本文将sEMG信号识别与动作捕捉技术引入到疲劳状态监测过程中,提出了一种融合改进的肌电疲劳阈值算法与生物力学分析的疲劳分析方法。本研究通过右上肢负载屈肘试验,同步采集肱二头肌sEMG信号与上肢动作捕捉数据,并同时运用柏格(Borg)疲劳度主观自觉量表记录受试者疲劳感受。然后,将融合改进的肌电疲劳阈值算法和生物力学分析的疲劳分析方法与平均功率频率(MPF)、谱矩比(SMR)、模糊近似熵(fApEn)、Lempel-Ziv复杂度(LZC)四种单一评价指标疲劳评价方法的试验结果进行对比。试验结果表明,本文方法对总体疲劳状态识别率结果达到98.6%,对轻松、过渡、疲劳三种状态的识别率分别达到97%、100%、99%,较其他方法更有优势。本文研究结果证明,本文方法在上肢运动过程中能够有效预防过度训练引起的二次损伤,对于疲劳监护具有重要意义。     

人体头低脚高仰卧时下肢被动运动对背部肌肉疲劳的影响

目的研究人体头低位状态下肢被动运动对背部主要肌肉肌电(electromyogram,EMG)活动性的影响。方法选取30名健康受试者,分析竖脊肌和斜方肌在不同头低位角度(0°、10°、20°、27°)下静止状态、120次/min和140次/min足部摆动模式和680次/min足部颤动模式下EMG变化趋势。结果在头低位静止状态时,4种头低位角度下中位频率(media frequency,MF)随角度增加均呈下降趋势;摆动模式下,4种头低位角度的MF值均小于静止状态,且当摆动速度为120次/min时,MF值随角度增加而减小;速度为140次/min时,MF值无规律性变化。颤动模式下,MF值随头低位角度增大而增大,且均大于静止状态。结论静止状态下,肌肉疲劳程度随头低位角度增加而增加;颤动模式下应选择较小的头低位角度可更好达到锻炼治疗效果,摆动模式下可选择较大的头低位角度有助于较好达到锻炼治疗效果。此外,为避免肌肉过度疲劳造成劳损,摆动速度应不大于120次/min。     

Kinematic synergy adaptation to an unstable support surface and equilibrium maintenance during forward trunk movement

The aim of this investigation was to study the adaptation to an unstable support surface of kinematic synergy responsible for equilibrium control during upper trunk movements. Eight adult subjects were asked to bend their upper trunk forward to an angle of 35° and then to hold the final position for 3 s, first in a standard condition, with two feet on the ground and the second, on a rocking platform swinging in the sagittal plane. The movement characteristics (duration, amplitude, and mean angular velocity of the trunk), the time course of the antero–posterior center of mass (CM) shift during the movement, and the EMG pattern of the main muscles involved in the movement were studied under the two experimental conditions. Kinematic synergy was quantified by performing a principal component analysis on the hip, knee, and ankle angle changes occurring during the movement. The results indicate that (1) the CM shift from the very onset of the movement remains controlled during performance of the forward trunk movement when the equilibrium constraints were increased; (2) the principal component analysis of the hip, knee, and ankle angle changes occurring during the movement showed a transition from one principal component (PC₁) in the standard condition to two components in the rocking platform condition; (3) the greatest contribution of PC₁ (weight coefficients) was located at the hip level in both the standard and rocking platform conditions, while the greatest contribution of PC₂ in the rocking platform condition was located at the ankle level; and (4) the EMG pattern underlying kinematic synergy is modified. It is concluded that a simple adaptation of kinematic synergy by changing the weight coefficients of each pair of joints participating in the movement is no longer sufficient when the equilibrium constraints increase and, rather, disturbs equilibrium. The CNS has to provide two parallel controls, one to perform the trunk movement and the other to preserve equilibrium.     

篮球鞋对主动与被动落地时冲击力特征和肌肉活化的影响

目的探讨人体在主动和被动落地过程中,穿着篮球鞋对落地冲击力特征和下肢相关肌群活化程度的影响。方法选取具备强缓冲性能的篮球鞋作为测试用鞋,并辅以对照鞋。12名球类专项男运动员作为受试者,在翻板器上完成包括由低到高3种下落高度和2种下落方式(主动落地反跳和被动着地)在内的着地动作。利用测力台和肌电分析系统同步采集冲击力和下肢5块主要肌群的EMG信号。结果主动落地反跳时,穿着篮球鞋并没有对冲击力的振幅和频率以及下肢肌群的激活程度产生影响;但被动着地时,穿着篮球鞋却能够显著降低冲击力和负载率的峰值,减小冲击频率(P<0.05),同时显著降低下肢各主要肌群的后激活程度(P<0.05)。结论在主动控制完成动作的情况下,运动鞋影响冲击力和肌肉活化的效果并不明显;然而当人体未完全控制着地状态时,篮球鞋能够改变输入于下肢的冲击力信号,达到缓冲避震并适当减小肌肉活化的效果,为避免落地时运动损伤的发生及机能节省化起到了积极的作用。     

坡面步行中青年女性下肢关节角及肌肉激活度

目的通过定量分析关节角及主要肌肉激活度的变化来说明步行速度和路面坡度对下肢运动的影响。方法首先按由慢到快选择了共5种步行速度,由低到高选择3种坡度,并利用运动捕捉系统对15各青年女性的步态进行测量,同时对影响下肢运动的8块主要肌肉的肌电信号进行了采集。然后通过计算分析获得她们在不同步行速度和路面坡度下髋、膝及踝关节矢状面的关节角度变化的均值,从测量数据中寻找出一个最接近这个均值曲线的研究对象。结果计算获得了该研究对象不同步行速度和路面坡度下踝关节、膝关节及髋关节在一个步态周期内的矢状面关节角的变化曲线以及主要肌肉的激活度变化曲线。结论每个步态周期内,关节角及肌肉激活度在5种不同速度下的变化很小;而在3种不同路面坡度下的变化仅趋势基本一致,峰值的差异却非常明显。