肌电图的测试与分析.pptx

肌电原理与应用,肌电图的测试与分析,第1页,肌电,-,骨骼肌兴奋时，因为肌纤维动作电位产生、传导和扩布，而发生电位改变称为肌电。,肌电图,-,用适当方法将骨骼肌兴奋时发生电位改变引导、统计所得到图形，称为肌电图,(electromyogram,EMG),。,肌电与肌电图概念,肌电图的测试与分析,第2页,1,表面肌电原理,肌电图的测试与分析,第3页,1.1,骨骼肌静息电位与动作电位,1.1.1,静息电位,正常骨骼肌纤维在静息状态下肌纤维膜内外存在电位差，膜内为负，膜外为正，这一电位差称为静息电位。,猫骨骼肌肌纤维静息电位 为,-79.5,毫伏；,鼠骨骼肌肌纤维静息电位 为,-99.8,毫伏；,豚鼠骨骼肌肌纤维 为,-85.5,毫伏；,小白鼠骨骼肌肌纤维为,-61.0,-88.9,毫伏；,人类骨骼肌肌纤维为,-65,-87.4,毫伏。,肌电图的测试与分析,第4页,1.1.2,动作电位,肌纤维兴奋时，产生可传导电位改变称为动作电位。动作电位幅度为,100,120,毫伏,连续时间为,2,4,毫秒。,细胞内统计动作电位为单相负波，波幅为,100-120mv,连续时间较长；细胞外统计动作电位为双相波，波幅为,1.8mv,，显著低于细胞内统计。,肌电图的测试与分析,第5页,.,表面电极测试方法普通表面电极是由两片,Ag-AgCL,金属片组成。测试时普通将电极置于肌腹处或肌肉运动点处,。将电极沿肌纤维走行方向平行放置，两电极间隔,2-3,厘米，进行双极引导。,肌电图的测试与分析,第6页,表面肌电分析在体育科研中应用,肌电图的测试与分析,第7页,.,肌电改变与肌肉疲劳关系,肌电图的测试与分析,第8页,.,肌电改变与肌肉疲劳关系,.,.,肌肉工作过程中肌电幅值改变,反应肌电幅值指标有积分肌电,(IEMG),和均方根振幅,(RMS),。,在肌肉等长收缩至疲劳研究过程中发觉，在一定范围内，肌电幅值伴随肌肉疲劳程度加深而增加。,肌电图的测试与分析,第9页,.,肌电改变与肌肉疲劳关系,.,.1,肌肉工作过程中肌电幅值改变,Biglandh,和,Lippold(1954),发觉，当肌肉连续等长收缩至疲劳时，积分肌电,(IEMG),增大。,De Vries(1968),发觉，在伸膝和屈肘进行静力工作时，伴随连续时间延长，均方根振幅,(RMS),增加。,Petrofsky,等,(1975),发觉，肌电振幅既取决于肌力大小，又取决于肌肉疲劳程度，所以，肌电作为评定肌力指标只能用于肌肉疲劳之前。今后，,Viitasalo,和,Komi(1967,，,1978),，郭庆芳,(1980),等学者都报导过肌肉疲劳时,IEMG,和,RMS,增大。,肌电图的测试与分析,第10页,.,肌电改变与肌肉疲劳关系,.,.1,肌肉工作过程中肌电幅值改变,Petrofsky(1980),让受试者抓握肌以,20%-70%MVC,五种不一样张力做等长收缩至疲劳过程中，发觉,RMS,呈线性增加。,70%MVC,以上等长收缩至疲劳时，即使,RMS,在整个收缩过程中也随疲劳加深而增大，但增大幅度逐步减小。,肌电图的测试与分析,第11页,3.1,肌电改变与肌肉疲劳关系,3.1.1,肌肉工作过程中肌电幅值改变,肌电图的测试与分析,第12页,3.1,肌电改变与肌肉疲劳关系,3.1.1,肌肉工作过程中肌电幅值改变,Petrofsky(1979),也观察了等张收缩至疲劳过程中,RMS,改变。让受试者在功率自行车上以,20-100%,最大摄氧量,(VO2 max),负荷蹬踏功率自行车，同时测试并分析了股四头肌肌电。发觉在,20-40%VO2 max,负荷下，,RMS,伴随疲劳程度加深，其增大程度不显著；而负荷为,60-100%VO2 max,时，,RMS,却伴随疲劳增加而显著增加。而且，负荷越大其增加越显著。,肌电图的测试与分析,第13页,3.1,肌电改变与肌肉疲劳关系,3.1.1,肌肉工作过程中肌电幅值改变,肌电图的测试与分析,第14页,3.1,肌电改变与肌肉疲劳关系,3.1.1,肌肉工作过程中肌电幅值改变,浅井英典,(1982),对不一样研究结果做了概括和总结。指出：,以最大强度以下肌力进行等长收缩时，肌电幅值伴随时间延长而增加；而用最大肌力进行等长收缩时，伴随肌力下降肌电幅值也逐步下降。并指出伴随疲劳而出现肌电幅值改变，是因为运动时运动单位募集数量和运动单位兴奋频率发生改变而引发。,肌电图的测试与分析,第15页,.,肌电改变与肌肉疲劳关系,.,.1,肌肉工作过程中肌电幅值改变,肌肉疲劳时肌电幅值下降可能原因是：,中枢传出神经冲动降低；,神经肌肉接点处传递速度减慢；,肌纤维传导速度减慢；,运动单位非同时活动。,肌电图的测试与分析,第16页,.,肌电改变与肌肉疲劳关系,.,.2,肌肉工作过程中肌电频谱改变,反应肌电信号频率特征指标有平均功率频率,(MPF),和中心频率,(FC),。,在研究肌肉连续工作至疲劳过程中发觉，伴随疲劳程度加深，肌电信号频谱左移，即平均功率频率,(MPF),和中心频率FC),降低。肌肉工作负荷强度越大，疲劳程度越大，,MPF,和,FC,降低越显著。,肌电图的测试与分析,第17页,4.,肌电改变与肌肉疲劳关系,4.2.2,肌肉工作过程中肌电频谱改变,肌电图的测试与分析,第18页,4.,肌电改变与肌肉疲劳关系,4.2.2,肌肉工作过程中肌电频谱改变,肌电图的测试与分析,第19页,4.,肌电改变与肌肉疲劳关系,4.2.2,肌肉工作过程中肌电频谱改变,肌电图的测试与分析,第20页,.,肌电改变与肌肉疲劳关系,.,.2,肌肉工作过程中肌电频谱改变,Viitasalo(1978),发觉，用,30%MVC,、,50%MVC,和,70%MVC,强度令股四头肌进行疲劳性等长收缩时，平均功率频率,(MPF),伴随工作时间延长而降低，而且负荷越大降低越显著。,肌电图的测试与分析,第21页,4.,肌电改变与肌肉疲劳关系,4.2.2,肌肉工作过程中肌电频谱改变,肌电图的测试与分析,第22页,.,肌电改变与肌肉疲劳关系,3.1.2,肌肉工作过程中肌电频谱改变,Petrofsky,让受试者以,20%,、,40%,、,60%,、,80%,和,100%,最大摄氧量强度蹬踏功率自行车。,20%,、,40%,、,60%,最大摄氧量强度工作,80,分钟未见显著疲劳。在,20%,、,40%,最大摄氧量强度时，中心频率,(FC),有所增加；,60%,最大摄氧量强度时，,FC,稍有下降80%,和,100%,最大摄氧量强度时，,FC,显著下降。,肌电图的测试与分析,第23页,4.,肌电改变与肌肉疲劳关系,4.2.2,肌肉工作过程中肌电频谱改变,肌电图的测试与分析,第24页,3.1,肌电改变与肌肉疲劳关系,3.1.2,肌肉工作过程中肌电频谱改变,C.J.De Luca,等人研究了手指肌以,20%,、,40%,、,60%,、,80%,和,100%MVC,收缩时肌电改变，,肌电图的测试与分析,第25页,3.1,肌电改变与肌肉疲劳关系,3.1.2,肌肉工作过程中肌电频谱改变,Petrofsky(1980),研究了桡侧屈腕肌静力工作至疲劳时肌电改变，发觉疲劳时功率谱左移，中心频率降低。而且在相同时间,%,内，各种负荷中心频率无显著差异。而将同一连续时间,%,各种张力工作时中心频率加以平均，发觉中心频率,%,伴随时间延长呈线性下降之势。,肌电图的测试与分析,第26页,4.,肌电改变与肌肉疲劳关系,4.2.2,肌肉工作过程中肌电频谱改变,肌电图的测试与分析,第27页,3.1,肌电改变与肌肉疲劳关系,3.1.2,肌肉工作过程中肌电频谱改变,Petrofsky(1980,，,1982),研究了抓握肌、肱二头肌、拇内收肌疲劳前后肌电改变。发觉，不论是新参加工作肌肉，还是已从事过长时间工作并已经疲劳肌肉，不论工作时间间隔多长，也不论以那种力量负荷工作，一旦疲劳使工作停顿时，中心频率都到达一个相同数值。,肌电图的测试与分析,第28页,3.1,肌电改变与肌肉疲劳关系,3.1.2,肌肉工作过程中肌电频谱改变,肌肉疲劳时肌电信号平均功率频率和中心频率降低机制归纳起来有以下几个假说：、运动单位募集假说 此假说认为快肌运动单位轻易疲劳，而慢肌运动单位不轻易发生疲劳。快肌运动单位疲劳后肌肉工作能力下降，此时要继续进行工作，就要募集更多没有疲劳慢肌运动单位参加工作。因为慢肌运动单位频率特征较快肌低，所以造成疲劳后肌电信号平均功率频率中心频率降低。,肌电图的测试与分析,第29页,3.1,肌电改变与肌肉疲劳关系,3.1.2,肌肉工作过程中肌电频谱改变,、运动单位同时活动假说 此假说认为当肌肉工作至疲劳时运动单位同时活动加强，因为运动单位同时放电，造成平均功率频率中心频率降低。,肌电图的测试与分析,第30页,3.1,肌电改变与肌肉疲劳关系,3.1.2,肌肉工作过程中肌电频谱改变,运动单位动作电位传导速度减慢假说 此假说认为肌肉收缩时血流受阻，所产生代谢产物如乳酸等，会堆积在肌肉内，造成运动单位动作电位传导速度减慢，动作电位传导速度减慢就会使肌电信号频率特征减低。,肌电图的测试与分析,第31页,3.1,肌电改变与肌肉疲劳关系,3.1.2,肌肉工作过程中肌电频谱改变,肌内压增大假说 此假说认为肌肉疲劳时肌电信号平均功率频率是因为等长收缩时肌肉内压增高所致。肌肉内压增高，使血流受阻，造成动作电位传导速度减慢。,肌电图的测试与分析,第32页,3.2,肌力与肌电关系,当肌肉以不一样负荷进行收缩时，其肌电信号积分值,(IEMG),同肌力成正比关系，即肌肉产生张力越大,IEMG,越大。,肌电图的测试与分析,第33页,3.2,肌力与肌电关系,Komi,让受试者以,4.5cm/,秒速度作匀速屈肘运动。肌肉收缩形式分别为向心收缩和离心收缩。不论是疲劳前还是疲劳后，肱桡肌在工作中,IEMG,都伴随肌张力加大而增高。并存在线性关系。,肌电图的测试与分析,第34页,3.2,肌力与肌电关系,De Vries(1968),研究了,3,名屈肘力量不一样受试者等长收缩时肌肉张力和均方根振幅,(RMS)之间关系，发觉肌肉张力同,RMS,之间存在函数关系。见图,37,。,肌电图的测试与分析,第35页,3.2,肌力与肌电关系,柯菲因,(Chaffin),等人发觉当肌肉用,40%MVC,以下强度收缩时，肌力与肌电呈线性关系。,60%MVC,以上强度时，肌力与肌电也呈线性关系。但此时直线斜率较大。而肌力在,40-60%MVC,时，肌力与肌电之间线性关系往往就不存在了,(,见图,38),。这可能因为，在,40%MVC,以下强度时，肌电改变反应慢肌运动单位电活动。,60%MVC,以上强度时，肌电改变反应快肌运动单位电活动。,40-60%MVC,之间强度，可能两种运动单位都参加活动，固肌力与肌电之间线性关系就不存在了。,肌电图的测试与分析,第36页,3.2,肌力与肌电关系,肌电图的测试与分析,第37页,3.2,肌力与肌电关系,Toshio Moritani and Masuo Muro(1987),研究发觉，肌肉以,20%,、,40%,、,60%,和,80%MVC,递增力量收缩时，肌电峰电位幅值随力量增加而增高。,肌电图的测试与分析,第38页,3.3,肌纤维类型与肌电关系,3.3.1,肌纤维类型与肌力、肌电关系,柯菲因,(Chaffin),等人发觉当肌肉用,40%,最大肌力,(MVC),以下强度收缩时，肌力与肌电呈线性关系。,60%MVC,以上强度时，肌力与肌电也呈线性关系。但此时直线斜率较大。而肌力在,40,60%MVC,时，肌力与肌电之间线性关系往往就不存在了。这可能因为，在,40%MVC,以下强度时，肌电改变反应慢肌运动单位电活动。,60%MVC,以上强度时，肌电改变反应快肌运动单位电活动。,40,60%MVC,之间强度，可能两种运动单位都参加活动，固肌力与肌电之间线性关系就不存在了。,肌电图的测试与分析,第39页,3.3,肌纤维类型与肌电关系,3.3.2,肌纤维类型与肌肉疲劳和肌电关系,Tesch(1980),研究表明，,FT%,高受试者疲劳快。支持这种观点人还有,Nilsson(1977),，,Viitasalo(1978),和,Komi(1979),。肌纤维类型与肌力肌电关系,肌电图的测试与分析,第40页,3.3,肌纤维类型与肌电关系,3.3.2,肌纤维类型与肌肉疲劳和肌电关系,Ochs(1977),发觉让受试者用最大力量收缩至疲劳，,ST%,高比目鱼肌,(70%ST),IEMG,与疲劳前比没有显著改变，而腓肠肌,(50%FT),IEMG,则显著减小。,肌电图的测试与分析,第41页,3.3,肌纤维类型与肌电关系,3.3.2,肌纤维类型与肌肉疲劳和肌电关系,Nilsson(1977),让股四头肌进行直到疲劳重复快速动力性工作，观察到肌电,/,肌力,(E/T),比值与,FT%,呈直线相关,(r=0.84,，,P59),与,ST%,低受试者,(ST%49),相比，在疲劳性最大等长收缩中,MPF,下降斜率较小，当负荷加大时这种差异就越显著。,肌电图的测试与分析,第44页,3.4,肌肉不一样形式收缩时肌电改变,Komi,让受试者以,4.5cm/,秒速度作匀速屈肘运动。肌肉收缩形式分别为向心收缩和离心收缩，肱桡肌在工作中,IEMG,都伴随肌张力加大而增高，并存在线性关系。不过从图中能够看出，向心收缩曲线斜率大于离心收缩。也就是说在输出功率相同情况下，离心收缩肌电幅值小于向心收缩。很有可能离心收缩所动员运动单位少于向心收缩。,肌电图的测试与分析,第45页,3.5,.,表面肌电图在技术动作分析中应用,从表面肌电图上能够看出运动过程中各用力肌肉用力大小,用力次序,用力连续时间,并结协议时视频录象观察动作不一样阶段肌肉用力情况,肌电图的测试与分析,第46页,左竖脊肌,右竖脊肌,左臀大肌,左股二肌,左股薄肌,左股直肌,左缝匠肌,左半腱肌,舞蹈技术动作分析,肌电图的测试与分析,第47页,蛙泳三个不一样划频间下肢各主要用力肌肉肌电比较,最快划,60,次,/,分划,50,次,/,分划,左阔筋膜张肌,左股直肌,左股二头肌,左臀大肌,右阔筋膜张肌,右股直肌,右股二头肌,右臀大肌,肌电图的测试与分析,第48页,弓箭步冲刺,腰腹部肌群放电情况,左臀大肌上部,右臀大肌上部,左竖脊肌下部,右竖脊肌下部,左 腹 外 斜 肌,右 腹 外 斜 肌,左 腹 直 肌,右 腹 直 肌,1.,形成弓箭步姿势图,1,：右臀大肌、和左竖脊肌、左腹直肌、左腹外斜肌。其中右臀大肌放电早、,连续时间最长。,2.,弓箭步稍收回到冲刺图,2,、,3,、,4:,弓箭步不完全还原图,1,，左右竖脊肌、右腹外斜肌、左臀大肌先放,电，在此过程中右竖脊肌放电时间较长幅值最大；冲刺过程中图,2,、,3,，左腹外斜肌、左腹直肌先,放电但幅值不大，右臀大肌、右腹外斜肌、左竖脊肌、右竖脊肌左臀大肌依次放电，在此过程中右、,左竖脊肌、右腹外斜肌、左臀大肌放电幅值比较大连续时间也比较长。,肌电图的测试与分析,第49页,检测力量训练效果,实际动作和力量训练时肌肉肌电图进行比较,从而看力量训练能否到实际运动所需要力量,肌电图的测试与分析,第50页,皮筋正常练习 布带练习比较 陆上蹬冰练习小腿肌肉肌电比较,右胫骨前肌,右腓肠肌内侧,右腓肠肌外测,左腓肠肌内侧,左腓肠肌外测,左胫骨前肌,左膝关节角度,说明：皮筋正常练习 布带练习比较 陆上蹬冰练习肌肉肌电比较,三种练习时，肌肉收缩形式类似。陆上模拟练习时肌肉收缩更平稳。右腿和左腿用力不一样。,皮筋正常练习 布带练习比较 陆上蹬冰练习小腿肌肉肌电比较,肌电图的测试与分析,第51页,蛙泳不一样划频与俯卧式滑轮拉力练习间主要用力肌肉肌电相关分析,蛙泳,俯卧式滑轮拉力练习,图,9,蛙泳与俯卧式滑轮拉力练习时上肢主要用力肌肉肌电原始图,左背阔肌,左三角肌前部,左胸大肌,左肱三头肌,右背阔肌,右三角肌前部,右胸大肌,右肱三头肌,肌电图的测试与分析,第52页,负重弓箭步大腿肌群放电情况,左股二头肌,左股四内侧,左 股 直 肌,左股四外侧,右股二头肌,右股四内侧,右 股 直 肌,右股四外侧,1.,以左腿在前弓箭步图,1,到图,4,右腿在前弓步站起左腿一个循环动作为例，弓箭步走大腿肌群放电主要分为四,段：压左弓步、左弓步站起、压右弓步、右弓步站起；每段肌群放电时间长短和幅值大小，分别与压弓步时,间、弓步站起时间长短和用力大小相关。,2.,负重弓箭步走主要放电肌群是：股四内,、,外侧肌；弓箭步交换前腿站起和后退蹬地时放电幅值分别到达最大；,股二头肌和股直肌放电没有股内外侧显著。,3.,弓箭步走是锻炼股四内、外侧肌群训练方式。放电特点是：放电连续时间较长,、,幅值较大,。,肌电图的测试与分析,第53页,谢谢！,肌电图的测试与分析,第54页,