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表面肌电基础知识概述

时间:2022-09-05 百科知识 版权反馈
【摘要】:“肌电图运动学”是对健康个体在进行各种活动或处于不同姿势时,记录到的肌肉活动单位所发放的单个或复合的电位变化,并在各种条件下对神经-肌肉的功能及整体活动的协调进行研究。并且,表面肌电测试由基础研究逐渐转向了结合不同运动项目中技术动作的应用研究,如高尔夫挥杆、铅球出手、太极拳野马分鬃式、网球发球、自行车蹬踏、短跑、赛艇划桨、排球扣球等。

有关表面肌电图的起源可以追溯到17世纪中叶。1773年,Walsh发现鳗鱼的肌肉收缩可以产生电火花。但直到18世纪90年代,Galvani才证明了肌肉收缩与电活动之间的关系。19世纪初期,电流计的发明为进一步测量肌肉的电活动提供了可能。DuBois-Reymond在1849年首先证实了人体的肌肉在主动收缩时存在肌肉电活动。至19世纪60年代,Duchelme GB利用电生理学方法系统地研究了肌肉的功能和动力学,成为这一领域工作的真正开始。1922年,Gasse和Neweomer利用阴极射线示波器代替传统的电流计显示出肌肉活动的电信号,并因此获得1944年生理或医学诺贝尔奖。最早记录人体的肌电图(electromyography,EMG)是Piper于1912年开始应用于临床医学的。肌电图最开始仅用于生物反馈治疗,而后逐渐用于其他领域,如康复科、神经科、泌尿科等。1944年,Inrna等利用肌电图研究了人体肩部肌肉活动,成为最早利用肌电技术研究人体动力学的典范。1961年,国际肌电图学会成立,并且出版了《肌电图杂志》,此为在世界范围内推进肌电图的研究和学术交流开辟了有效途径。Elsevier Ltd组织于1991年开始出版发行的Journal of Electromyography and Kinesiology(《运动功能和肌电图学杂志》)[1],至2014年已刊出24卷,说明肌电图测试法已经在世界范围内被广泛关注和使用。

随着20世纪30~50年代针式肌电图的迅速发展,出现了表面肌电图(surface electromyography,sEMG)。sEMG,即从肌肉表面通过电极引导、记录下来的神经-肌肉系统活动时的生物电信号。它是电极所触及的多个运动单位活动时所产生的电位变化在时间和空间上叠加的结果,与肌肉的活动状态和功能状态之间存在着不同程度的关联性。英文文献中也指出:“Electromyography(EMG)is an experimental technique concerned with the development,recording and analysis of myoelectric signals.Myoelectric signals are formed by physiological variations in the state of muscle fiber membranes.So as electromyography is the study of muscle function through the inquiry of the electrical signal the muscles emanate”[2]

为了与临床医学肌电图相区分,Johnson在1973年提出“肌电图运动学”的概念。“肌电图运动学”是对健康个体在进行各种活动(主动、被动)或处于不同姿势时,记录到的肌肉活动单位所发放的单个或复合的电位变化,并在各种条件下对神经-肌肉的功能及整体活动的协调进行研究。英文文献中也指出:“Kinesiological EMG can be defined as the study of the function and coordination of muscles in different movements and postures with varying subjects bases and experimental conditions”[3]

图1-1 表面肌电测试手段的应用领域

表面肌电测试技术作为一种研究手段,目前已经较为广泛地应用在临床医学的神经-肌肉疾病诊断、人类工程学的工效分析、康复医学领域的肌肉功能评价及体育科研中(图1-1)。仅2011~2012两年间被中国知网(CNKI)收录的运用表面肌电测试的体育类文章达114篇,其中在学位论文中采用该方法的达到30篇,由此可见该方法在人才培养和科研中的重要地位。并且,表面肌电测试由基础研究逐渐转向了结合不同运动项目中技术动作的应用研究,如高尔夫挥杆、铅球出手、太极拳野马分鬃式、网球发球、自行车蹬踏、短跑、赛艇划桨、排球扣球等。

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