表面肌电在运动科学中的应用
一、表面肌电的基本概念
1. 什么是表面肌电?
神经兴奋冲动传递至肌肉,使肌肉兴奋,产生电活动和收缩,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,即为表面肌电。表面肌电信号实质上是多个运动单位活动电位差的总和。受中枢神经控制,反映神经-肌肉系统的功能变化特性。
2. 表面肌电在体育应用中的优势与不足
优势:
无创
可很好地表现肌肉在运动时的发力特征
直观、快速、现场反馈
可与其它测量方法同步分析(影像、发力等)
不足:
信号来源复杂,受干扰因素多
只能记录浅层肌肉,不能记录深层肌肉
3. 常见表面肌电测试设备
二、主要误区
肌肉力量越大≠表面肌电信号越大
已知的表面肌电与肌肉力量的关系:
在等长收缩的条件下(静力),在最大自主收缩力百分比的一定范围内(0-40%MVC,40-80%MVC),肌力与肌电信号呈线性关系,但不同肌肉的相关系数不同。
然而,当运动不是等长收缩时,由于肌肉长度的变化、关节角度的变化、运动速率的变化,导致力矩时时发生变化,使得肌力与肌电信号的关系无法明确。例如,肘关节55°屈时,肱二头肌等长收缩的肌力小于离心收缩,而肌肉激活程度则大于离心收缩;但肘关节165°屈时,等长收缩肌力大于向心收缩,而肌肉激活程度小于向心收缩。
从我们目前做的简单动作实验来看:在多数情况下,负荷在一定范围内时,可举起的重量与肌电信号呈正相关。
三、应用场景
应用一:对比不同动作或负荷对同一肌肉的刺激程度
例如:用来对比哪种动作对腹肌的刺激最深
应用二:侦测不同肌肉间的协调性与时序性
协调性,下面的第二张图表现的协调性要更好
时序性,例如:足球射门动作,下肢发力顺序应为后群先发力向后摆腿,主要为腓肠肌的主动收缩,随后前群(股直肌、股内侧肌等)发力,大腿带动小腿(胫骨前肌),完成鞭打动作。
可据此分析错误发力顺序,以纠正动作。
应用三:对比左右侧平衡以纠正动作和预防损伤
尤其对于杠铃卧推、俯卧撑、引体向上等闭链动作,容易出现单侧侧重发力的情况,可实时反馈左右不均衡并及时调整动作,预防单侧过劳伤。
当发现左右侧最大肌力及最大肌电信号值有较大差异时,今后训练在完成常规练习后,应着重进行弱侧小重量、多次数的意念集中训练,以提高弱侧肌纤维募集能力。
应用四:运动康复与诊断功能
患者在水中运动可因浮力作用而减小对关节的压力,此时监控水中运动肌电水平,若与地面运动无异,则优先进行水中康复。
ACL/PCL 损伤,对比术前健患侧下肢EMG,有助于制定手术及治疗方案。术后评估双侧EMG,评价治疗效果。
四、 BodyPlus运动分析和动作分析报告