肌電圖測試和分析

1、關(guān)于肌電圖的測試與分析第一張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 肌電-骨骼肌興奮時(shí)，由于肌纖維動(dòng)作電位的產(chǎn)生、傳導(dǎo)和擴(kuò)布，而發(fā)生電位變化稱為肌電。 肌電圖-用適當(dāng)?shù)姆椒▽⒐趋兰∨d奮時(shí)發(fā)生的電位變化引導(dǎo)、記錄所得到的圖形，稱為肌電圖(electromyogram, EMG)。 肌電與肌電圖的概念第二張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月1 表面肌電的原理第三張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月1.1 骨骼肌的靜息電位與動(dòng)作電位1.1.1 靜息電位正常骨骼肌纖維在靜息狀態(tài)下肌纖維膜內(nèi)外存在電位差，膜內(nèi)為負(fù)，膜外為正，這一電位差稱為靜息電位。 貓的骨骼肌肌纖維的靜息電位 為-79.5

2、毫伏； 鼠的骨骼肌肌纖維的靜息電位 為-99.8毫伏； 豚鼠的骨骼肌肌纖維 為-85.5毫伏； 小白鼠的骨骼肌肌纖維為-61.0-88.9毫伏； 人類骨骼肌肌纖維為 -65-87.4毫伏。第四張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月1.1.2 動(dòng)作電位肌纖維興奮時(shí)，產(chǎn)生的可傳導(dǎo)的電位變化稱為動(dòng)作電位。 動(dòng)作電位的幅度為100120毫伏,持續(xù)時(shí)間為24毫秒。 細(xì)胞內(nèi)記錄的動(dòng)作電位為單相負(fù)波，波幅為100-120mv持續(xù)時(shí)間較長；細(xì)胞外記錄的動(dòng)作電位為雙相波，波幅為1.8mv，明顯低于細(xì)胞內(nèi)記錄。 第五張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月.表面電極測試方法一般的表面電極是由兩片Ag-AgC

3、L金屬片組成的。測試時(shí)一般將電極置于肌腹處或肌肉運(yùn)動(dòng)點(diǎn)處,。將電極沿肌纖維的走行方向平行放置，兩電極間隔2-3厘米，進(jìn)行雙極引導(dǎo)。 第六張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月表面肌電分析在體育科研中的應(yīng)用第七張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月. 肌電變化與肌肉疲勞的關(guān)系第八張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月. 肌電變化與肌肉疲勞的關(guān)系.肌肉工作過程中肌電幅值的變化反應(yīng)肌電幅值的指標(biāo)有積分肌電(IEMG)和均方根振幅(RMS)。在肌肉等長收縮至疲勞的研究過程中發(fā)現(xiàn)，在一定的范圍內(nèi)，肌電幅值隨著肌肉疲勞程度的加深而增加。 第九張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月.肌電變化

4、與肌肉疲勞的關(guān)系.1 肌肉工作過程中肌電幅值的變化 Biglandh和Lippold(1954)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)肌肉持續(xù)等長收縮至疲勞時(shí)，積分肌電(IEMG)增大。 De Vries(1968)發(fā)現(xiàn)，在伸膝和屈肘進(jìn)行靜力工作時(shí)，隨著持續(xù)時(shí)間的延長，均方根振幅(RMS)增加。 Petrofsky等(1975)發(fā)現(xiàn)，肌電的振幅既取決于肌力的大小，又取決于肌肉疲勞的程度，所以，肌電作為評定肌力的指標(biāo)只能用于肌肉疲勞之前。此后，Viitasalo和Komi(1967，1978)，郭慶芳(1980)等學(xué)者都報(bào)導(dǎo)過肌肉疲勞時(shí)IEMG和RMS增大。 第十張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月. 肌電變化與肌肉疲

5、勞的關(guān)系.1 肌肉工作過程中肌電幅值的變化 Petrofsky(1980)讓受試者的抓握肌以20%-70%MVC的五種不同張力做等長收縮至疲勞的過程中，發(fā)現(xiàn)RMS呈線性增加。70%MVC以上的等長收縮至疲勞時(shí)，雖然RMS在整個(gè)收縮過程中也隨疲勞的加深而增大，但增大的幅度逐漸減小。 第十一張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月3.1 肌電變化與肌肉疲勞的關(guān)系3.1.1 肌肉工作過程中肌電幅值的變化第十二張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月3.1 肌電變化與肌肉疲勞的關(guān)系3.1.1 肌肉工作過程中肌電幅值的變化 Petrofsky(1979)也觀察了等張收縮至疲勞過程中的RMS的變化。讓

6、受試者在功率自行車上以20-100%最大攝氧量(VO2 max)的負(fù)荷蹬踏功率自行車，同時(shí)測試并分析了股四頭肌肌電。發(fā)現(xiàn)在20-40%VO2 max的負(fù)荷下，RMS隨著疲勞程度的加深，其增大程度不明顯；而負(fù)荷為60-100%VO2 max時(shí)，RMS卻隨著疲勞的增加而明顯增加。并且，負(fù)荷越大其增加越明顯。 第十三張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月3.1 肌電變化與肌肉疲勞的關(guān)系3.1.1 肌肉工作過程中肌電幅值的變化第十四張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月3.1 肌電變化與肌肉疲勞的關(guān)系3.1.1 肌肉工作過程中肌電幅值的變化 淺井英典(1982)對不同的研究結(jié)果做了概括和總結(jié)。

7、指出： 以最大強(qiáng)度以下的肌力進(jìn)行等長收縮時(shí)，肌電的幅值隨著時(shí)間的延長而增加；而用最大肌力進(jìn)行等長收縮時(shí)，隨著肌力的下降肌電的幅值也逐漸下降。并指出伴隨疲勞而出現(xiàn)的肌電幅值變化，是由于運(yùn)動(dòng)時(shí)運(yùn)動(dòng)單位的募集數(shù)量和運(yùn)動(dòng)單位興奮的頻率發(fā)生變化而引起的。 第十五張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月. 肌電變化與肌肉疲勞的關(guān)系.1 肌肉工作過程中肌電幅值的變化肌肉疲勞時(shí)肌電幅值下降的可能原因是：中樞傳出的神經(jīng)沖動(dòng)減少；神經(jīng)肌肉接點(diǎn)處的傳遞速度減慢；肌纖維的傳導(dǎo)速度減慢；運(yùn)動(dòng)單位的非同步活動(dòng)。 第十六張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月. 肌電變化與肌肉疲勞的關(guān)系. 2 肌肉工作過程中肌電的頻譜

8、變化反應(yīng)肌電信號頻率特性的指標(biāo)有平均功率頻率(MPF)和中心頻率(FC)。在研究肌肉持續(xù)工作至疲勞過程中發(fā)現(xiàn)，隨著疲勞程度的加深，肌電信號的頻譜左移，即平均功率頻率(MPF)和中心頻率(FC)降低。肌肉工作的負(fù)荷強(qiáng)度越大，疲勞的程度越大，MPF和FC降低越明顯。 第十七張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月4. 肌電變化與肌肉疲勞的關(guān)系4.2. 2 肌肉工作過程中肌電的頻譜變化第十八張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月4. 肌電變化與肌肉疲勞的關(guān)系4.2. 2 肌肉工作過程中肌電的頻譜變化第十九張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月4. 肌電變化與肌肉疲勞的關(guān)系4.2. 2 肌肉

9、工作過程中肌電的頻譜變化第二十張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月. 肌電變化與肌肉疲勞的關(guān)系. 2 肌肉工作過程中肌電的頻譜變化Viitasalo(1978)發(fā)現(xiàn)，用30%MVC、50%MVC和70%MVC強(qiáng)度令股四頭肌進(jìn)行疲勞性等長收縮時(shí)，平均功率頻率(MPF)隨著工作時(shí)間的延長而降低，并且負(fù)荷越大降低越明顯。 第二十一張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月4. 肌電變化與肌肉疲勞的關(guān)系4.2. 2 肌肉工作過程中肌電的頻譜變化第二十二張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月. 肌電變化與肌肉疲勞的關(guān)系3.1. 2 肌肉工作過程中肌電的頻譜變化Petrofsky讓受試者以20%

10、、40%、60%、80%和100%最大攝氧量強(qiáng)度蹬踏功率自行車。20%、40%、60%最大攝氧量強(qiáng)度工作80分鐘未見明顯疲勞。在20%、40%最大攝氧量強(qiáng)度時(shí)，中心頻率(FC)有所增加；60%最大攝氧量強(qiáng)度時(shí)，F(xiàn)C稍有下降；80%和100%最大攝氧量強(qiáng)度時(shí)，F(xiàn)C明顯下降。 第二十三張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月4. 肌電變化與肌肉疲勞的關(guān)系4.2. 2 肌肉工作過程中肌電的頻譜變化第二十四張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月3.1 肌電變化與肌肉疲勞的關(guān)系3.1. 2 肌肉工作過程中肌電的頻譜變化C.J.De Luca 等人的研究了手指肌以20%、40%、60%、80%和10

11、0%MVC收縮時(shí)的肌電變化，第二十五張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月3.1 肌電變化與肌肉疲勞的關(guān)系3.1. 2 肌肉工作過程中肌電的頻譜變化Petrofsky(1980)研究了橈側(cè)屈腕肌靜力工作至疲勞時(shí)的肌電變化，發(fā)現(xiàn)疲勞時(shí)功率譜左移，中心頻率降低。而且在相同時(shí)間%內(nèi)，各種負(fù)荷的中心頻率無明顯差異。而將同一持續(xù)時(shí)間%的各種張力工作時(shí)的中心頻率加以平均，發(fā)現(xiàn)中心頻率%隨著時(shí)間的延長呈線性下降之勢。第二十六張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月4. 肌電變化與肌肉疲勞的關(guān)系4.2. 2 肌肉工作過程中肌電的頻譜變化第二十七張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月3.1 肌電變化與

12、肌肉疲勞的關(guān)系3.1. 2 肌肉工作過程中肌電的頻譜變化Petrofsky(1980，1982)研究了抓握肌、肱二頭肌、拇內(nèi)收肌疲勞前后的肌電變化。發(fā)現(xiàn)，不管是新參加工作的肌肉，還是已從事過長時(shí)間的工作并已經(jīng)疲勞的肌肉，無論工作時(shí)間間隔多長，也無論以那種力量負(fù)荷工作，一旦疲勞使工作停止時(shí)，中心頻率都達(dá)到一個(gè)相同的數(shù)值。第二十八張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月3.1 肌電變化與肌肉疲勞的關(guān)系3.1. 2 肌肉工作過程中肌電的頻譜變化肌肉疲勞時(shí)肌電信號的平均功率頻率和中心頻率降低的機(jī)制歸納起來有以下幾個(gè)假說：、運(yùn)動(dòng)單位的募集假說 此假說認(rèn)為快肌運(yùn)動(dòng)單位容易疲勞，而慢肌運(yùn)動(dòng)單位不容易發(fā)生疲

13、勞?？旒∵\(yùn)動(dòng)單位疲勞后肌肉的工作能力下降，此時(shí)要繼續(xù)進(jìn)行工作，就要募集更多的沒有疲勞的慢肌運(yùn)動(dòng)單位參加工作。由于慢肌運(yùn)動(dòng)單位的頻率特性較快肌低，因此造成疲勞后肌電信號平均功率頻率中心頻率降低。 第二十九張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月3.1 肌電變化與肌肉疲勞的關(guān)系3.1. 2 肌肉工作過程中肌電的頻譜變化 、運(yùn)動(dòng)單位同步活動(dòng)假說 此假說認(rèn)為當(dāng)肌肉工作至疲勞時(shí)運(yùn)動(dòng)單位的同步活動(dòng)加強(qiáng)，由于運(yùn)動(dòng)單位的同步放電，造成平均功率頻率中心頻率降低。 第三十張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月3.1 肌電變化與肌肉疲勞的關(guān)系3.1. 2 肌肉工作過程中肌電的頻譜變化 運(yùn)動(dòng)單位動(dòng)作電位的傳導(dǎo)速

14、度減慢假說 此假說認(rèn)為肌肉收縮時(shí)血流受阻，所產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物如乳酸等，會(huì)堆積在肌肉內(nèi)，導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)單位動(dòng)作電位的傳導(dǎo)速度減慢，動(dòng)作電位的傳導(dǎo)速度的減慢就會(huì)使肌電信號的頻率特性減低。 第三十一張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月3.1 肌電變化與肌肉疲勞的關(guān)系3.1. 2 肌肉工作過程中肌電的頻譜變化 肌內(nèi)壓增大假說 此假說認(rèn)為肌肉疲勞時(shí)肌電信號的平均功率頻率是由于等長收縮時(shí)肌肉內(nèi)壓增高所致。肌肉內(nèi)壓增高，使血流受阻，導(dǎo)致動(dòng)作電位的傳導(dǎo)速度減慢。 第三十二張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月3.2肌力與肌電的關(guān)系 當(dāng)肌肉以不同的負(fù)荷進(jìn)行收縮時(shí)，其肌電信號的積分值(IEMG)同肌力成正比關(guān)系

15、，即肌肉產(chǎn)生的張力越大IEMG越大。第三十三張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月3. 2肌力與肌電的關(guān)系 Komi讓受試者以4.5cm/秒的速度作勻速的屈肘運(yùn)動(dòng)。肌肉的收縮形式分別為向心收縮和離心收縮。不論是疲勞前還是疲勞后，肱橈肌在工作中的IEMG都隨著肌張力的加大而增高。并存在線性關(guān)系。第三十四張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月3. 2肌力與肌電的關(guān)系De Vries(1968)研究了3名屈肘力量不同受試者等長收縮時(shí)肌肉張力和均方根振幅(RMS)之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)肌肉張力同RMS之間存在函數(shù)關(guān)系。見圖37。 第三十五張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月3.2肌力與肌電的關(guān)

16、系柯菲因(Chaffin)等人發(fā)現(xiàn)當(dāng)肌肉用40%MVC以下強(qiáng)度收縮時(shí)，肌力與肌電呈線性關(guān)系。60%MVC以上強(qiáng)度時(shí)，肌力與肌電也呈線性關(guān)系。但此時(shí)的直線斜率較大。而肌力在40-60%MVC時(shí)，肌力與肌電之間的線性關(guān)系往往就不存在了(見圖38)。這可能因?yàn)?，?0% MVC以下強(qiáng)度時(shí)，肌電的變化反應(yīng)慢肌運(yùn)動(dòng)單位的電活動(dòng)。60%MVC以上的強(qiáng)度時(shí)，肌電的變化反應(yīng)快肌運(yùn)動(dòng)單位的電活動(dòng)。40-60%MVC之間的強(qiáng)度，可能兩種運(yùn)動(dòng)單位都參與活動(dòng)，固肌力與肌電之間的線性關(guān)系就不存在了。 第三十六張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月3. 2肌力與肌電的關(guān)系第三十七張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年

17、6月3.2肌力與肌電的關(guān)系Toshio Moritani and Masuo Muro(1987)的研究發(fā)現(xiàn)，肌肉以20%、40%、60%和80%MVC的遞增力量收縮時(shí)，肌電的峰電位幅值隨力量的增加而增高。第三十八張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月3.3 肌纖維類型與肌電的關(guān)系3.3.1 肌纖維類型與肌力、肌電的關(guān)系 柯菲因(Chaffin)等人發(fā)現(xiàn)當(dāng)肌肉用40%最大肌力(MVC)以下強(qiáng)度收縮時(shí)，肌力與肌電呈線性關(guān)系。60%MVC以上強(qiáng)度時(shí)，肌力與肌電也呈線性關(guān)系。但此時(shí)的直線斜率較大。而肌力在4060%MVC時(shí)，肌力與肌電之間的線性關(guān)系往往就不存在了。這可能因?yàn)?，?0%MVC以下強(qiáng)

18、度時(shí)，肌電的變化反應(yīng)慢肌運(yùn)動(dòng)單位的電活動(dòng)。60%MVC以上的強(qiáng)度時(shí)，肌電的變化反應(yīng)快肌運(yùn)動(dòng)單位的電活動(dòng)。4060%MVC之間的強(qiáng)度，可能兩種運(yùn)動(dòng)單位都參與活動(dòng)，固肌力與肌電之間的線性關(guān)系就不存在了。 第三十九張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月3.3肌纖維類型與肌電的關(guān)系3.3.2 肌纖維類型與肌肉疲勞和肌電的關(guān)系 Tesch (1980)的研究表明，F(xiàn)T%高的受試者疲勞快。支持這種觀點(diǎn)的人還有Nilsson (1977)，Viitasalo (1978)和Komi (1979)。 肌纖維類型與肌力、肌電的關(guān)系第四十張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月3.3肌纖維類型與肌電的關(guān)系3

19、.3.2 肌纖維類型與肌肉疲勞和肌電的關(guān)系 Ochs (1977) 發(fā)現(xiàn)讓受試者用最大力量收縮至疲勞，ST%高的比目魚肌(70%ST)的IEMG與疲勞前比沒有明顯變化，而腓腸肌(50%FT)的IEMG則明顯減小。 第四十一張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月3. 3 肌纖維類型與肌電的關(guān)系3.3.2 肌纖維類型與肌肉疲勞和肌電的關(guān)系 Nilsson (1977)讓股四頭肌進(jìn)行直到疲勞的重復(fù)快速動(dòng)力性工作， 觀察到肌電/肌力(E/T)的比值與FT%呈直線相關(guān)(r=0.84， P59)與ST%低的受試者(ST%49)相比，在疲勞性最大等長收縮中MPF的下降的斜率較小，當(dāng)負(fù)荷加大時(shí)這種差別就越

20、明顯。 第四十四張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 3.4肌肉不同形式收縮時(shí)的肌電變化 Komi讓受試者以4.5cm/秒的速度作勻速的屈肘運(yùn)動(dòng)。肌肉的收縮形式分別為向心收縮和離心收縮，肱橈肌在工作中的IEMG都隨著肌張力的加大而增高，并存在線性關(guān)系。但是從圖中可以看出，向心收縮的曲線斜率大于離心收縮。也就是說在輸出功率相同的情況下，離心收縮的肌電幅值小于向心收縮。很有可能離心收縮所動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)單位少于向心收縮。 第四十五張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月3.5.表面肌電圖在技術(shù)動(dòng)作分析中應(yīng)用 從表面肌電圖上可以看出運(yùn)動(dòng)過程中各用力肌肉的用力大小,用力的順序,用力持續(xù)時(shí)間,并結(jié)合同

21、步視頻錄象觀察動(dòng)作不同階段肌肉的用力情況第四十六張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月左豎脊肌右豎脊肌左臀大肌左股二肌左股薄肌左股直肌左縫匠肌左半腱肌舞蹈技術(shù)動(dòng)作分析第四十七張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 蛙泳三個(gè)不同劃頻間下肢各主要用力肌肉肌電比較最快劃60次/分劃50次/分劃左闊筋膜張肌左股直肌左股二頭肌左臀大肌右闊筋膜張肌右股直肌右股二頭肌右臀大肌第四十八張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月弓箭步?jīng)_刺腰腹部肌群放電情況左臀大肌上部右臀大肌上部左豎脊肌下部右豎脊肌下部左 腹 外 斜 肌右 腹 外 斜 肌左 腹 直 肌右 腹 直 肌1.形成弓箭步姿勢圖1：右臀大肌、和左豎脊肌、左腹直肌、左腹外斜肌。其中右臀大肌放電早、 持續(xù)時(shí)間最長。2.弓箭步稍收回到?jīng)_刺圖2、3、4:弓箭步不完全還原圖1，左右豎脊肌、右腹外斜肌、左臀大肌先放 電，在此過程中右豎脊肌放電時(shí)間較長幅值最大；沖刺過程中圖2、3，左腹外斜肌、左腹直肌先 放電但幅值不大，右臀大肌、右腹外斜肌、左豎脊肌、右豎脊肌左臀大肌依次放電，在此過程中右、 左豎脊肌、右腹外斜肌、左臀大肌放電幅值比較大持續(xù)時(shí)間也比較長。第四十九張，PPT共五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月檢測力量訓(xùn)練效果 實(shí)際動(dòng)作和力量訓(xùn)