关于EMG与肌肉力量的关系,著名的运动生理学家P.O.Astrand在其著作中指出:①肌肉随意静力性收缩时,用表面电极测定的肌电积分值与肌肉张力之间呈线性关系;②肌肉用同样速度拉长或缩短时,肌电与肌张力呈比例关系;③当张力固定时,肌电活动随缩短的速度增加而加强,随拉长速度的增加而下降。
对基础的EMG进行处理的目的就是导出肌电和肌肉功能的某些参数之间的关系。1973年,鲍依斯塞特就关于正常的等长收缩时肌肉和EMG的关系发表了一篇文献综述。1973年,科米在等动测定机上做正功和负功,在控制速度的条件下,要求受试者产生最大的张力,结果发现不论在缩短期间张力是如何下降的,EMG都保持相当稳定的程度,在离心收缩张力增加时也一样。同时还表明做负功时EMG幅度比做同量正功时小。
杨静宜使用BIODEX等速测试系统与肌电同步进行研究,结果指出:从各段肌电信号的积分肌电(iEMG)值变化,可看出等长肌电iEMG最大,向心收缩次之,离心收缩最低(P<0.05)。iEMG在一定程度上反映参与工作运动单位的数量和每个运动单位的放电大小,MPF反映参加工作的运动单位放电频率特征(肌肉兴奋程度),并分析了离心段iEMG低于向心段和等长段的原因可能为:①离心段参加运动单位数量少;②离心段参加工作的肌肉放电较小。之后的研究还指出:在等速运动肌电研究中采用iEMG/S优于iEMG,可不受运动速度不同的影响,相互之间有可比性。
吴翠娥[30]取等速运动中3个角速度(60°/s、180°/s、300°/s)进行膝关节的肌电与力矩间的相互关系研究。该研究指出:RF、VL、VM、BF、ME的肌电振幅随给定角速度的增大而减小,低速与中、高速间差异显著,但中速与高速间无显著差异。各块肌肉的iEMG、屈肌群的总iEMG、伸肌群的总iEMG随给定角速度的增大而减小,低速与中、高速间差异显著,但中速与高速间无显著差异;屈肌群的每秒iEMG、伸肌群的每秒iEMG与速度的变化无关。伸肌总iEMG、各伸肌的iEMG与伸肌峰力矩呈统计学显著正相关;屈肌总iEMG、各屈肌的iEMG与屈肌峰力矩无显著的统计学相关性。但各iEMG与肌肉张力的比例关系随着给定角速度的增大而减小,低速与中、高速间统计学差异显著,中速与高速间无统计学显著性差异。
图7-1-36~图7-1-39是采用Noraxon肌电和BIODEX等速肌力测试系统同步测试图,图中是大腿前后群肌肉和关节角度、角速度、力矩的实时数据结果及数据分析流程。
图7-1-36 等速肌力测试中肌力和表面肌电同步测试图
图7-1-37 对表面肌电信号进行处理后的原始信号与处理结果对照图
图7-1-38 对表面肌电信号依据关节角度进行屈伸周期划分
图7-1-39 对表面肌电信号进行周期分析后的分析报告
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