發(fā)布時(shí)間：2021-08-21 19:37

　　表面肌電信號(hào)是人體三大生理電信號(hào)（肌電、腦電、心電）之一,它來(lái)源于中樞神經(jīng)系統(tǒng)對(duì)外界刺激做出反映時(shí)的電位變化。在神經(jīng)的支配作用下,通過(guò)在細(xì)胞膜表面引發(fā)極化反應(yīng),導(dǎo)致膜電位發(fā)生變化,進(jìn)而在肌肉纖維上進(jìn)行電位的疊加和傳播,從而在皮膚表面產(chǎn)生可檢測(cè)的生理電信號(hào)。其作為人體肌肉細(xì)胞電位活動(dòng)的外在綜合表征,可以反映出當(dāng)前人體的生理狀態(tài)和意識(shí)狀態(tài)特征,如肌纖維力量、肌肉狀態(tài)、人體心理活動(dòng)、大腦運(yùn)動(dòng)意圖等。此外,表面肌電信號(hào)物理特性的變化還與骨骼肌在疲勞收縮過(guò)程中發(fā)生的生化和生理變化密切相關(guān)。肌肉疲勞最直觀(guān)的感受是肌力減弱,是一種產(chǎn)生于長(zhǎng)時(shí)間發(fā)力或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下乏力或酸疼的感覺(jué);從生理學(xué)上說(shuō),肌肉疲勞是肌肉運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的做功能力或收縮能力的暫時(shí)下降導(dǎo)致機(jī)體不能維持預(yù)期強(qiáng)度動(dòng)作的內(nèi)在原因。肌肉疲勞的產(chǎn)生機(jī)理,目前存在有中樞原因和外周原因兩種主流說(shuō)法。中樞原因認(rèn)為疲勞是大腦皮層的保護(hù)性抑制的結(jié)果,為了避免機(jī)體損傷,采取的主動(dòng)性保護(hù);外周原因從生化方面分析,認(rèn)為發(fā)力中出現(xiàn)的鈣離子運(yùn)動(dòng)擾動(dòng),磷酸鹽等代謝產(chǎn)物的積累,ATP減少等因素是導(dǎo)致動(dòng)作傳導(dǎo)電位變化和肌肉纖維收縮力量下降的主要原因�；诒砻婕‰娦盘�(hào)和肌肉疲勞之間... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院)廣東省

【文章頁(yè)數(shù)】：65 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

肌肉的疲勞檢測(cè)研究應(yīng)用領(lǐng)域

中國(guó)科學(xué)院大學(xué)碩士學(xué)位論文——基于表面肌電信號(hào)的實(shí)時(shí)在線(xiàn)肌肉疲勞估計(jì)方法研究8主判斷受試者的當(dāng)前肌肉所處的狀態(tài)，從而得出疲勞程度。但是，目前對(duì)于肌肉疲勞程度的學(xué)術(shù)劃分，并沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，在相關(guān)論文中，并沒(méi)有依據(jù)EMG的信號(hào)特性，給予客觀(guān)的等級(jí)劃分，僅有英國(guó)埃塞克斯大學(xué)Al-Mulla,MohamedR.教授團(tuán)隊(duì)給予的非疲勞態(tài)、疲勞過(guò)渡態(tài)、疲勞態(tài)三個(gè)狀態(tài)的大概分類(lèi)[40]。研究中，對(duì)于肌肉的收縮形式，有等張收縮和等長(zhǎng)收縮兩種方式，見(jiàn)圖2.1。等長(zhǎng)收縮為保持肌肉長(zhǎng)度，不進(jìn)行任何運(yùn)動(dòng)，而等張收縮為肌肉進(jìn)行向心收縮和離心收縮（肌腹的中心位置）運(yùn)動(dòng)。通常，靜態(tài)收縮通常為等長(zhǎng)收縮，而動(dòng)態(tài)收縮為等張收縮。本文中所提到的一種基于表面肌電信號(hào)的實(shí)時(shí)在線(xiàn)肌肉疲勞估計(jì)方法研究，主要指在靜態(tài)（等長(zhǎng)）收縮下的局部肌肉疲勞狀態(tài)檢測(cè)。圖2.1肌肉的收縮形式由于表面肌電信號(hào)的特性與骨骼肌在疲勞收縮過(guò)程中發(fā)生的生化和生理變化有關(guān)。在局部肌肉疲勞的研究領(lǐng)域中，一項(xiàng)廣泛的研究共識(shí)就是，在肌肉疲勞的過(guò)程中，肌電信號(hào)在時(shí)、頻域會(huì)有明顯的變化趨勢(shì)，具體為：肌電信號(hào)的時(shí)域幅值會(huì)增加，其頻域頻譜會(huì)發(fā)生左移現(xiàn)象。一段典型的靜態(tài)疲勞進(jìn)程中的表面肌電信號(hào)如下圖2.2所示�？梢园l(fā)現(xiàn)，隨著時(shí)間的增加，在肌電信號(hào)的幅值上出現(xiàn)了明顯的信號(hào)幅值變大現(xiàn)象。

第2章局部肌肉疲勞與表面肌電信號(hào)分析方法9圖2.2疲勞進(jìn)程中的表面肌電信號(hào)此外，有研究學(xué)者根據(jù)肌肉不同疲勞程度下血液乳酸含量和表面肌電信號(hào)的變化，來(lái)找出三者之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，從而依據(jù)乳酸含量所對(duì)應(yīng)的肌電信號(hào)的量比，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)肌肉狀態(tài)的檢測(cè)和疲勞預(yù)防。與此同時(shí)，有觀(guān)點(diǎn)認(rèn)為，運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的乳酸被認(rèn)為是有害的代謝產(chǎn)物，是導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)能力下降和運(yùn)動(dòng)疲勞以及代謝性酸中毒的原因之一。隨著研究的深入，這一觀(guān)點(diǎn)受到了很多質(zhì)疑。在正常的pH下，人體內(nèi)99%以上的乳酸水解成乳酸根離子和氫離子，因此產(chǎn)生了乳酸水解產(chǎn)生的氫離子是致使細(xì)胞內(nèi)酸化的原因的錯(cuò)誤觀(guān)點(diǎn)。就疲勞的單獨(dú)肌肉模型而言，肌肉組織pH下降確實(shí)會(huì)影響運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)，這一結(jié)論得到Debold等人最近的一項(xiàng)綜述支持。但RobertA.Robergs等人的研究指出，在劇烈運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，乳酸的產(chǎn)生延緩了丙酮酸的過(guò)多積累，并且在丙酮酸還原成乳酸時(shí)需要額外消耗一個(gè)氫離子，所以認(rèn)為乳酸的形成不是引起細(xì)胞內(nèi)pH下降的主要原因。目前看來(lái)，有關(guān)人體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中是否產(chǎn)生乳酸以及乳酸對(duì)人體pH和疲勞的影響仍然存在一些爭(zhēng)議[41]。研究表明，乳酸的變化的確可以反映出肌肉的疲勞狀態(tài)，但是，由于細(xì)胞內(nèi)乳酸的含量是一個(gè)動(dòng)態(tài)的變化過(guò)程，其產(chǎn)生和消失無(wú)法進(jìn)行連續(xù)的檢測(cè)，使用乳酸進(jìn)行肌肉疲勞的實(shí)時(shí)在線(xiàn)分析面臨著局限性。肌肉疲勞的產(chǎn)生會(huì)伴隨著人體諸多的物理、生理、化學(xué)信號(hào)的改變，根據(jù)這些信號(hào)特征，可以反映出當(dāng)前的肌肉疲勞狀態(tài)。與其他測(cè)量方式相比，表面肌電信號(hào)在非侵入式，便利性、魯棒性、可重

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]基于表面肌電的肌疲勞分析與肌力預(yù)測(cè)研究及實(shí)現(xiàn)[D]. 黃耐寒.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2014
[2]局部肌肉疲勞的肌電和腦電反應(yīng)模式[D]. 盧寧艷.浙江大學(xué) 2005
[3]靜態(tài)運(yùn)動(dòng)負(fù)荷誘發(fā)肌肉疲勞過(guò)程中SEMG信號(hào)變化的生理機(jī)制[D]. 葉偉.浙江大學(xué) 2002



本文編號(hào)：3356214