膝关节最大和次最大等速运动至疲劳过程中主动肌与拮抗肌肌电特征分析

背景：人体关节力量输出主要取决于关节周围主动肌与拮抗肌的激活效果,而拮抗肌通过共激活形式参与肢体活动,从而协助维持关节稳定性。但是肌肉不同收缩模式下拮抗肌共激活的不同中枢策略的报道较少。目的：观察健康受试者膝关节伸肌在最大和次最大等速运动至疲劳过程中主动肌与拮抗肌表面肌电信号的特征与差别。方法：对16名在校学生使用Biodex等速训练仪诱发下肢右侧膝关节伸肌等速屈伸运动直至疲劳,同时使用表面肌电仪采集单侧股内侧肌、股外侧肌以及股二头肌的表面肌电信号。分析时域指标均方根振幅百分比以及频域指标平均频率的变化规律。结果与结论：在膝关节最大等速屈伸运动中峰值力矩下降了40.3%(P < 0.05),主动肌活动先增加后下降(P < 0.05),而拮抗肌电活动保持不变。在次最大等速运动中峰值力矩平均下降了40.0%(P < 0.05),主动肌肌电活动逐渐增加(P < 0.05),而拮抗肌电活动先增加随后又降低。在指定的交互收缩屈伸运动中作为拮抗肌的股内和股外侧肌的均方根振幅和平均频率没有显著变化(P > 0.05)。结果提示,在不同强度的等速疲劳运动中中枢神经系统对主动肌和拮抗肌采取了不同神经支配策略。中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建;骨细胞;软骨细胞;细胞培养;成纤维细胞;血管内皮细胞;骨质疏松;组织工程     

拮抗肌对运动单位平均发放率的变化关系研究

“共驱动”现象是近年来提出的探索人体随意运动过程中神经系统控制机理的新概念,通过对肘关节恒力收缩时主动肌和拮抗肌两种针电极肌电图（NEMG）信号的分解,估计运动单位（MU）的平均发放率（FR）,研究单块肌肉和拮抗肌对运动单位平均发放率随时间的变化趋势和相关关系,实验结果表明,无论肘关节作屈曲和伸展时,主动肌和拮抗肌两者的运动单位平均发放率均随时间而下降且无相移地高度相关,从而从关节水平上论证了神经肌肉系统“共驱动”现象的存在。     

基于表面肌电相位同步分析的跌倒辨识研究

人体有意识的活动是由大脑皮层和运动神经肌肉组织两大体系内部及相互之间信息的同步化震荡实现的,本文通过分析各通道肌电信号相位同步性来区别有意识的日常活动和无意识的跌倒。实验肌电数据从5名健康受试者身上采集,在5名受试者完成4个不同动作(走路、跌倒、坐下、坐下站起)时,采集其胫骨前肌、腓肠肌、股直肌、半腱肌4路肌电信号。运用希尔伯特相位同步分析方法,计算相位同步指数。先用原始肌电信号对不同动作下各肌肉组间的同步性情况进行比较分析;再将肌电信号进行小波包分解,研究不同频段下肌肉间肌电信号同步性情况。实验表明,摔倒动作中胫骨前肌和股直肌以及股直肌和半腱肌肌电信号间的同步性情况与其他有意识动作中的情况有着明显差异。利用这一特征,用普通的fisher线性分类器对日常活动动作与跌倒进行判别,用全频段信号和所选频段信号对跌倒的识别率分别达到85.5%和91.0%,表明肌肉间相位同步性情况可以反映肌肉间的协同工作情况,可用于跌倒辩识。     

基于表面肌电非负矩阵分解与一致性的肌间协同耦合关系研究

肌肉协同模型是神经产生并控制运动的低维度结构,探讨不同动作任务下的表面肌电信号(sEMG)间的相干性分析,可以体现相应肌群的协同耦合关系,进而能从神经控制运动与肌肉相互配合协调的角度揭示运动产生与执行规律。组织8名年轻健康受试者(男女均半、20～24岁)进行上肢腕部屈、伸实验,采集动作时相应肌群的sEMG数据,引入非负矩阵分解(NMF)方法分析肌间协同性,并进一步对协同性较高的肌群采用一致性分析方法,研究信号beta(15~35 Hz)和gamma(35～60 Hz)频段的耦合强度关系,探讨腕部伸屈动作下不同受试者之间的协同耦合性差异。结果表明:腕伸动作下,主动肌桡侧腕短伸肌(ECR)、指伸肌(ED)、尺侧腕伸肌(ECU)、肱桡肌(B)在协同模块W₅中具有协同关系,且肌间耦合强度显著(P<0.05),beta频段与gamma频段一致性显著面积相差较大(1.261±0.966);腕屈动作下,分别在协同模块公式中存在具有协同关系的肌肉对,且肌肉间耦合强度显著(P<0.001),在beta和gamma频段一致性显著面积相差较小(0.412±0.163),但主动肌桡侧腕屈肌、指浅屈肌间不具有协同性,耦合关系较弱。以上说明:神经控制运动的方式不同,体现为肌肉协同耦合关系有所差异;在同一协同模块中,协同性较高的肌肉间耦合关系较强,揭示神经控制运动规律与肌肉相互配合方式;运用此方法进行肌间协同耦合联合分析,可望深入揭示中枢神经模块化协同控制运动机制,进一步为运动障碍患者功能分析和评价提供科学依据。     

偏瘫患者与健康人上肢表面肌电信号比较研究

中风偏瘫后患者肢体运动能力下降,原因之一是对肌肉的控制能力发生了改变.本文对健康受试者和患者肩关节完成相同动作时的表面肌电信号进行了比较,结果显示健康受试者的表面肌电信号与阻力矩的变化趋势更为一致,而偏瘫患者的肌电信号则显示出较大的差异.说明健康受试者能够根据动作所需而控制各肌肉协调发力,偏瘫患者对神经-肌肉系统的控制能力较差,是其运动功能下降的原因.     

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。     

特征优化在表面肌电模式识别中的作用

肌电信号是与神经肌肉活动有关的生物电的体现，其应用已逐步深入到生物医学的各个领域，肌电信号模式识别肌电应用的基础，本文在表面肌电模式识别中引入了特征优化环节，并讨论了其作用，通过对7个志愿者的实验研究表明，采用特征优化情况下，动作平均辨识可提搞近12％，结论表明，在没有增加原始信息的情况下，通过合适的特征优化处理可提高特征的可分性，从而提高动作模式的辨识率，这说明了特征优化在肌电信号模式分类中有重要作用，对其在康复控制等实验应用场合产生积极影响。     

遗传性包涵体肌病一家系

先证者(Ⅳ10) 男,40岁,因"进行性四肢肌萎无力23年"就诊.患者23年前无明显原因出现右手握物无力,精细动作差,后渐累及左手,并出现双手大小鱼际肌,骨间肌肌肉萎缩,无肌肉跳动及肌肉疼痛.     

控制用肌电信号的测试方法和实验研究

本文探讨了控制用肌电信号的测试方法,包括:时域描记与频域显示,电极的比较和选用,测试肌肉位置的选择与固定,以及测试与统计项目的确定等。对27位前臂截肢者和10名正常人前臂反复进行了肌电测试。利用快速付里叶变换方法(FFT)实时分析仪进行数字处理的结果,发现受试正常人的不同肌肉的肌电信号,其频率、幅值不仅在数值范围上有区别,在分布上也各有它的特征,其肌电频率特性曲线形状各不相同。正是这一肌电信号发放特征上的区别,对肌电信号用于控制,有很重要的意义。并对生物电基本理论的研究和探讨,提供了有益的课题。     

新型脊柱外固定技术减少医源性脊旁肌损伤的动物模型研究

目的　验证新型脊柱外固定技术较开放内固定手术减少医源性脊旁肌损伤的优势。 方法　取山羊10头,随机均分为脊柱外固定手术组和开放内固定手术组制作模型。术后3月处死模型动物,对手术节段腰椎行3.0 T MRI扫描,完整解剖脊旁肌组织行准静态拉伸实验及病理学切片,分析两种手术方式对脊柱脊旁肌的影响。 结果　成功构建山羊动物模型。相较开放内固定手术组,MRI示新型脊柱外固定技术组仅在螺钉周围出现少量的肌肉损伤,准静态拉伸力学实验、组织切片染色（HE染色、Masson染色）均提示新型脊柱外固定技术组肌肉损伤较少,有统计学差异。 结论　新型脊柱外固定技术通过经皮置钉以及外置矫形固定装置改进,可减少内固定装置挤压和干扰引发的脊旁肌损伤。     

健康人手部不同动作的脑电-肌电相干性分析

运动皮层和肌肉之间的功能连接直接关系到上肢功能障碍者的康复,神经肌肉的活动状态可以通过脑电-肌电(EEG-EMG)相干性来分析。本文通过在进行手抓、握及手腕屈、伸4组动作时,采集皮层运动区的9导联EEG信号和前臂4导联的EMG信号,进行相干性分析处理。结果表明在β频段,右手做屈指、伸指动作时相应的右前臂指屈肌(FD)、指伸肌(ED)与大脑左侧C3导联相干系数值较大(P0.05);右手做屈腕、伸腕动作时相应的尺侧腕屈肌(FCU)、桡侧腕伸肌(ECR)与大脑左侧C3导联相干系数值较大(P0.01)。研究结果为探索基于皮层肌肉相干性(CMC)的手部运动信息解码提供了依据。     

人小腿骨骼肌肌内神经染色及其肌亚部划分

目的:改良Sihler肌内神经染色法,对人体小腿骨骼肌进行染色,总结肌内神经分布规律并进行肌亚部划分。方法:16侧成人标本小腿的全部骨骼肌进行解剖分离,注意保留神经蒂,在此过程中进行解剖学测量。解剖分离后的肌肉用改良Sihler肌内神经染色法进行处理,最后根据研究结果对数据进行分析总结。结果:通过对Sihler染色方法在固定、除色素、溶液配制和染色过程中的4个方面的改进,染色结果更加理想;肌内神经在肌内的分布及走行规律为在起点入肌时顺肌纤维分布,在肌中部入肌时有一组肌内神经分支回返分布,当肌被肌内腱膜分成几组时神经分支也将相应分为几组;显示小腿骨骼肌可以实行亚部移植的有腓肠肌、比目鱼肌、胫骨前肌、胫骨后肌和腓骨长肌。结论:改良后的Sihler染色法对人体大块肌肌内神经有较好的显示结果,小腿骨骼肌肌内神经分布规律及其肌亚部的划分对临床医生进行肌肉移植具有重要的指导意义。     

基于肌电信号与肌肉形变信号的手语识别

针对手语手势识别问题,提出一种基于肌电信号与肌肉形变信号的手语识别架构。首先,设计信号采集系统;然后,采集肌电信号与肌肉形变信号,利用滤波及小波降噪等方法对原始数据进行降噪处理。采用基于能熵比的双门限端点检测法提取信号有效活动段;分别提取肌电信号以及肌肉形变信号特征,将所提取的信号特征融合组成特征向量;最后,采用基于网格搜索的支持向量机识别模型对所采集手语动作进行识别。信号融合后手语识别正确率达到97.2%,相对于仅采用肌电信号的手语识别方法,融入肌肉形变信号后识别率提高9.3%。结果表明,基于肌电信号和肌肉形变信号的手语识别框架对动态手语手势具有良好的识别效果。     

翼外肌两头的解剖和肌电观察

本文基于肌电技术研究翼外肌两头功能后所引起的争论,对国人翼外肌进行了大体解削观测和活体肌电活动测试。其结果为:翼外肌的两个头有各自独立的起点,部分上头和下头的纤维虽有共同的止点,但两者的纤维无交叉,各有完整的肌外膜包绕。翼外肌的上、下头在下颌升降时为拮抗肌;在前伸、后退及侧方运动时为协同肌。     

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。     

大壁虎附肢肌的定量研究

目的为研究大壁虎运动及其生物控制提供附肢肌的定量形态资料。方法以醛类固定剂按规定姿势对动物进行固定处理约15d,再行肌肉的分离解剖,并对肌的起止、毗邻、分布进行观测。结果相对肌重(肌重/体重×100%)最大为耻坐胫肌(1.094%),小指固有伸肌最小(0.004%)。相对于头体长的最大肌长、肌宽、肌厚(肌肉尺寸/头体长×100%)分别是3.678(胸大肌)、1.322(耻坐胫肌)、0.423(尾股肌);最小值则分别是0.385(深指短屈肌)、0.056(背骨间肌)、0.036(背骨间肌)。同名肌的左、右侧没有显著差异(P>0.05)。前、后附肢肌总重量比为1∶1.4027(左)、1∶1.3282(右)。结论测量数据可为肌相关性能的定量分析及整体环节受力分析提供依据。     

前臂伸肌内神经血管分布的解剖学研究及其临床意义

目的：观察前臂伸肌内神经血管解剖分布，探讨前臂肌是否可被分割为若干个功能单位，以提供新的功能性骨骼肌游离移植供区。方法：解剖10具10％甲醛固定的成人尸体共20侧前臂伸肌，观察其肌外神经血管的分布形式。5具新鲜成人尸体标本共10侧前臂伸肌，用Sihler＇s染色法观察肌内神经的分布。4具新鲜成人尸体标本共8侧前臂伸肌，经30％硫酸钡、乳胶混悬液血管灌注并行X线钼靶摄片，而后对照观察各肌的神经、血管在肌内分布关系。结果：按前臂肌肌内神经的分布及其形状分为3类：Ⅰ类肌肉为扁平形肌肉，主要肌内神经干垂直于肌纤维的走行方向。Ⅱ类肌肉为纺锤形肌肉，Ⅱa类肌肉，单羽肌为主，神经分支多为单干支配，神经多在其肌腹的上1／3入肌，神经入肌后多平行肌纤维纵向走行至肌远端。Ⅱb类肌肉，可分为两个部分，每个部分都有独立的神经支配，部分肌肉在其神经入肌门处还有一个返支配肌腹的上1／3。Ⅲ类肌肉，多个止点，神经在肌内呈横向穿越或纵向平行于肌纤维走行，在其肌肉起始部，有神经返支支配肌腹的上1／3。前臂伸肌血供是多源性的，以节段血管蒂型为主。结论：前臂伸肌内中Ⅱb类肌肉的第1，2种类型和Ⅲ类肌肉可将其分为不同的功能单位，供节段性游离肌肉移植。     

大收肌的肌电观察

在动运髋关节的肌群中,一些肌肉的作用一直存有争议。弄清这些肌肉的作用,对临床检查和诊治髋关节疾患,对提高教学质量都有重要意义。本文着重讨论内收肌群中大收肌的作用。大收肌内收髋关节的作用是公认的,但其回旋髋关节的作用意见尚不统一,归纳起来有下列诸种:1.外旋,2.内旋,3.上部(横部)外旋,4.横部内旋、垂直部(远部纤维)外旋,5.全肌外旋垂直部内旋,6.不提回旋作用等。     

锁骨舌骨肌1例

在解剖一具用10%福尔马林固定的中年男尸颈部时,发现颈正中线右侧,肌三角内胸骨舌骨肌外侧前方多出一块变异肌肉,现报该肌如下:起于右侧锁骨内侧深面,止于舌骨,胸骨舌骨肌外侧前方.该肌全长8.2cm;起点肌腱宽2.0 cm;肌最大宽2.5 cm:止点肌腱宽2.5cm.该肌由发自颈袢的神经支配.按肌肉起止点命名原则,该肌可命名为锁骨舌骨肌(图1).该肌的功能可能与下拉舌骨有关.     

第1骨间背侧肌支神经肌蒂转移修复拇对掌肌功能应用解剖

目的探讨带血供的尺神经深支第1骨间背侧肌支神经肌蒂转移修复拇对掌肌功能术式的可行性,为临床应用提供解剖学基础。方法新鲜和固定上肢标本各10例,在手术显微镜下解剖观测尺神经第1骨间背侧肌支及其营养血管的分支、分布情况,据此设计带血管的第1骨间背侧肌支神经肌蒂转移修复拇对掌肌功能的手术方式。结果尺神经深支第1骨间背侧肌支进入肌肉前分出2个分支,分别由肌肉的上下1/3处进入肌肉;远端肌支横径(1.5±0.2)mm,可无损伤分离长度为(2.8±0.3)cm,足够到达受区,其营养血管发自第1或第2掌心动脉,起始处直径为(0.8±0.3)mm。结论带血供的尺神经第1骨间背侧肌支神经肌蒂转移修复拇指对掌肌功能的术式具有可行性,该术式实用性、有效性有待临床进一步验证。