表面肌电在体育与医学的应用综述

聂开迪

（成都中医药大学，四川成都 611137）

1 表面肌电简介

肌电图（electromyogram,EMG）是收集肌肉兴奋时所产生的电位变化并制作显示的图形。收集的信号方式不同而可以分为针电极肌电和表面肌电[3]。两种肌电各有优劣，针电极更具有针对性且可测量深层肌电活动，但由于测量的有创性不容易被受试者接受；表面肌电无创、安全、可测量运动时的肌电，其缺点是易受到外界干扰，只能反映较大区域内的肌电总和。表面肌电能在一定程度上反映神经肌肉的活动[2]。

2 表面肌电图的参数及其意义

时域分析,反映的是表面肌电信号在不同时间的振幅变化。可分析不同肌纤维的总放电量、放电时间、频率、振幅等[1]。时域分析中的积分肌电(iEMG)在对疲劳的评价中有重要的参考价值[2]。另一常用指标均方根振幅（RMS）可反映一段时间内肌肉放电的平均水平[1][3]。

频域分析，主要通过对 sEMG 信号的快速傅立叶转换，获取肌电频谱，用来反映不同范围的强弱，可分析频率特征的信息[1][4]。指标主要有平均功率频率(MPF)、中位频率(MF)、中位频率斜率(MFs)等。

3 表面肌电图在体育及医学的应用

3.1 肌肉疲劳与表面肌电图

积极地休息可有效缓解运动性疲劳，再结合科学的训练对运动员的水平提升有重要意义[2]。罗旋[5]利用肌电图对不同强度走或跑的上下坡进行实验，并通过肌电图改变评价其疲劳程度。陆俊杰[6]对12 名男青年在不同运动模式下股四头肌的表面肌电信号来进行股四头肌的疲劳分析与评价。

3.2 肌力训练与表面肌电图

在体育训练与科研及康复锻炼与评估中，表面肌电可用来评价肌力，肌电信号被认为是最有潜力的肌力间接测量方法。有学者认为[8]，在等长收缩的时候,肌力的变化与表面肌电信号存在稳定且重复性良好的二次函数关系。

岳光华[4]也利用表面肌电图对我国高水平男子链球运动员最后用力阶段主要用力肌群进行分析，以便于教练员更好地训练。聂开迪[7]利用表面肌电图对20名男性大学生在稳定平面和SET悬吊系统非稳定状态下进行两分钟平板支撑测试，认为悬吊训练能够更为有效刺激腹外斜肌。

3.3 临床医学与表面肌电图

在临床医学，表面肌电图的应用也逐渐增多，尤其在康复医学方面，对于肌肉的耐疲劳性、运动康复训练中肌力的训练以及假肢矫形器等方面的研究也逐渐增多。国内学者穆景颂[13]认为表面肌电图可作为腰部、下肢神经肌肉功能状态的一种无创性检测工具。钟林[14]认为腹部肌群在腰部背伸运动时,参与了脊柱稳定以及拮抗背伸运动。

吕俊玲[14]将表面肌电图应用于临床委中穴不同血量的放血疗法治疗下腰痛的研究。

4 总结和展望

表面肌电图的实时性与直观性尤为受到各研究者的偏爱，且作为一种无创检测方法，大众接受度广泛提高，随着电脑技术的发展，肌电图也会得到更多的应用。

展望

（1） 目前新版的表面肌电多为蓝牙连接式，即拥有信号端（佩戴于肢体）和接收端（终端），相比老式肌电的有线连接形式更为携带方便，但在运动过程中，信号端有时仍然会影响部分肌肉功能，造成测量误差。希望可以完善肌电信号端，提高测量准确性。

（2） 只能测量表面肌电，若可以改进技术，测量深层次肌群进而分析，会更有价值。目前测量深层肌群方式为采用有创的针电极，难以被受试者接受，可否有更好的无创方法达到此目标。进一步完善肌电的适用范围。

（3） 肌电大多应用于科研领域，若能提高操作性，增加佩戴舒适度，同样可以用其来指导训练，增加除测量评估模式以外的训练模式，能否通过感觉传入等方式，增加肌肉动员，达到更优训练目的。

（4） 肉动员，达到更优训练目的。

[1]曲峰.运动员表面肌电信号与分析[M].北京:北京体育大学出版社，2008.8.

[2]杨晓晔.表面肌电图对青年男子股四头肌的疲劳评价北京体育大学硕士学位（毕业）论文[D].北京：北京体育大学，2004.

[3]黄耐寒.基于表面肌电的肌疲劳分析与肌力预测研究及实现 中国科学技术大学硕士学位毕业论文[D].安徽：中国科学技术大学，2014.

[4]岳光华.我国男子高水平链球运动员最后用力阶段主要用力肌群表面肌电分析，首都体育学院硕士学位毕业论文[D].北京：首都体育学院，2011.

[5]罗旋.不同形式跑台运动过程中下肢肌表面肌电图的变化特征，苏州大学硕士毕业论文[D].苏州：苏州大学，2009.

[6]陆俊杰.股四头肌疲劳前后反应时及表面肌电图的变化特征，苏州大学硕士学位毕业论文[D].苏州：苏州大学，2010.

[7]聂开迪. 不同稳定条件下的平板支撑对浅层核心肌群肌电影响的实验研究，成都体育学院硕士学位毕业论文[D].成都：成都体育学院，2016.

[8]肖伟.体育系学生跑台递增负荷中心率、血乳酸、表面肌电变化特征研究-以首都体育学院学生为例，首都体育学院硕士毕业论文[D].北京：首都体育学院，2011.

[9]尤延明.大学生网球运动员肩关节肌群等速肌力与表面肌电测试研究，浙江师范大学硕士学位论文[D].浙江：浙江师范大学，2012.

[10]王广兰.传统和精编健身气功?易筋经对自主神经系统的影响及表面肌电研究，武汉体育学院硕士毕业论文[D].武汉：武汉体育学院，2009.

[11]刘亚伟.基于表面肌电多特征的下肢行走关键模态识别研究 天津大学硕士学位毕业论文[D].天津：天津大学，2009.

[12]穆景颂.表面肌电在腰椎间盘突出症患者功能评定中的应用，安徽医科大学硕士学位毕业论文[D].安徽：安徽医科大学，2010.

[13]钟林.反悬腰背运动的表面肌电观察，成都中医药大学硕士学位毕业论文[D].成都：成都中医药大学，2010.