醫(yī)學(xué)論文發(fā)表表面肌電技術(shù)在運(yùn)動(dòng)性肌肉疲勞中的應(yīng)用

發(fā)布時(shí)間：2015-03-27 14:46所屬分類：臨床醫(yī)學(xué)論文瀏覽：1次加入收藏

醫(yī)學(xué)論文發(fā)表 期刊推薦 《臨床醫(yī)藥雜志》 以廣大臨床醫(yī)務(wù)工作者為讀者對(duì)象，報(bào)道醫(yī)療領(lǐng)域內(nèi)領(lǐng)先的科研成果和臨床診療經(jīng)驗(yàn)，幫助廣大臨床醫(yī)師提高學(xué)術(shù)水平，解決在臨床中遇到的具體問(wèn)題。辦刊宗旨;充分利用廣泛的專家資源，技術(shù)資源和人力資源，科學(xué)化組織和

　　醫(yī)學(xué)論文發(fā)表期刊推薦《臨床醫(yī)藥雜志》以廣大臨床醫(yī)務(wù)工作者為讀者對(duì)象，報(bào)道醫(yī)療領(lǐng)域內(nèi)領(lǐng)先的科研成果和臨床診療經(jīng)驗(yàn)，幫助廣大臨床醫(yī)師提高學(xué)術(shù)水平，解決在臨床中遇到的具體問(wèn)題。辦刊宗旨;充分利用廣泛的專家資源，技術(shù)資源和人力資源，科學(xué)化組織和出版醫(yī)藥衛(wèi)生知識(shí)和相關(guān)信息，為醫(yī)藥衛(wèi)生行業(yè)和醫(yī)藥衛(wèi)生工作者提供交流與探索的園地，成為具有現(xiàn)實(shí)性和實(shí)用性的知識(shí)平臺(tái)。
　　摘要：表面肌電圖是在肌肉表面，通過(guò)電極引導(dǎo)記錄下來(lái)的神經(jīng)肌肉系統(tǒng)活動(dòng)的生物電信號(hào)，隨著肌肉運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生微小的生物電變化，表面肌電圖的指標(biāo)均會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化。機(jī)體疲勞的外在表現(xiàn)與神經(jīng)內(nèi)在電改變緊密相關(guān)，針灸推拿對(duì)運(yùn)動(dòng)疲勞具有緩解作用，可以促進(jìn)肌肉疲勞的恢復(fù)，有助于建立科學(xué)的訓(xùn)練方法。

　　關(guān)鍵詞：表面肌電,運(yùn)動(dòng)疲勞,針灸,推拿

　　表面肌電(surface electromyographic，sEMG))圖，也稱動(dòng)態(tài)肌電圖，是從皮膚表面通過(guò)電極引導(dǎo)，記錄下來(lái)的神經(jīng)肌肉系統(tǒng)活動(dòng)的生物電信號(hào)。在目標(biāo)肌肉表面放置電極， 采集肌肉活動(dòng)/動(dòng)作(等張、等長(zhǎng)、等速)時(shí)的肌電信號(hào)，定量和定性分析神經(jīng)肌肉功能， 并可推測(cè)神經(jīng)肌肉的病變特性。目前表面肌電圖主要適用于康復(fù)醫(yī)學(xué)中功能及療效的評(píng)價(jià)與治療和體育運(yùn)動(dòng)中疲勞相關(guān)的肌肉力學(xué)分析。表面肌電圖作為一種無(wú)創(chuàng)的檢測(cè)方法，在運(yùn)動(dòng)性肌肉疲勞研究中發(fā)揮重要作用，對(duì)運(yùn)動(dòng)疲勞的判定也有著重要的實(shí)用價(jià)值。

　　1 運(yùn)動(dòng)疲勞

　　運(yùn)動(dòng)疲勞是生理疲勞(physical fatigue)和精神疲勞(mental fatigue)的綜合表現(xiàn)。目前運(yùn)動(dòng)性疲勞的發(fā)生機(jī)制具有多種學(xué)說(shuō)解釋，這些學(xué)說(shuō)都多與神經(jīng)系統(tǒng)有關(guān)。人體的任何行為都是受神經(jīng)系統(tǒng)所支配，疲勞的外在表現(xiàn)同神經(jīng)內(nèi)在電變化是密切相關(guān)的。

　　中醫(yī)并沒(méi)有明確運(yùn)動(dòng)疲勞的定義，但是從古代就早有對(duì)疲勞的認(rèn)識(shí)，并且認(rèn)識(shí)到運(yùn)動(dòng)是引起疲勞的一個(gè)主要原因。中醫(yī)認(rèn)為，過(guò)度運(yùn)動(dòng)所導(dǎo)致的疲勞，極易于損傷人的氣血�！端貑�(wèn)·舉痛論》曰：“勞則氣耗……勞則喘息汗出，外內(nèi)皆越，故氣耗矣。”孫思邈《千金要方》中五勞即有一為疲勞：“五勞者，一曰志勞，二曰思勞，三曰憂勞，四曰心勞，五曰疲勞。”自20世紀(jì)七、八十年代起，對(duì)運(yùn)動(dòng)疲勞開(kāi)始進(jìn)行系統(tǒng)研究，在1982年美國(guó)波士頓第5屆國(guó)際運(yùn)動(dòng)生物化學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議上，提出了新的疲勞定義：機(jī)體生理過(guò)程不能持續(xù)其機(jī)能在特定水平上進(jìn)行，或不能維持預(yù)定的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度。

　　2 表面肌電技術(shù)

　　2.1 表面肌電發(fā)展：

　　表面肌電信號(hào)是通過(guò)電極引導(dǎo)、放大、顯示和記錄下來(lái)的從人體骨骼肌表面獲得的神經(jīng)肌肉系統(tǒng)活動(dòng)時(shí)的生物電信號(hào)。在17世紀(jì)60年代，法朗西斯科·瑞迪發(fā)現(xiàn)了肌肉能產(chǎn)生電活動(dòng)，這是早期的肌電研究。一直到20世紀(jì)前，由于設(shè)備與技術(shù)的限制，對(duì)于肌電研究并不多。20世紀(jì)以后，隨著科技的進(jìn)步，表面肌電技術(shù)得到進(jìn)一步的研究進(jìn)展。

　　2.2 表面肌電信號(hào)的分析指標(biāo)

　　2.2.1 時(shí)間域分析：

　　時(shí)間域分析是指可以在時(shí)間維度上反映肌電曲線變化特征的評(píng)價(jià)指標(biāo)。 時(shí)間域包括積分肌電(iEMG)、均方根(RMS)、平均振幅(MA)等，其中iEMG是肌肉電信號(hào)在整流濾波求單位時(shí)間內(nèi)曲線下面積的總和�？梢苑从臣‰娦盘�(hào)隨時(shí)間進(jìn)行的強(qiáng)弱變化，是疲勞評(píng)價(jià)的重要手段。

　　2.2.2 頻率域分析：

　　頻率域包括平均功率頻率(MPF)、中心頻率(CF)及中位頻率(MF)等，主要的分析方法是對(duì)sEMG信號(hào)進(jìn)行快速傅立葉因地轉(zhuǎn)換(FFT)，從而獲得sEMG信號(hào)的頻譜。一般情況下，無(wú)論是動(dòng)態(tài)還是靜態(tài)運(yùn)動(dòng)，隨著運(yùn)動(dòng)疲勞的產(chǎn)生，sEMG的FFT曲線可以發(fā)生不同程度的左移現(xiàn)象，并且導(dǎo)致反映頻譜曲線特征的MPF和MF產(chǎn)生相應(yīng)的下降。

　　2.2.3 小波分析：

　　小波分析法是將時(shí)間域和頻率域結(jié)合起來(lái)分析的一種非線性分析方法，具有可變的時(shí)間域和頻率域的分析窗口，為信號(hào)的實(shí)時(shí)處理提供了一條可靠的途徑。小波分析可以實(shí)現(xiàn)信號(hào)的時(shí)變譜分析，是表面肌電信號(hào)分析的有力工具。

　　2.3 表面肌電應(yīng)用：

　　sEMG在分析肌肉的功能狀態(tài)中廣泛應(yīng)用，分析研究肌肉損傷病變、肌肉收縮速度、肌肉間協(xié)調(diào)性以及肌纖維成分等。疲勞程度的判斷一般可以通過(guò)自身的感覺(jué)以及外部表現(xiàn)來(lái)確定。sEMG評(píng)價(jià)肌肉疲勞則可以成為科學(xué)而有效的依據(jù)。sEMG對(duì)肌肉疲勞的測(cè)定，在體育科研與康復(fù)醫(yī)學(xué)中有著重要的意義。sEMG信號(hào)會(huì)隨著運(yùn)動(dòng)性肌肉疲勞的產(chǎn)生而產(chǎn)生相應(yīng)的變化。楊春紅運(yùn)用線性和非線性分析方法對(duì)肱二頭肌運(yùn)動(dòng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，分析不同強(qiáng)度等長(zhǎng)收縮誘發(fā)局部肌肉疲勞及恢復(fù)過(guò)程中表面肌電信號(hào)特征的變化規(guī)律。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，sEMG信號(hào)在線性和非線性特征指標(biāo)在不同強(qiáng)度等長(zhǎng)負(fù)荷誘發(fā)局部肌肉疲勞的過(guò)程中均表現(xiàn)出良好的規(guī)律性。即隨著局部肌肉疲勞的發(fā)展，sEMG信號(hào)的隨機(jī)性程度下降，周期性逐漸增強(qiáng)。疲勞過(guò)程中肌電信號(hào)AEMG、MPF、C(n)和%DET的變化具有良好的規(guī)律性，而在恢復(fù)期第2秒肌電信號(hào)AEMG、MPF、C(n)和%DET與肌肉收縮至力竭時(shí)相比顯著得到恢復(fù)。除了AEMG，其余指標(biāo)在前10秒恢復(fù)很快，隨后恢復(fù)速度變慢。恢復(fù)初期sEMG信號(hào)特征的快速變化提示中樞控制因素可能發(fā)揮更大的作用。

　　3 中醫(yī)相關(guān)調(diào)節(jié)方法

　　3.1 中醫(yī)針灸：

　　針灸對(duì)于運(yùn)動(dòng)性疲勞有顯著的效果。針刺以經(jīng)絡(luò)學(xué)說(shuō)為理論論據(jù)。經(jīng)絡(luò)是人體運(yùn)行氣血、聯(lián)絡(luò)臟腑的通路。而穴位是這些通路上特殊的“點(diǎn)”。針灸通過(guò)刺激穴位，疏通經(jīng)氣，調(diào)節(jié)臟腑氣血，增強(qiáng)機(jī)體的免疫力，促進(jìn)機(jī)體功能恢復(fù)正常。針灸治療的特點(diǎn)是效果明顯，并且沒(méi)有副作用。邢方印利用小波分析將表面肌電進(jìn)行時(shí)間和頻率的局域變換，同時(shí)結(jié)合心率的改變，在研究中發(fā)現(xiàn)，針刺具有緩解下肢運(yùn)動(dòng)肌肉疲勞的作用，針刺局部穴位可以改善腓腸肌收縮功能，促進(jìn)腓腸肌疲勞的緩解。另有學(xué)者通過(guò)觀察針刺俠白穴對(duì)雙側(cè)肱二頭肌上的表面肌電指標(biāo)與肌肉疲勞的變化，實(shí)驗(yàn)顯示針刺組的MF和MPF值比對(duì)照組明顯提高，得出針灸對(duì)緩解肌肉疲勞有效的結(jié)論。

　　3.2 中醫(yī)推拿：

　　中醫(yī)推拿是解除肌肉緊張與痙攣的有效方法，推拿是一種良好的物理刺激，可以引起局部生理、生化變化，并通過(guò)神經(jīng)反射和神經(jīng)體液調(diào)節(jié)來(lái)影響各個(gè)器官系統(tǒng)的功能，從而糾正運(yùn)動(dòng)功能失調(diào)，消除疲勞，提高運(yùn)動(dòng)能力。推拿可以針對(duì)運(yùn)動(dòng)性疲勞所發(fā)生部位的不同，采取不同的手法對(duì)身體進(jìn)行放松。推拿不但可以直接放松肌肉，同時(shí)可以解除引起肌肉緊張的原因，它能夠有效消除精神緊張、肌肉僵硬以及局部疲勞，促使靜脈血液回流，減輕心臟負(fù)擔(dān)，清除血乳酸，加速機(jī)體恢復(fù)。合理的按摩能夠有效地減輕運(yùn)動(dòng)后肌肉酸痛的感覺(jué)，按摩部位也應(yīng)根據(jù)運(yùn)動(dòng)的專項(xiàng)特點(diǎn)和疲勞程度而定。一般是按摩運(yùn)動(dòng)負(fù)荷量大的部位。推拿按摩可使肌肉纖維被動(dòng)活動(dòng)，使被牽拉的肌肉放松，消除疲勞，由于肌肉毛細(xì)血管擴(kuò)張與后備毛細(xì)血管開(kāi)放致血液循環(huán)加快，使肌肉需要的氧氣和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)得到及時(shí)的補(bǔ)充，提高神經(jīng)、肌肉及器官的活性，并可以促進(jìn)乳酸等代謝產(chǎn)物的吸收和排泄，因而可以起到提高工作效率和消除疲勞的作用。劉強(qiáng)利用表面肌電技術(shù)來(lái)評(píng)價(jià)中醫(yī)推拿對(duì)拳擊運(yùn)動(dòng)員專項(xiàng)訓(xùn)練后上肢肌肉疲勞后的恢復(fù)效果，經(jīng)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，平均功率頻率(MPF)降低，所以MPF可以作為中醫(yī)手法推拿對(duì)肌肉疲勞后恢復(fù)效果的評(píng)價(jià)指標(biāo)。王念宏在臨床上通過(guò)對(duì)患者進(jìn)行推拿治療發(fā)現(xiàn)，患者股四頭肌的激活水平較對(duì)照組明顯升高，中位頻率和積分肌電水平較對(duì)照組升高，推拿組肌力及抗疲勞水平較對(duì)照組明顯增加，也初步驗(yàn)證了推拿可以有效緩解骨骼肌的疲勞，促進(jìn)肌力恢復(fù)。

　　4 結(jié)論

　　表面肌電圖監(jiān)測(cè)是安全、易掌握、非侵入性記錄肌電的一種量化方法。在控制良好的條件下，表面肌電信號(hào)活動(dòng)的變化能夠在較大程度上反映肌肉活動(dòng)的局部疲勞程度。無(wú)論是動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)還是靜態(tài)運(yùn)動(dòng)，一般來(lái)說(shuō)，伴隨運(yùn)動(dòng)性疲勞的發(fā)生與發(fā)展，sEMG的時(shí)域值在運(yùn)動(dòng)至疲勞過(guò)程中，總體趨勢(shì)是上升的，并且sEMG的頻域頻譜曲線可以發(fā)生不同程度的左移，其中相關(guān)肌電指標(biāo)MF與MPF會(huì)隨之降低。針灸推拿療法對(duì)運(yùn)動(dòng)疲勞具有緩解作用。通過(guò)監(jiān)測(cè)運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)時(shí)的表面肌電信號(hào)，能夠反映出肌肉的疲勞與興奮程度，利用針灸推拿療法對(duì)運(yùn)動(dòng)疲勞具有的緩解作用，有助于建立科學(xué)的訓(xùn)練方法。

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