股四头肌表面肌电及髌股关节受力在不同角度静蹲时的比较

比较在不同角度的静蹲练习中股四头肌表面肌电的变化和髌股关节面受力情况,寻找膝关节功能恢复与强化的科学静蹲练习角度。选取30名健康男性大学生,分别进行屈膝30°、45°、60°的静蹲练习,通过表面肌电仪和三维动作捕捉分析系统采集每位受试者静蹲时的肌电参数及运动学参数的变化特征;并借助力学原理计算分析得出髌股关节的受力。结果:45°静蹲时,股四头肌表面肌电的i EMG值最大;各角度静蹲时,股外侧肌的放电量最大,股直肌最小;静蹲过程中股四头肌的MPF、MF值都呈降低的趋势,但在静蹲45°时MPF、MF值下降最快;髌股关节受力随着静蹲角度的增加而增大。说明在45°静蹲时,股四头肌最容易达到疲劳,锻炼效果较佳,是静蹲练习的适宜角度;其中股外侧肌是最主要的工作肌。建议髌骨劳损患者在做静蹲练习时根据自身的疼痛感觉在30°~60°的范围内进行训练,而应避免大于60°的静蹲角,以免受力过大造成二次损伤。     

基于小波包变换的下肢肌电假肢控制信息源的研究

肌电信号作为下肢假肢的控制信息源必须经过信号处理与特征提取.小波变换能将各种交织在一起的由不同频率组成的混合信号分解成不同频段的信号,检测出许多其他分析方法忽略的信号特性,因此小波变换常被用于表面肌电信号处理.而小波包变换对信号逐渐变宽的频谱可以进一步分割细化,具有良好的局部化品质,比正交小波变换更优越.该文将利用小波包变换方法对站立与行走过程中大腿股四头肌部位的肌电信号进行分析和特征提取,并利用各频段能量构造特征矢量,经过学习矢量量化神经网络训练,能够有效地从股四头肌采集的肌电信号中识别站立及行走的运动模式.     

基于小波变换的表面肌电信号去噪方法

表面肌电信号是通过表面电极记录下来的神经肌肉活动时发放的生物电信号,它反映了神经、肌肉的功能状态。表面肌电信号在临床医学、运动医学、康复医学、神经生理学、电生理等领域被广泛应用。本文所研究的肌电信号是在右下臂上采集到的一组表面肌电信号,通过小波变换等方法对肌电信号进行去噪处理。实验表明,该方法能够有效的去除肌电信号的噪声,为下一步的信号分析打下良好的基础。     

利用选择性肌电信号控制踝关节神经运动康复装置

研究了利用表面肌电信号来实时控制踝关节康复装置的运动.采集人体踝关节在一个自由度上做屈伸运动时的胫骨前肌和腓肠肌的表面肌电（sEMG）信号,对sEMG信号进行处理和特征提取.并以sEMG信号为控制系统的主要信息源,研究了基于表面肌电信号的踝关节运动装置控制原理和实现方法.通过模拟试验,验证了sEMG信号的统计特性及控制机构的可行性.     

运用表面肌电分析重剑复合步法的研究

运用表面肌电与摄像同步测试技术,本文分析重剑复合步法腿部肌肉的用力特征,旨为运动训练和教学提供理论依据。结果:向前两步出弓步过程中,前腿所有肌肉和后腿股内外肌积分肌电出弓步时显著性大于前两步;弓箭还原后退两步过程中,前腿股内外肌、股二头肌积分肌电弓步还原显著性大于后退两步。结论:后腿腓肠肌是前两步启动和前移的主要用力肌肉;弓步的加速,主要是后腿股四头肌力量变大和前腿发力变大的协调配合;复合向后步法过程中前腿股内外肌是推动身体后移的主要用力肌肉。     

基于表面肌电的工人上肢肌肉疲劳试验研究

当人体进入疲劳状态时,表面肌电信号会发生相应的变化。为了探讨工人在持续上肢作业时肌肉疲劳对人体肌电信号的影响,针对疲劳与肌电信号的关系提出评价肌肉疲劳的数学模型,选取10名健康受试者进行机械操作与重物搬举作业。同时,使用表面肌电测试分析仪对肌电信号进行实时监测,采用方差分析、t检验和非线性拟合方法对疲劳与肌电信号的关系进行分析。结果表明,肌电信号的波动程度对生理疲劳有显著变化,上肢肌肉疲劳程度越重,其肌电信号恢复至正常值越久。非线性拟合结果显示,上肢肌肉疲劳的发展趋势呈现出"S型"的趋势。据此提出,疲劳失稳期前让受试者休息,可以减缓或延迟生理疲劳的发生。     

穿戴髌腱加压带对跳跃动作影响的生物力学研究

为探讨髌腱加压带对股四头肌肌力、活化程度和跳跃力学的影响,招募16位自愿参与本实验的健康受试者,运用等速肌力仪及表面肌电测试系统,监测穿戴髌腱加压带前后股四头肌肌力及肌肉活化程度,并利用三维测力台分析3种不同跳模式的地面反作用力.结果显示:①穿戴髌腱加压带对股四头肌肌力及肌肉活化程度无显著影响,但可有效提升股内侧肌活化程度并可降低股外侧肌活化程度;②穿戴髌腱加压带可显著增加蹲踞跳起跳时地面反作用力,但对下蹲跳和着地反弹跳起跳时的地面反作用力无影响作用;③穿戴髌腱加压带虽不影响下蹲跳及着地反弹跳的地面反作用力,但却在负荷率及着地反弹跳第1次及第2次着地时地面反作用力方面存在下降趋势.认为穿戴髌腱加压带对于股四头肌肌力输出与肌肉活化程度没有负面效益,不会影响股四头肌在运动过程中的伸张-收缩循环机制,能降低着地时的冲击负荷.     

表面肌电信号(SEMG)分析在生物力学领域中的应用

表面肌电信号是一种使用表面电极来探索和记录肌肉表面电活动的技术。肌电信号在生物力学领域中主要被用来作为肌肉开始激活的指标,同时作为肌肉收缩产生力量以及肌肉内部产生疲劳的指标等。表面肌电信号作为研究肌肉的一种方法,告诉我们肌肉是否被激活、激活的程度大小和疲劳时激活的程度等。旨在着重讨论生物力学领域中的一些特定的表面肌电信号分析方面中的比较类型分析和频率疲劳分析问题。     

采用表面肌电信号的手指关节角度精确感知方法

针对目前采用肌电信号的手指关节角度连续解码误差较大,导致肌电假肢手运动效果较差的情况,提出了一种应用表面肌电信号、深度回归森林模型和人工神经网络相结合的手指关节角度连续精确感知方法。首先,应用基于滑动时间窗的特征提取器从前臂8个通道的肌电信号中各提取7种肌电信号特征(肌电信号的平均绝对值、积分肌电值、均方根、波形长度、对数特征、过零点数、斜率符号变化数),输入深度森林回归模型得到具有较大波动的掌指关节估计角度;然后,采用人工神经网络对这些掌指关节估计角度进行优化,以创建一种深度森林回归模型与人工神经网络相结合的综合回归模型;最后,利用该综合回归模型对采集到的表面肌电信号进行连续精确解码,得到肌电假手掌指关节角度控制量,其余手指关节角度可通过比例控制得到。采用所提方法进行实验验证,结果表明：所提方法的平均轨迹跟踪精度比传统高斯过程方法提高了42%,达到82.12%,证明所提方法对基于肌电信号的手指关节角度估计具有非常优良的效果。     

表面肌电在攀岩训练中的应用研究

肌肉疲劳产生过程中,肌电图的振幅和频谱指标均会产生相应变化.运用肌电图对运动员肌肉状态指标的评定可以对运动训练起指导作用.肌电图在攀岩领域的应用还比较少,通过对攀岩运动员在间歇训练法训练时的上肢主要做功肌肉左右腕屈肌、左右腕伸肌的的表面肌电信号(sEMG)进行分析,观察肌电图的变化情况,探讨肌电图在攀岩运动过程中应用的可行性.     

丹参酮ⅡA 磺酸钠注射的肌肉刺激性研究

摘要: 目的考察家兔单次股四头肌肌内注射丹参酮ⅡA 磺酸钠( 60 mg) 后,给药局部肌肉组织是否出现扩张、红肿、充血、水肿、瘀斑、变性、坏死等局部肌肉刺激性反应,综合判断供试品肌内注射的安全性,并且为该药物的安全性评价提供参考。方法以等量等渗的氯化钠溶液为阴性对照药进行自身性对照,设结束期和恢复期两组,进行一般症状肉眼观察和组织病理学检查。结果家兔单次股四头肌肌内给药后一般症状观察均无异常表现; 剖检肉眼观察结果评分符合标准; 剖检镜下观察结果显示恢复期观察时间内,局部的肌肉刺激反应具有完全可逆性。结论丹参酮ⅡA 磺酸钠注射液对家兔股四头肌无明显刺激性。     

不同动态蹲模式对被试下肢生物力学特征的影响

为探讨全蹲、踮脚蹲、座椅蹲与半蹲等不同蹲型态所产生的运动学及动力学参数的变化,采用运动学及动力学同步测试手段获取15名健康大学生男子篮球爱好者从事4种蹲动作的相关生物力学参数.结果显示:①前倾角度表现为全蹲最大、半蹲次之、踮脚蹲最小,而前倾角速度则一致表现为座椅蹲最快、全蹲次之、踮脚蹲最小;②不同动态蹲模式下座椅蹲水平位移最大、踮脚蹲次之、全蹲与半蹲最小,垂直位移则以座椅蹲与全蹲最大,踮脚蹲次之,半蹲最小;③压力中心的前后移动以踮脚蹲最大,座椅蹲次之,半蹲最小,而左右移动则以踮脚蹲与全蹲最大,座椅蹲次之,半蹲最小;④下蹲阶段的垂直力峰值与动态蹲类型无关,且起身期垂直力峰值出现的时刻明显晚于下蹲期.认为以动态蹲作为健身运动或肌力训练时,应从下肢关节负荷较小且动作相对较稳定的半蹲动作开始,随肌力的增强而减轻了运动时关节的负荷后,再进行全蹲动作以降低下肢伤害的风险.     

不同强度快速伸膝运动对股四头肌肌电图平均功率频率和输出功率的影响

为研究不同强度快速伸膝运动对股四头肌群表面肌电信号（surface electromyography,s EMG）的平均功率频率（mean power frequency,MPF）下降率和伸膝平均输出功率下降率的影响及相关性,探讨了动态肌肉运动的中枢控制理论,以17名男性大学生为研究对象,让他们下肢负荷分别为105.8,140.9,176.4 kg时,以最快速度完成30次蹬踏运动.采集股四头肌s EMG信号和每次动作时间、距离,考察了3种负荷对股四头肌（外侧）、股四头肌（内侧）和股直肌MPF及输出功率的影响.结果显示：不同强度快速伸膝运动下股四头肌s EMG信号MPF随次数而下降,与以往静态研究相一致;MPF下降斜率没有差异;平均输出功率下降斜率有差异,在短时爆发力运动中,3个负荷输出功率分别呈现上升、不变和下降的趋势.     

间歇低氧干预不影响实验性糖尿病大鼠骨骼肌SDH、LDH活性

目的:探讨间歇低氧干预对糖尿病大鼠骨骼肌糖代谢酶活性的影响。方法:采用长期高糖高脂膳食加小剂量链脲佐菌素(STZ)的方法建立糖尿病大鼠模型,将复制成功的模型大鼠随机分为模型对照组与低氧干预组。模型对照组在常氧环境下正常生活,低氧干预组大鼠每天在低氧帐篷内低氧暴露1h(O2浓度15.4±0.2%)、每周休息1d、共干预28d后36h取股四头肌测试琥珀酸脱氢酶(SDH)、乳酸脱氢酶(LDH)活性。结果:模型对照组大鼠股四头肌SDH活性显著低于正常对照组(P<0.05),LDH活性高于正常对照组(P>0.05),低氧干预组SDH、LDH活性与模型对照组比较均无明显差异(P>0.05)。结论:实验性糖尿病大鼠骨骼肌SDH活性降低,有氧氧化供能能力下降,而LDH活性增强,无氧酵解能力提高;本实验所设计的间歇低氧干预模式对实验性糖尿病大鼠骨骼肌SDH、LDH活性均无明显积极作用。     

前交叉韧带重建术后步行过程中的生物力学特征

 为明确前交叉韧带（anterior cruciate ligament,ACL）重建术后动作模式的改变情况,应用三维运动捕捉系统和表面肌电系统同步采集ACL重建术后患者在步行过程中的运动学、动力学和肌电数据。结果发现,与健侧相比,术侧膝关节屈曲角度峰值和屈伸活动范围均显著减小,但承重反应期的外旋幅度显著增加;术侧承重反应期膝关节伸直力矩峰值、支撑相末期膝关节屈曲力矩峰值和外旋力矩峰值均小于健侧;术侧股直肌在承重反应期的激活程度、股二头肌和半腱肌在摆动前期的激活程度均大于健侧。结果表明：ACL重建术后6~12个月（7.4±1.3月）步态呈僵硬特征,大腿肌群激活程度增加。建议ACL重建术后针对肌肉功能特征及步态特征的改变进行精准康复干预,改善术后效果。     

载荷对纳米晶Co-Ni-Fe合金镀层摩擦磨损性能的影响

用脉冲电沉积技术制备表面平整光亮的纳米晶Co-Ni-Fe合金镀层.采用XRD、TEM、SEM、EDS等方法研究了纳米晶Co-Ni-Fe合金镀层的微观组织结构、表面形貌和合金成分.研究了干滑动摩擦条件下纳米晶镀层的摩擦磨损性能、磨损后的组织结构和硬度的变化.结果表明：纳米晶Co-Ni-Fe合金镀层的晶体结构为单相面心立方结构.镀层的摩擦系数和磨损量随着摩擦载荷的提高而增大,即镀层的耐磨性随载荷的提高而下降.摩擦磨损使纳米晶Co-Ni-Fe合金镀层发生晶粒长大,摩擦载荷越大,磨损后镀层的硬度越低.     

世界优秀男子花样滑冰运动员后外点冰三周跳的运动生物力学研究

运用国际先进的艾利尔运动技术分析软件及生物力学三维录像DLT分析方法,对中国花样滑冰队和国外高水平男子单人滑运动员的后外点冰三周跳动作进行运动学分析,得出我国运动员闫某在缓冲蹬冰阶段,水平速度和垂直速度都较大,腾空时间长,已经具备四周跳的能力.宋某腾空时间不足,导致空中动作没有视觉冲击性,很难获得高分.王某在缓冲蹬冰阶段,水平速度较小,腾空水平飞行距离较国内外优秀运动员近,腾空时间较短,垂直方向速度较大,腾空高度较高.关某在缓冲蹬冰阶段,水平速度变化幅度平缓,不存在明显的下降阶段,同时获得较大的垂直方向上的速度.金某在缓冲蹬冰阶段,水平速度小,垂直方向速度低,腾空高度和腾空水平飞行距离都不够.同时首次应用NORAXON表面肌电图机对主要发力肌肉的肌电进行分析,对主要用力肌肉发力顺序及贡献率进行了科学的分析,为教练员和运动员攻克难度动作提供了理论依据.起跳过程中,起跳腿股直肌和胫骨前肌先发力,并且股直肌稍先于胫骨前肌.积分肌电和贡献率最大的肌肉是股直肌,其次为胫骨前肌.腓肠肌内侧头和股二头肌长头的积分肌电值较小,起支撑协同作用.