運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)參數(shù)測(cè)量方法目錄CONTENTS人體慣量參數(shù)測(cè)量方法動(dòng)力學(xué)參數(shù)測(cè)量方法運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)測(cè)量方法010302肌電參數(shù)測(cè)量方法041、了解運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)測(cè)量的原則；2、熟悉人體慣性參數(shù)、運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)、動(dòng)力學(xué)參數(shù)、肌電測(cè)量方法；3、熟悉運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)在康復(fù)中的應(yīng)用。教學(xué)目的與要求是指以人體解剖學(xué)、生物力學(xué)、力學(xué)的理論與方法,研究人體運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的生物力學(xué)特性和人體運(yùn)動(dòng)動(dòng)作的力學(xué)規(guī)律的科學(xué)，其測(cè)量參數(shù)大致可以分為：人體慣性參數(shù)：質(zhì)量、重心位置以及轉(zhuǎn)動(dòng)慣性；運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)：位移、速度加速度、角速度、角加速度；動(dòng)力學(xué)參數(shù)：主要包括力和力矩；肌電參數(shù)：骨骼肌興奮時(shí)候產(chǎn)生的電位變化。運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)1.為科學(xué)研究提供客觀信息；2.為評(píng)估、訓(xùn)練提供客觀依據(jù)；3.運(yùn)動(dòng)器材的研制、修改等提供幫助；4.為輔助器具、康復(fù)設(shè)備等提供支持。運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)測(cè)量的意義臨床常用的量表多為半定量的評(píng)估量表；不僅缺乏足夠的可重復(fù)性和敏感度評(píng)估過程中容易受到地板效應(yīng)和天花板效應(yīng)的影響運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)測(cè)量的意義-康復(fù)客觀、量化的評(píng)估手段明確測(cè)量的目的、指標(biāo)和方法運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)測(cè)量的主要步驟明確測(cè)量的目的（研究和測(cè)量工作的需要）查閱資料選擇臨床常用指標(biāo)或是“金標(biāo)準(zhǔn)”（要有足夠信度與效度）可以投入的人力物力測(cè)量場(chǎng)地的情況測(cè)量方法的信度與效度010204測(cè)量要具有較高的有效性（效度）測(cè)量的可靠性（信度）

所測(cè)屬性與欲測(cè)屬性的一致性（測(cè)量方法是否合適；測(cè)量?jī)x器的精度、性能；測(cè)量者的業(yè)務(wù)水平；受試者的合作程度等）。指不同測(cè)量者或一段時(shí)間內(nèi)對(duì)同一受試者進(jìn)行重復(fù)測(cè)量，測(cè)量結(jié)果的一致性程度（指標(biāo)穩(wěn)定性、方法的難度、儀器的性能精度、測(cè)量人員的水平、受試者的合作程度）。測(cè)量實(shí)施細(xì)則測(cè)量的明確目標(biāo)群體人員的篩選和分工儀器場(chǎng)地的選擇測(cè)量數(shù)據(jù)記錄表格和卡片測(cè)量資料的整理、歸檔和保管制定測(cè)量實(shí)施細(xì)則1.檢驗(yàn)測(cè)量設(shè)計(jì)方案的正確性2.檢驗(yàn)儀器的運(yùn)行情況，3.檢驗(yàn)人員熟悉、配合情況4.熟悉測(cè)量的程序，掌握每一步的時(shí)間及各步驟地銜接測(cè)量方案的試測(cè)PART人體慣量參數(shù)測(cè)量方法01人體慣性參數(shù)是指人體整體及環(huán)節(jié)質(zhì)量、質(zhì)心位置、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量及轉(zhuǎn)動(dòng)半徑。

人體環(huán)節(jié)慣性參數(shù)是建立人體模型、進(jìn)行人體運(yùn)動(dòng)技術(shù)影像解析的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；如運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)、載人航天器動(dòng)力學(xué)、車一人系統(tǒng)碰撞動(dòng)力學(xué)、戰(zhàn)斗機(jī)彈射座椅的設(shè)計(jì)、坦克車和裝甲車安全帶的設(shè)計(jì)、勞動(dòng)安全防護(hù)設(shè)備的設(shè)計(jì)、傷殘人假肢的研制等。1.1人體慣性參數(shù)（一）人體慣性參數(shù)人體質(zhì)心:人體質(zhì)量中心；人體重心:人體所受重力的集中點(diǎn)；環(huán)節(jié)質(zhì)心（重心）位置；轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：轉(zhuǎn)動(dòng)物體的慣性量度；回轉(zhuǎn)半徑（轉(zhuǎn)動(dòng)半徑）:是指物體微分質(zhì)量假設(shè)的集中點(diǎn)到轉(zhuǎn)動(dòng)軸間的距離。1.2常用人體慣性參數(shù)1、尸體解剖法優(yōu)點(diǎn)：具有一定的準(zhǔn)確性，曾在科研領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用。缺點(diǎn)：樣本含量少，它所獲得的人體慣性參數(shù)缺乏代表性和準(zhǔn)確性(尸體數(shù)據(jù)來自年老者、病死者及罪犯；數(shù)量少；各組織成分比重變化)1.2人體慣性參數(shù)實(shí)測(cè)方法(1)重心板法根據(jù)靜力學(xué)中的力矩平衡原理以及物體平衡時(shí)力矩合力為零的原理進(jìn)行人體的重心位置測(cè)定：

一維板用來測(cè)量人體的一維重心位置即人體重心至頭頂或是腳底的距離；

二維板用來測(cè)量人體任意姿勢(shì)時(shí)身體重心位置。1.2人體慣性參數(shù)實(shí)測(cè)方法2、活體測(cè)量1.2人體慣性參數(shù)實(shí)測(cè)方法(2)水浸法①浸入法：是將所要測(cè)量的環(huán)節(jié)或整體浸入到已盛滿水的容器中，然后根據(jù)排出水量的多少來確定環(huán)節(jié)或整體的體積，乘以平均密度得到所測(cè)環(huán)節(jié)或整體的質(zhì)量，即：環(huán)節(jié)質(zhì)量=環(huán)節(jié)密度*體積。②注入法：是先將所要測(cè)量的環(huán)節(jié)或整體放入已知體積的容器內(nèi)，然后注入水于容器中，根據(jù)注入水量計(jì)算環(huán)節(jié)或整體的體積，乘以平均密度得到所測(cè)環(huán)節(jié)或整體的質(zhì)量。

優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡(jiǎn)單,費(fèi)用低廉;

缺點(diǎn)：只能測(cè)部分環(huán)節(jié)質(zhì)量,無法提供質(zhì)心和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,而且精度相對(duì)較低。(3)人體測(cè)量法根據(jù)人體環(huán)節(jié)的外形尺寸將各環(huán)節(jié)簡(jiǎn)化成各種幾何形體，然后用X射線、γ射線、CT或是MRI來確定各環(huán)節(jié)的肌肉體積和骨骼密度，確定模型中各環(huán)節(jié)的質(zhì)量和質(zhì)心位置。1.2人體慣性參數(shù)實(shí)測(cè)方法1.3人體慣性參數(shù)模型人體慣性參數(shù)計(jì)算是一項(xiàng)工作量大、重復(fù)性強(qiáng)的工作，需要建立一個(gè)供運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)分析使用的人體慣性參數(shù)模型數(shù)據(jù)庫來進(jìn)行計(jì)算。由于人體是一個(gè)非常復(fù)雜的生物有機(jī)體，其慣性參數(shù)的獲得要比無生命的物體困難得多，但這些參數(shù)對(duì)運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的研究又極其重要。因此可以將人體劃分為不同的環(huán)節(jié)，進(jìn)行測(cè)量。1.4人體環(huán)節(jié)的劃分方法人體慣性參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化的依據(jù)：以人體的結(jié)構(gòu)功能為依據(jù)：分割環(huán)節(jié)的切面通過關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)中心，以關(guān)節(jié)質(zhì)心的連線為環(huán)節(jié)長(zhǎng)度。以人體體表骨性標(biāo)志為依據(jù)：以關(guān)節(jié)上主要的骨性標(biāo)志點(diǎn)來確定環(huán)節(jié)的長(zhǎng)度。易于測(cè)量，但誤差太大。1.5男子各環(huán)節(jié)相對(duì)重心位置1.6測(cè)算人體重心人體重心為人體各個(gè)環(huán)節(jié)所受重力的合力作用，因此知道了各個(gè)環(huán)節(jié)的相對(duì)重量和重心位置，就可以計(jì)算人體的重心坐標(biāo)PART運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)測(cè)量方法02運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)研究的一個(gè)重要部分是如何獲得科學(xué)的、真實(shí)的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)，從而進(jìn)一步使人們從運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的角度解釋運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)；人體運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)的測(cè)定，是運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)方法的核心內(nèi)容，通過對(duì)運(yùn)動(dòng)技術(shù)圖像的獲取解析，獲得人體運(yùn)動(dòng)的位移、速度等各項(xiàng)特征參數(shù)，以及器械運(yùn)動(dòng)的各種運(yùn)動(dòng)學(xué)的定量參數(shù)，從而比較真實(shí)地反應(yīng)出運(yùn)動(dòng)的情況。2.1運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)時(shí)間：終末時(shí)刻與起始時(shí)刻之差。位移：質(zhì)點(diǎn)在一段時(shí)間內(nèi)位置的改變。速度：質(zhì)點(diǎn)位矢對(duì)時(shí)間的變化率。角位移：轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。角速度：?jiǎn)挝粫r(shí)間的角位移。角加速度：角速度的變化率。2.2常見運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)美國攝影師：伊·梅布里奇1830-19041871年美國攝影師伊·梅布里奇用24只固定照相機(jī)和2只輕便蓄電池,拍攝了一匹馬的奔跑狀態(tài)并測(cè)量出馬的步長(zhǎng)，四足騰空的現(xiàn)象。2.2運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)測(cè)量發(fā)展1901年，梅布里奇發(fā)表了《運(yùn)動(dòng)中的人體的圖像集》一書，從而奠定了運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)參數(shù)影片分析方法的基礎(chǔ)。2.2運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)測(cè)量發(fā)展改進(jìn)和完善了“攝影槍”，為現(xiàn)代高速攝影機(jī)的出現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)還提出貓著地時(shí)總是腳落地，雞和狗相似度很高。啟蒙時(shí)期

(TheAgeofEnlightenment

)法國生理學(xué)家艾蒂安-朱爾馬雷2.2運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)測(cè)量發(fā)展利用身體標(biāo)志點(diǎn)（marker）分析運(yùn)動(dòng)動(dòng)作，此方法直到今天仍是運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)分析的主要方法。啟蒙時(shí)期

(TheAgeofEnlightenment

)2.2運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)測(cè)量發(fā)展部分參數(shù)的簡(jiǎn)單測(cè)量：秒表測(cè)量時(shí)間、皮尺測(cè)量位移和距離等、量角儀測(cè)量角度和角位移等。2.3常用運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)測(cè)量手段電子測(cè)角儀加速度計(jì)2.3常用運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)測(cè)量手段三運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)科特性動(dòng)作捕捉是實(shí)時(shí)地準(zhǔn)確測(cè)量、記錄物體在真實(shí)三維空間中的運(yùn)動(dòng)軌跡或姿態(tài)，并在虛擬三維空間中重建運(yùn)動(dòng)物體每一時(shí)刻運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的高新技術(shù)。動(dòng)作捕捉最典型的應(yīng)用是對(duì)人物的動(dòng)作捕捉，可以將人物肢體動(dòng)作或面部表情動(dòng)態(tài)進(jìn)行三維數(shù)字化解算，得到三維動(dòng)作數(shù)據(jù)。到目前為止，常用的動(dòng)作捕捉技術(shù)從原理上說可分為機(jī)械式、聲學(xué)式、電磁式、光學(xué)式以及慣性傳感器式。不同原理的設(shè)備各有其優(yōu)缺點(diǎn)，其中光學(xué)式動(dòng)作捕捉技術(shù)目前是最常用的2.4動(dòng)作捕捉系統(tǒng)1、機(jī)械式運(yùn)動(dòng)捕捉機(jī)械式運(yùn)動(dòng)捕捉依靠機(jī)械裝置來跟蹤和測(cè)量運(yùn)動(dòng)軌跡。裝置是放置在人體主要關(guān)節(jié)處的電位計(jì)或者類似量角儀的儀器構(gòu)成的一套設(shè)備，它是由人體的運(yùn)動(dòng)來驅(qū)動(dòng)的。優(yōu)點(diǎn)：成本低，便宜。精確度相對(duì)較高?？梢宰龅綄?shí)時(shí)數(shù)據(jù)測(cè)量。數(shù)據(jù)的捕捉相對(duì)簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)：硬件笨重系統(tǒng)樣本速率很低。系統(tǒng)對(duì)人體骨骼有制約。難用于連續(xù)動(dòng)作的實(shí)時(shí)捕捉2.5動(dòng)作捕捉-機(jī)械式2、聲學(xué)式運(yùn)動(dòng)捕捉常用的聲學(xué)式運(yùn)動(dòng)捕捉裝置由發(fā)送器、接收器和處理單元組成。發(fā)送器是一個(gè)固定的超聲波發(fā)生器，接收器一般由呈三角形排列的三個(gè)超聲探頭組成。通過測(cè)量聲波從發(fā)送器到接收器的時(shí)間或者相位差，來計(jì)算并確定接收器的位置和方向。2.6動(dòng)作捕捉-聲學(xué)式優(yōu)點(diǎn)：成本較低缺點(diǎn)：捕捉有較大延遲和滯后、精度一般不很高、受噪聲和多次反射等干擾較大3、電磁式運(yùn)動(dòng)捕捉電磁式運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)是比較常用的運(yùn)動(dòng)捕捉設(shè)備。一般由發(fā)射源、接收傳感器和數(shù)據(jù)處理單元組成。發(fā)射源在空間產(chǎn)生按一定時(shí)空規(guī)律分布的電磁場(chǎng)；接收傳感器（通常有10～20個(gè)）安置在表演者身體的關(guān)鍵位置，隨著表演者的動(dòng)作在電磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),通過電纜或無線方式與數(shù)據(jù)處理單元相連。2.7動(dòng)作捕捉-電磁式優(yōu)點(diǎn)：速度快、實(shí)時(shí)性好、定標(biāo)比較簡(jiǎn)單、成本相對(duì)低廉缺點(diǎn)：環(huán)境要求嚴(yán)格、不能有金屬物品、表演范圍比光學(xué)式要小、活動(dòng)限制比較大4、光學(xué)式運(yùn)動(dòng)捕捉光學(xué)式運(yùn)動(dòng)捕捉通過對(duì)目標(biāo)上特定光點(diǎn)的監(jiān)視和跟蹤來完成運(yùn)動(dòng)捕捉的任務(wù)。目前常見的光學(xué)式運(yùn)動(dòng)捕捉大多基于計(jì)算機(jī)視覺原理。從理論上說，對(duì)于空間中的一個(gè)點(diǎn)，只要它能同時(shí)為兩部相機(jī)所見，則根據(jù)同一時(shí)刻兩部相機(jī)所拍攝的圖像和相機(jī)參數(shù)，可以確定這一時(shí)刻該點(diǎn)在空間中的位置。當(dāng)相機(jī)以足夠高的速率連續(xù)拍攝時(shí)，從圖像序列中就可以得到該點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡。2.8動(dòng)作捕捉-光學(xué)式優(yōu)點(diǎn)：活動(dòng)范圍大、采樣速率較高、滿足多數(shù)高速運(yùn)動(dòng)測(cè)量的需要缺點(diǎn)：系統(tǒng)價(jià)格昂貴、處理的工作量較大、場(chǎng)地的光照、反射情況有要求、Marker有可能發(fā)生混淆、遮擋光學(xué)式動(dòng)作捕捉設(shè)備一般由以下幾個(gè)部分組成：傳感器：被固定在運(yùn)動(dòng)物體特定的部位，向系統(tǒng)提供運(yùn)動(dòng)的位置信息。通常采用特殊材料的感光球，將其粘在身體特定的部位。2.8光學(xué)式動(dòng)作捕捉設(shè)備組成信號(hào)捕捉設(shè)備：負(fù)責(zé)捕捉、識(shí)別傳感器的信號(hào)。如圖所示，一般是由包括捕捉特殊波長(zhǎng)區(qū)域光波的攝像機(jī)、發(fā)光器以及鏡頭、光學(xué)過濾器等組成。2.8光學(xué)式動(dòng)作捕捉設(shè)備組成數(shù)據(jù)傳輸處理設(shè)備：負(fù)責(zé)將運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)從信號(hào)捕捉設(shè)備快速準(zhǔn)確地傳送到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；負(fù)責(zé)處理系統(tǒng)捕捉到的原始信號(hào)，計(jì)算傳感器的運(yùn)動(dòng)軌跡，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正、處理分析。2.8光學(xué)式動(dòng)作捕捉設(shè)備組成

使用6～8個(gè)相機(jī)環(huán)繞表演場(chǎng)地排列，通常要求表演者穿上單色的服裝，在身體的關(guān)鍵部位，如關(guān)節(jié)、髖部、肘、腕等位置貼上一些特制的標(biāo)志或發(fā)光點(diǎn)，稱為"Marker"，視覺系統(tǒng)將識(shí)別和處理這些標(biāo)志。系統(tǒng)定標(biāo)后，相機(jī)連續(xù)拍攝表演者的動(dòng)作，并將圖像序列保存下來，然后再進(jìn)行分析和處理，識(shí)別其中的標(biāo)志點(diǎn)，并計(jì)算其在每一瞬間的空間位置，進(jìn)而得到其運(yùn)動(dòng)軌跡。為了得到準(zhǔn)確的運(yùn)動(dòng)軌跡，相機(jī)應(yīng)有較高的拍攝速率，一般要達(dá)到每秒60幀以上。2.8光學(xué)式動(dòng)作捕捉設(shè)備原理5、慣性運(yùn)動(dòng)捕捉慣性動(dòng)作捕捉，是一種新型的人體動(dòng)作捕捉技術(shù)，它用無線動(dòng)作姿態(tài)傳感器采集身體部位的姿態(tài)方位，利用人體運(yùn)動(dòng)學(xué)原理恢復(fù)人體運(yùn)動(dòng)模型，同時(shí)采用無線傳輸?shù)姆绞綄?shù)據(jù)呈現(xiàn)在電腦軟件里；在影視動(dòng)畫、體驗(yàn)式互動(dòng)游戲、虛擬演播室、真人模擬演練、體育訓(xùn)練、醫(yī)療康復(fù)等領(lǐng)域，慣性動(dòng)作捕捉系統(tǒng)都有著廣泛的應(yīng)用。2.9動(dòng)作捕捉-慣性傳感器式優(yōu)點(diǎn)：捕捉環(huán)境的高適應(yīng)性，它的技術(shù)優(yōu)勢(shì)、成本優(yōu)勢(shì)和使用便捷的優(yōu)勢(shì)缺點(diǎn)：測(cè)量精度較光學(xué)差，受周圍磁場(chǎng)影響慣性傳感器式動(dòng)作捕捉設(shè)備一般由以下幾個(gè)部分組成：2.9慣性傳感器式動(dòng)作捕捉設(shè)備組成1、步態(tài)分析2.10動(dòng)作捕捉系統(tǒng)的應(yīng)用2、運(yùn)動(dòng)功能評(píng)估與訓(xùn)練2.10動(dòng)作捕捉系統(tǒng)的應(yīng)用h=肩高3、人體功效改善對(duì)策2.10動(dòng)作捕捉系統(tǒng)的應(yīng)用2.10動(dòng)作捕捉系統(tǒng)的應(yīng)用4、高爾夫球揮桿動(dòng)作分析PART動(dòng)力學(xué)參數(shù)測(cè)量方法03（一）動(dòng)力學(xué)參數(shù)動(dòng)力學(xué)是研究人體運(yùn)動(dòng)與受力關(guān)系的學(xué)科，人體受力可分為動(dòng)力和制動(dòng)力，如果力的方向與人體運(yùn)動(dòng)（速度）方向相同，則稱之為人體動(dòng)力，反之則稱之為人體制動(dòng)力。因此，對(duì)人體進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析是機(jī)器人的關(guān)鍵和基礎(chǔ)，對(duì)它的研究的深入程度直接關(guān)系到機(jī)器人設(shè)計(jì)的效果。并且研究人體動(dòng)力學(xué)的建模與仿真，獲取有關(guān)運(yùn)動(dòng)、力學(xué)數(shù)據(jù)，對(duì)指導(dǎo)機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)康復(fù)器械設(shè)計(jì)等具有重要意義。3.1動(dòng)力學(xué)參數(shù)測(cè)量（一）動(dòng)力學(xué)參數(shù)力：物體間的相互作用。力矩：力和力臂的乘積。沖量：力在時(shí)間上的累積效應(yīng)。動(dòng)量：運(yùn)動(dòng)物體所具有的“運(yùn)動(dòng)量”。沖量矩：外力矩對(duì)物體轉(zhuǎn)動(dòng)的累積效應(yīng)動(dòng)量矩：轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和角速度的乘積。機(jī)械功：功率是單位時(shí)間做功的多少。3.2人體動(dòng)力學(xué)常見參數(shù)三維測(cè)力臺(tái)外觀及坐標(biāo)系（a）實(shí)驗(yàn)測(cè)量（b）數(shù)據(jù)處理（c）結(jié)果分析實(shí)驗(yàn)示意圖原地縱跳測(cè)量1、測(cè)力臺(tái)三維測(cè)力臺(tái)是采集動(dòng)力學(xué)參數(shù)的常用設(shè)備之一，該儀器由測(cè)試平臺(tái)信號(hào)放大器和計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)三部分組成；三維測(cè)力臺(tái)，可以測(cè)量力矩、壓力中心以及力梯度等指標(biāo)；三維測(cè)力臺(tái)可用于測(cè)量跳高跳遠(yuǎn)等起跳力，表示運(yùn)動(dòng)員的競(jìng)技能力。3.3測(cè)量方法-測(cè)力臺(tái)COP2、足底壓力測(cè)量系統(tǒng)：人體在靜止站立或者動(dòng)態(tài)行走時(shí),在自身重力的作用下,足底在垂直方向上受到一個(gè)地面的反作用力,這個(gè)力就是足底壓力。足底壓力的大小與分布能反映人體腿、足結(jié)構(gòu)、功能及整個(gè)身體姿勢(shì)控制等信息，測(cè)試、分析足底應(yīng)力，對(duì)臨床診斷、疾患程度測(cè)定和術(shù)后療效評(píng)價(jià)均具有重要意義。3.4測(cè)量方法-足底壓力測(cè)量系統(tǒng)（a）鞋墊式（b）平板式足底壓力測(cè)量系統(tǒng)：是測(cè)量單位面積上（典型的為0.5cm2）壓力（主要應(yīng)用于足底壓力）的測(cè)量系統(tǒng)，可輸出整個(gè)接觸面上的壓力分布。足底壓力測(cè)量系統(tǒng)常見的有：平板式和鞋墊式（連續(xù)測(cè)量）足底壓力測(cè)量系統(tǒng)。3.5足底壓力測(cè)量系統(tǒng)-類型腳底各個(gè)區(qū)域的壓力、壓強(qiáng)情況壓力中心及壓力中心軌跡3.6足底壓力測(cè)量系統(tǒng)-數(shù)據(jù)類型（a）各個(gè)區(qū)域的壓力、壓強(qiáng)（b）壓力中心軌跡分為10個(gè)基于解剖學(xué)的分區(qū)。足后跟的內(nèi)側(cè)、外側(cè)，足中部，五個(gè)跖骨，大拇指，及其余四個(gè)腳趾。HL:足后跟外側(cè)HM:足后跟內(nèi)側(cè)MF:足中部M1-M5:第一跖骨至第五跖骨T1-T5:大拇趾至第五腳趾3.7足底分區(qū)五個(gè)時(shí)相足剛開始著地時(shí)相跖骨剛開始著地時(shí)相趾骨剛開始著地時(shí)相足跟離開地面時(shí)相趾離地時(shí)相四個(gè)階段著地階段前掌接觸階段整足接觸階段離地階段3.8足底壓力-步態(tài)分期3.9足底各區(qū)域壓力各個(gè)部位實(shí)時(shí)壓力變動(dòng)情況（白色線表示走路的方向）內(nèi)外八字，根據(jù)足軸角判斷3.10足底壓力-足偏角YXXdYdX軸的移動(dòng)距離：壓力中心在X軸上移動(dòng)軌跡的最大絕對(duì)值；Y軸的移動(dòng)距離：壓力中心在Y軸上移動(dòng)軌跡的最大絕對(duì)值；壓力中心移動(dòng)軌跡總長(zhǎng)度：為測(cè)試開始至結(jié)束，壓力中心移動(dòng)軌跡的總長(zhǎng)度；橢圓面積：橢圓面積指包絡(luò)95%壓力中心軌跡在內(nèi)區(qū)域的面積。3.11足底壓力-壓力中心1、步態(tài)的評(píng)估與訓(xùn)練3.12足底壓力測(cè)量的臨床應(yīng)用并且該系統(tǒng)可以根據(jù)評(píng)估結(jié)果智能化制定治療目標(biāo)及推薦訓(xùn)練計(jì)劃（包括訓(xùn)練目標(biāo)、訓(xùn)練項(xiàng)目、訓(xùn)練強(qiáng)度、訓(xùn)練頻率等），進(jìn)而根據(jù)訓(xùn)練計(jì)劃對(duì)患者進(jìn)行訓(xùn)練指導(dǎo)（包括動(dòng)作示范、關(guān)鍵點(diǎn)提醒、錯(cuò)誤糾正、計(jì)數(shù)等）。最后記錄患者主客觀訓(xùn)練情況，智能調(diào)整訓(xùn)練方案和強(qiáng)度。2、平衡的評(píng)估與訓(xùn)練3.12足底壓力測(cè)量的臨床應(yīng)用靜態(tài)平衡——患者雙足站立30秒，評(píng)估患者重心移動(dòng)的大小及范圍來評(píng)估患者平衡3、足弓的評(píng)估3.12足底壓力測(cè)量的臨床應(yīng)用例如：扁平足的病人由于足弓低平可引起不同程度的癥狀，在長(zhǎng)時(shí)間站立和行走過久后,感到足部疲乏,酸痛不適,嚴(yán)重的病人疼痛減輕或無疼痛時(shí),尚可勝任短途行走,而跑、跳或長(zhǎng)途跋涉,極為困難。足底壓力測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)試可診斷出患者的扁平足狀況，足弓塌陷程度。4、義肢、輔具、鞋墊的評(píng)估3.12足底壓力測(cè)量的臨床應(yīng)用下肢使用義肢的人除了要實(shí)現(xiàn)基本的站立行走功能外，如何讓義肢接近正常肢體的活動(dòng)能力則是更高的需求。足底壓力測(cè)量可提供客觀的步態(tài)數(shù)據(jù)，為其設(shè)計(jì)、優(yōu)化義肢的制作、安裝提供科學(xué)的依據(jù)和反饋信息。可以更好的為患者選擇和提供矯具，并可根據(jù)壓力分布數(shù)據(jù)對(duì)矯具微調(diào)，從而優(yōu)化康復(fù)矯正效果。5、足神經(jīng)性潰瘍的高危篩查3.12足底壓力測(cè)量的臨床應(yīng)用對(duì)于患有足神經(jīng)性病變的人群如糖尿病足，應(yīng)力性潰瘍的發(fā)生會(huì)對(duì)其生活質(zhì)量產(chǎn)生嚴(yán)重影響，甚至?xí)＜暗缴?jù)統(tǒng)計(jì)，有15％的糖尿病患者會(huì)出現(xiàn)糖尿病足，其中10％～14.5％的患者會(huì)因此截肢；動(dòng)態(tài)壓力分布測(cè)試，不僅可以找出過大受力部位，還可記錄各部位的受力持續(xù)時(shí)間。診斷潰瘍的高危幾率，有效幫助患者提前采取保護(hù)措施。3.13肌肉力量測(cè)試簡(jiǎn)單測(cè)力計(jì)力量測(cè)量系統(tǒng)等速肌力測(cè)試系統(tǒng)Cybex6000ContrexIsomed2000

測(cè)力板專項(xiàng)測(cè)試系統(tǒng)握力計(jì)、背力計(jì)、鋼絲繩張力計(jì)3.14肌肉力量測(cè)試參數(shù)人體關(guān)節(jié)主要肌肉群的力量大小人體的絕對(duì)力量和相對(duì)力量、上下肢的爆發(fā)力、力量耐力主要關(guān)節(jié)肌肉收縮力矩、峰值力矩；各關(guān)節(jié)伸肌、屈肌力矩比值；肌肉做功：總功、功率、加速能；等速肌力測(cè)試：等速運(yùn)動(dòng)中肌肉收縮過程通過等速儀器記錄下來，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理，得到力矩曲線及多項(xiàng)反映肌肉功能的參數(shù)，作為評(píng)定肌肉運(yùn)動(dòng)功能的指標(biāo)；等速肌力測(cè)試系統(tǒng)能準(zhǔn)確地測(cè)出肌力、耐力、作功能力、爆發(fā)力等多種數(shù)據(jù)，已廣泛應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)和康復(fù)醫(yī)學(xué)的研究和臨床工作中。3.15常用肌肉力量測(cè)試-等速肌力測(cè)試項(xiàng)目等長(zhǎng)測(cè)試等張測(cè)試等速測(cè)試速度固定不動(dòng)（0°

/s

）變化，不易控制可任意選定（10°

/s

~500°

/s

），且恒定阻力可變，順應(yīng)性阻力受杠桿作用影響可變，順應(yīng)性阻力，與運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)運(yùn)動(dòng)幅度無全幅或半幅全幅或半幅測(cè)試意義反映設(shè)定角度時(shí)的力矩值反映關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)中最弱一點(diǎn)的力矩值反映關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)中任何一點(diǎn)的力矩值3.15等長(zhǎng)，等張和等速肌力測(cè)試的比較優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)徒手測(cè)試操作簡(jiǎn)單方便、應(yīng)用廣泛不能精確定量，測(cè)試者帶有一定主觀性等速測(cè)試能精確測(cè)定肌肉功能并能進(jìn)行量化肌力在3級(jí)或3級(jí)以下者無法進(jìn)行3.15等速肌力測(cè)試與徒手肌力檢查比較

優(yōu)點(diǎn)良好的信度和效度：客觀量化評(píng)定運(yùn)動(dòng)功能準(zhǔn)確性和敏感性：等速測(cè)試的敏感性對(duì)于肌力缺陷相對(duì)較小的個(gè)體更有意義。多種評(píng)價(jià)指標(biāo)：峰值力矩、平均力矩、峰值角度較高的安全性：速度是恒定的，不產(chǎn)生加速度；

缺點(diǎn)不能進(jìn)行手、足等部位小關(guān)節(jié)的肌力測(cè)試若不采用等速CPM形式，則不能進(jìn)行≤3級(jí)的徒手肌力測(cè)試儀器貴,且占去大的空間;調(diào)整程序費(fèi)較多;屏氣用力亦可加大心血管負(fù)荷;3.15等速肌力測(cè)試的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)肌肉功能進(jìn)行評(píng)定對(duì)各種運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)傷病后的肌肉功能進(jìn)行針對(duì)性的康復(fù)訓(xùn)練順應(yīng)性阻力，有效，安全，多樣化，有針對(duì)性對(duì)康復(fù)治療進(jìn)行客觀療效評(píng)定指導(dǎo)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練科研工作3.16等速肌力測(cè)試在臨床的主要應(yīng)用相對(duì)禁忌證：急性肌肉關(guān)節(jié)損傷、風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎急性發(fā)作、滲出性滑膜炎、明顯疼痛絕對(duì)禁忌證：關(guān)節(jié)不穩(wěn)、骨折愈合未堅(jiān)、嚴(yán)重骨質(zhì)疏松、急性腫脹、嚴(yán)重疼痛、活動(dòng)范圍極度受限、嚴(yán)重滲出、骨或關(guān)節(jié)腫瘤、術(shù)后早期3.17等速肌力測(cè)試的禁忌證應(yīng)避免受試者在疲勞狀態(tài)或飽餐后進(jìn)行測(cè)試為保證測(cè)試結(jié)果有可比性，重復(fù)測(cè)試應(yīng)盡量安排在一天中相同的時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行測(cè)試的規(guī)范化-制定嚴(yán)格的操作規(guī)程測(cè)試中應(yīng)避免閉氣用力，以免發(fā)生意外受試者的主觀用力應(yīng)以言語鼓勵(lì)患者竭盡全力同時(shí)保證重復(fù)測(cè)試中言語引導(dǎo)的標(biāo)準(zhǔn)化3.17等速肌力測(cè)試的注意事項(xiàng)3.17等速肌力測(cè)試的常見部位3.17等速肌力測(cè)試的常見部位3.17等速肌力測(cè)試的常見部位3.17等速肌力測(cè)試的常見部位3.17等速肌力測(cè)試的常見部位3.17等速肌力測(cè)試的常見部位3.17等速肌力測(cè)試的常見部位3.17等速肌力測(cè)試的常見部位3.17等速肌力測(cè)試的常見部位3.17等速肌力測(cè)試的常見部位3.17等速肌力測(cè)試的常見部位3.17等速肌力測(cè)試的常見部位3.17等速肌力測(cè)試的常見部位3.17等速肌力測(cè)試的常見部位60°/s慢速測(cè)試用于肌力的測(cè)試180°/s快速測(cè)試用于肌肉耐力測(cè)試60°/s~180°/s中速測(cè)試用于肌力測(cè)試3.17等速肌力測(cè)試的測(cè)試方案為了避免測(cè)試過程中出現(xiàn)肌肉的疲憊，通常先測(cè)試肌肉的力量，再進(jìn)行肌肉耐力的測(cè)試（速度由小變大）測(cè)試次數(shù)測(cè)試肌力，慢速或中速，重復(fù)5次測(cè)試肌肉耐力，快速測(cè)試，重復(fù)20~25次間歇時(shí)間每種測(cè)試速度之間，間歇60秒耐力測(cè)試后，間歇90秒以上兩側(cè)肢體，間歇3~5分鐘測(cè)試頻率1次/月預(yù)測(cè)試：使患者熟悉測(cè)試方法和要領(lǐng)3.17等速肌力測(cè)試的測(cè)試方案峰力矩（peaktorque，PT）指肌肉收縮產(chǎn)生的最大力矩輸出，即力矩曲線上最高點(diǎn)處的力矩值意義：代表了肌肉收縮產(chǎn)生的最大肌力，具有較高準(zhǔn)確性和可重復(fù)性，為黃金指標(biāo)和參照值單位:牛頓·米（N·m）常選取低角速度(30°/s～60°/s)進(jìn)行最大肌力評(píng)定3.17等速肌力測(cè)試的指標(biāo)及意義力矩關(guān)節(jié)活動(dòng)范圍等速肌力測(cè)試的力矩曲線圖峰力矩向心肌力測(cè)試力矩—速度曲線圖在等速向心肌力測(cè)試中PT值隨著測(cè)試角速度的增加而降低，即力矩-速度曲線意義：由于不同肌纖維在肌肉收縮過程中產(chǎn)生的募集能力不同所致。肌肉慢速（低角速度）向心收縮時(shí)，Ⅰ型肌纖維和Ⅱ型肌纖維都能被募集。隨著運(yùn)動(dòng)角速度的增加，被募集的肌纖維減少，肌肉力矩輸出下降。力矩測(cè)試速度3.17等速肌力測(cè)試的指標(biāo)及意義峰力矩體重比（peaktorquetobodyweightratio,PT/BW）指單位體重的峰力矩值意義：代表肌肉收縮的相對(duì)肌力，可用于不同體重的個(gè)體或人群之間的肌力比較峰力矩角度（angleofpeaktorque,AOPT）指力矩曲線中，峰力矩所對(duì)應(yīng)的角度意義：代表肌肉收縮的最佳用力角度3.17等速肌力測(cè)試的指標(biāo)及意義關(guān)節(jié)活動(dòng)范圍力矩等速肌力測(cè)試的力矩曲線圖峰力矩峰力矩角度指定角度的峰力矩值（peaktorqueatadditionalangle）等速儀器可以自動(dòng)計(jì)算出關(guān)節(jié)活動(dòng)中任意角度所對(duì)應(yīng)的力矩值意義：比較兩側(cè)指定角度的力矩值力矩等速肌力測(cè)試的力矩曲線圖指定角度峰力矩指定角度3.17等速肌力測(cè)試的指標(biāo)及意義關(guān)節(jié)活動(dòng)范圍總作功和單次最大作功（settotalwork(STW)andtotalwork(TW)）作功為力矩乘以距離，即力矩曲線下的總面積STW指重復(fù)收縮作功量之和TW指重復(fù)收縮中最大一次作功量意義：作功與峰力矩值有較好的一致性即峰力矩值↑，作功量↑但作功量還與關(guān)節(jié)活動(dòng)范圍有關(guān)單位：焦耳(J)力矩關(guān)節(jié)活動(dòng)范圍等速肌力測(cè)試的力矩曲線圖肌肉作功量3.17等速肌力測(cè)試的指標(biāo)及意義平均功率（averagepower,AP）指單位時(shí)間內(nèi)肌肉的作功量目的：反映肌肉作功的效率意義：AP值與測(cè)試速度有關(guān)即在一定范圍內(nèi)，測(cè)試速度↑，AP值↑單位：瓦（W）力矩關(guān)節(jié)活動(dòng)范圍等速肌力測(cè)試的力矩曲線圖肌肉作功量力矩加速能（torqueaccelerationenergy,TAE）指肌肉最初1/8秒的作功量意義：反映肌肉最初收縮產(chǎn)生力矩的速率和作功能力，可代表肌肉收縮的爆發(fā)能力單位：焦耳（J）到達(dá)峰力矩時(shí)間：是指肌肉收縮至到達(dá)峰力矩時(shí)間，可代表肌肉的爆發(fā)力3.17等速肌力測(cè)試的指標(biāo)及意義力矩關(guān)節(jié)活動(dòng)范圍等速肌力測(cè)試的力矩曲線圖TAE1/8秒到達(dá)峰力矩時(shí)間耐力比（enduranceratio,ER）指肌肉重復(fù)收縮時(shí)的耐疲勞能力（兩種方法）作一組重復(fù)最大肌肉收縮后，后半組肌肉作功量與前半組肌肉做功量之比作一組20~25次最大重復(fù)運(yùn)動(dòng)后，最后5次作功量與最前5次作功量之比單位：百分比選取高角速度(180°/s～300°/s)進(jìn)行肌肉耐力評(píng)定3.17等速肌力測(cè)試的指標(biāo)及意義平均關(guān)節(jié)活動(dòng)范圍（averagerangeofmotion，AROM）意義：判斷關(guān)節(jié)活動(dòng)障礙情況，幫助判斷兩側(cè)肌群作功量差異的原因力矩關(guān)節(jié)活動(dòng)范圍等速肌力測(cè)試的力矩曲線圖3.17等速肌力測(cè)試的指標(biāo)及意義主動(dòng)肌與拮抗肌峰力矩之比（peaktorqueratio）指等速肌力測(cè)試中，主動(dòng)肌與拮抗肌兩組肌群峰力矩的比值意義：判斷肌力平衡情況，對(duì)判斷關(guān)節(jié)穩(wěn)定性有一定意義，慢速時(shí)較為準(zhǔn)確膝關(guān)節(jié)屈肌和伸肌峰力矩比值，簡(jiǎn)稱H/Q比值（正常人60°/s時(shí)，H/Q大約60%~70%，隨運(yùn)動(dòng)速度增快，H/Q略增大）3.17等速肌力測(cè)試的指標(biāo)及意義雙側(cè)肢體平衡性評(píng)定方法（PT較為準(zhǔn)確）：兩側(cè)指標(biāo)相差10%以內(nèi)為正常兩側(cè)指標(biāo)相差11%~20%為可疑異常兩側(cè)指標(biāo)相差>20%為異常人體兩側(cè)同名肌群比<0.8時(shí)容易引起損傷,特別是兩側(cè)同時(shí)產(chǎn)生最大爆發(fā)力量時(shí)。人體兩側(cè)同名肌峰力矩差異應(yīng)在10%以內(nèi)才能保證肌力平衡。NariciMV,SirtoriMD,MastoreS,etal.Theeffectofrangeofmotionandisometricpre-activationonisokinetictorques[J].EurJApplPhysiolOccupPhysiol,1991,62(3):216-220.3.17等速肌力測(cè)試的指標(biāo)及意義是判斷肌肉功能的一個(gè)重要指標(biāo)通常選用慢速測(cè)試（60°/s）時(shí)，獲得的力矩曲線，此時(shí)力矩值較大，曲線上升、下降較為緩慢、清晰，便于分析和判斷力矩曲線的異常通常是非特異性的，僅作為輔助檢查，并不能確診病因3.18等速肌力測(cè)試的力矩曲線形態(tài)正常力力矩產(chǎn)生速率（TRTD）正常力矩產(chǎn)生速率(timerateoftorquedevelopment,TRTD):反映曲線達(dá)峰力矩最初向上斜度。應(yīng)出現(xiàn)在坐標(biāo)曲線的上1/3區(qū)域,否則說明肌收縮開始時(shí)存在用力不足或困難；一般而言,大多數(shù)力矩曲線坡度應(yīng)是直形或凸形,若是凹形,說明用力困難關(guān)節(jié)活動(dòng)范圍力矩1/31/31/330°30°30°3.19正常力矩曲線形態(tài)膝關(guān)節(jié)肌肉萎縮力矩曲線特征：力矩值減少，曲線普遍低平，但曲線光滑肌肉萎縮時(shí)（TRTD）通常在象限的中或下1/33.20常見異常力矩曲線形態(tài)1/330°30°30°TRTD關(guān)節(jié)活動(dòng)范圍力矩1/31/3肌-腱單位扭傷曲線特征:力矩曲線類似正常曲線形態(tài);曲線有不規(guī)則皺紋;力矩值減小。病理機(jī)制:肌-腱單位扭傷特征之一是在抗阻運(yùn)動(dòng)時(shí)出現(xiàn)疼痛。在ROM內(nèi)用力收縮引起疼痛抑制,產(chǎn)生不規(guī)則曲線,一般而言,受損肌腱單位收縮力越大,力矩曲線越不規(guī)則。3.20常見異常力矩曲線形態(tài)力矩關(guān)節(jié)活動(dòng)度前交叉韌帶損傷特征：伸肌力矩曲線中部出現(xiàn)一段平臺(tái)樣異常曲線發(fā)生機(jī)制：前交叉韌帶損傷---膝關(guān)節(jié)在伸膝時(shí)出現(xiàn)不穩(wěn)定----力矩曲線中間區(qū)域的平臺(tái)樣改變關(guān)節(jié)活動(dòng)度力矩平臺(tái)3.20常見異常力矩曲線形態(tài)膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎特征：伸肌曲線初始正常，達(dá)到某一角度時(shí)，曲線明顯下降，通過該角度后力矩曲線又上升，形成一雙峰樣改變發(fā)生機(jī)制：主要原因是疼痛性抑制，關(guān)節(jié)表面病理性改變，當(dāng)伸膝達(dá)到該病變部位，較大的壓力傳遞到受神經(jīng)支配的軟骨下骨，引起疼痛，導(dǎo)致肌力下降，通過該部位后，肌力又上升關(guān)節(jié)活動(dòng)度力矩雙峰3.20常見異常力矩曲線形態(tài)半月板損傷特征：伸肌力矩曲線初始可以是正常，但在曲線中部可有雙峰或明顯“W”型異常波峰，并且患側(cè)PT值較健側(cè)降低發(fā)生機(jī)制：由于損傷的半月板在伸膝時(shí)受到擠壓或扭轉(zhuǎn)的結(jié)果關(guān)節(jié)活動(dòng)度力矩雙峰/W3.20常見異常力矩曲線形態(tài)等速運(yùn)動(dòng)過程中，肌纖維被拉伸或縮短，關(guān)節(jié)產(chǎn)生明顯的活動(dòng)，是一種動(dòng)力性收縮，類似于等張收縮;肌肉在收縮時(shí)每個(gè)角度因承受最大阻力而產(chǎn)生最大的肌張力，與等長(zhǎng)收縮類似。神經(jīng)調(diào)節(jié)途徑：興奮神經(jīng)活動(dòng)，使運(yùn)動(dòng)單位募集增多;生化調(diào)節(jié)途徑：則是通過增加肌糖原及線粒體酶的數(shù)量和活性以提高肌細(xì)胞性能;3.21等速肌力測(cè)試PART肌電參數(shù)測(cè)量方法034.1肌電參數(shù)測(cè)量骨骼肌在興奮時(shí)，會(huì)由于肌纖維動(dòng)作電位的傳導(dǎo)和擴(kuò)布，而發(fā)生電位改變，這種電位改變的變化稱為肌電。用適當(dāng)?shù)姆椒ǎ瑢⒐趋兰∨d奮時(shí)發(fā)生的電位變化，引導(dǎo)記錄所得到的圖形稱為肌電圖。采集肌電機(jī)電信號(hào)的電極有兩種，一種是針電極，另一種是表面電極；用針電極采集肌電時(shí)，需要將電極插入受試者的肌肉內(nèi)，因此會(huì)造成一定程度的損傷。而在體育科學(xué)研究中，一般用表面肌電采集信號(hào)，這種方法在記錄時(shí)貼于皮膚表面即可，不會(huì)造成損傷。前者研究自主運(yùn)動(dòng)單位的電位（幅度、時(shí)限和形態(tài)）、靜息狀態(tài)時(shí)的自主電位（纖維顫動(dòng)、自發(fā)性收縮），診斷運(yùn)動(dòng)和感覺神經(jīng)的傳導(dǎo)速度。后者研究骨骼肌的功能和電生理活動(dòng)之間的協(xié)同活動(dòng)。其目的是為了分析不同運(yùn)動(dòng)和姿勢(shì)的骨骼肌功能及它們的電生理活動(dòng)。4.2肌電參數(shù)測(cè)量方法4.3肌電參數(shù)測(cè)量-運(yùn)動(dòng)單位運(yùn)動(dòng)單位為位于脊髓前角的alpha運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元及其所支配的骨骼肌纖維所構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。它是肌肉運(yùn)動(dòng)的機(jī)能單位。每塊肌肉都有一定數(shù)量的運(yùn)動(dòng)單位。一般一個(gè)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元支配100根或更多的肌纖維。在準(zhǔn)確性要求高的部位，一個(gè)神經(jīng)元僅管理12根肌纖維；在力量性要求高的部位，一個(gè)神經(jīng)元要管理2000根肌纖維。4.4肌電參數(shù)測(cè)量-運(yùn)動(dòng)電位運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元沖動(dòng)→神經(jīng)肌接頭處的觸突扣→乙酰膽堿釋放→激發(fā)神經(jīng)肌接頭處肌肉側(cè)的觸發(fā)電位→肌膜的動(dòng)作電位→肌膜動(dòng)作電位沿橫管傳向肌細(xì)胞深處激活三聯(lián)管上的鈣通道、終末池→鈣離子釋放→胞質(zhì)中鈣離子濃度升高→與肌鈣蛋白結(jié)合→肌肉收縮胞質(zhì)內(nèi)鈣離子濃度升高的同時(shí)激活肌質(zhì)網(wǎng)上的鈣泵→回收鈣離子→鈣離子濃度降低→肌肉舒張肌電圖就是被記錄的肌膜動(dòng)作電位，肌膜動(dòng)作電位的必然結(jié)果是骨骼肌的興奮－收縮耦合。表面肌電測(cè)量從皮膚表面通過電極引導(dǎo)放大顯示，并記錄下來的神經(jīng)肌肉系統(tǒng)活動(dòng)時(shí)的肌電信號(hào)，它與肌肉的活動(dòng)狀態(tài)和功能狀態(tài)之間存在著不同程度的關(guān)聯(lián)性，因而能在一定程度上反映神經(jīng)肌肉活動(dòng)。4.5動(dòng)作電位和肌電圖表面肌電圖是眾多運(yùn)動(dòng)單位的動(dòng)作電位的重合。因?yàn)?，電位源是一個(gè)容積導(dǎo)體，在皮膚表面形成肌電場(chǎng)，成為容積上的邊界。而且，肌電電極也不可能只記錄到肌電活動(dòng)的一個(gè)點(diǎn)。因此，肌電電極所記錄的是電極周圍一個(gè)區(qū)域的肌電活動(dòng)。4.6表面肌電信號(hào)的組成4.6表面肌電信號(hào)的影響因素

1、測(cè)試局部的組織特性：包括皮膚及皮下脂肪的厚薄、溫度、生理變化等都會(huì)影響肌電信號(hào)。例如電極下組織層厚度變化的影響：在相同的肌電強(qiáng)度下，條件1由于與肌肉和電極之間的距離較小，測(cè)量到更強(qiáng)的肌電信號(hào)；表皮組織相對(duì)干燥并有致密的角質(zhì)層或皮膚表面的分泌物等都會(huì)增加皮膚的電阻(備皮、去除角質(zhì)、75%的酒精脫脂，揮發(fā)后再粘貼電極并固定）。2、串?dāng)_（crosstalk）：既有相鄰肌肉組織對(duì)測(cè)試部位肌電信號(hào)的串?dāng)_，也有可能來自其它設(shè)備的干擾，如：ECG，尤其在測(cè)試上肢肩部肌肉時(shí)，ECG的波峰信號(hào)?？梢愿蓴_EMG的記錄（減小距離）。4.6表面肌電信號(hào)的影響因素3、測(cè)試電極位置放置的不同：每次測(cè)試電極位置在肌腹上的位置都不可能完全一致，或者電極在不同測(cè)試對(duì)象同一肌肉肌腹表面的放置位置也不可能完全一樣，因此得到的肌電信號(hào)結(jié)果也不可能具有絕對(duì)可比性。4.6表面肌電信號(hào)的影響因素4、采樣時(shí)的姿勢(shì)和收縮方式：無論是在肌肉等長(zhǎng)收縮時(shí)采樣還是在運(yùn)動(dòng)過程中采樣，sEMG的結(jié)果均會(huì)受到姿勢(shì)的影響（解剖中立位的基礎(chǔ)上）。肌力的表現(xiàn)形式與肌肉的收縮方式有關(guān)，收縮方式不同也會(huì)影響sEMG的采集（等長(zhǎng)收縮和等速收縮）。4.6表面肌電信號(hào)的影響因素5、電極類型：不同大小、不同材質(zhì)的電極也會(huì)對(duì)肌電信號(hào)產(chǎn)生影響4.6表面肌電信號(hào)的影響因素6、外部雜音（Externalnoise）：來自外界的電磁環(huán)境中的雜音，一種無變化的電信號(hào)，它常使肌電圖基線增寬或干擾肌電信號(hào)的記錄。4.6表面肌電信號(hào)的影響因素4.7表面肌電測(cè)試系統(tǒng)的構(gòu)成這個(gè)組合包含記錄系統(tǒng)、資料處理系統(tǒng)、信息分析4.8表面肌電測(cè)試設(shè)備電極片、表面肌電電極線：用于采集表面肌電信號(hào)。數(shù)據(jù)采集盒：可以連接表面肌電電極線或其他的傳感器，把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并通過無線方式傳遞給控制計(jì)算機(jī)或PDA終端。也可以把采集到數(shù)據(jù)保存到SD卡中?？刂朴?jì)算機(jī)：數(shù)據(jù)采集和分析中心，用于采集、記錄、回放、分析采集來的各種原始數(shù)據(jù)。4.8表面肌電測(cè)試設(shè)備-電極片表面肌電電極放置在所要測(cè)量骨骼肌的皮膚表面，主要適用于淺表骨骼肌。在文獻(xiàn)中，據(jù)報(bào)道矩形（正方形）和圓形（橢圓形）電極常用于SEMG記錄。當(dāng)僅考慮形狀差異時(shí)（即比較具有直徑R的圓形電極和正方形電極尺寸R×R），性能和測(cè)試面積可以預(yù)期不會(huì)有太大差異，兩個(gè)電極的皮膚阻抗幾乎相等，因此在這種情況下也不會(huì)產(chǎn)生影響。歐盟生物醫(yī)學(xué)健康與研究計(jì)劃的無創(chuàng)表面肌電圖指南推薦表明，直徑為10毫米的圓形電極是首選。4.9表面肌電測(cè)試-前期準(zhǔn)備1.在明亮寬敞且安靜適宜的環(huán)境中進(jìn)行，儀器設(shè)備接地，遠(yuǎn)離強(qiáng)大的靜電場(chǎng)或電磁場(chǎng)，室溫保持在１５－２５’Ｃ，使患者體感舒適、肌肉充分放松，盡可能減少環(huán)境因素的影響；2.解釋本次的測(cè)試所要進(jìn)行的操作程序以及注意事項(xiàng)（盡可能提前一天讓受試者進(jìn)行練習(xí)，熟悉整個(gè)操作流程以及動(dòng)作）。3.準(zhǔn)備好表面肌電測(cè)試系統(tǒng)，為避免可能不舒服的壓力，請(qǐng)連接電極在將導(dǎo)線放置在患者身上之前將導(dǎo)線連接到導(dǎo)線上。4.10表面肌電測(cè)試-前期準(zhǔn)備用合適的體位支撐放置患者，以便于測(cè)試的身體區(qū)域是穩(wěn)定暴露的，例：患者取坐位，充分暴露雙前臂，除去佩戴的手表、手鐲等配件；皮膚表面毛發(fā)明顯者先用備皮刀剔除汗毛，再用濕潤的砂紙紙巾去除皮膚表面角質(zhì)，最后用75％乙醇棉球擦拭局部皮膚脫脂，減小皮膚電阻，提高肌電信號(hào)傳導(dǎo)效率；4.11表面肌電測(cè)試-電極片放置1關(guān)于所使用的表面電極兩表面電極片中心間距一般為2cm，前置放大器要固定好。2主要骨骼肌的電極擺放點(diǎn)的參考位置電極片要放在要測(cè)量骨骼肌的肌腹中央部位（起止點(diǎn)的中間位置）3參考電極的擺放參考電極一般放置于沒有肌肉的骨性標(biāo)志上，例如尺骨鷹嘴、外踝等部位。由于采集的是運(yùn)動(dòng)中或不同姿勢(shì)下的肌電信號(hào)。我們必須保證肌電信號(hào)能實(shí)時(shí)同步的在電腦屏幕上反映出來。另外在有視頻記錄設(shè)備的情況下，需要注意調(diào)整好拍攝角度。4.12表面肌電測(cè)試-實(shí)時(shí)同步采集4.11表面肌電測(cè)試-標(biāo)準(zhǔn)①肢位擺放：受試者取坐位，，前臂旋后位（掌心向上），并保持肘關(guān)節(jié)屈曲約90°。②信號(hào)采集：觀察示波器上sEMG波形無異常干擾信號(hào)之后，給予受試者開始發(fā)力的指令，囑受試者盡可能用最大的力進(jìn)行屈肘動(dòng)作，同時(shí)給予受試者腕關(guān)節(jié)遠(yuǎn)端（即手掌部）施加適當(dāng)阻力，確保受試上肢及手保持不動(dòng)，即做最大等長(zhǎng)收縮運(yùn)動(dòng)，待sEMG信號(hào)波形較為穩(wěn)定后，囑受試者盡可能的維持最大用力5~6s左右，同時(shí)記錄下肱二頭肌的sEMG信號(hào)。③肢體休息：同樣操作重復(fù)測(cè)試三次，且每次測(cè)試后給予受試者適當(dāng)休息，時(shí)間至少6s。4.12表面肌電測(cè)試-疲勞受試者取坐位，前臂旋后位（掌心向上），并保持肘關(guān)節(jié)屈曲約90°。囑受試者盡可能用最大的力進(jìn)行屈肘動(dòng)作，盡可能的維持最大用力，同時(shí)記錄下肱二頭肌的sEMG信號(hào)；或囑患者持續(xù)進(jìn)行向心收縮，直至患者疲憊。通常我們會(huì)對(duì)表面肌電進(jìn)行“整流”（翻正，由于表面肌電振幅值沒有正負(fù)方向意義，因此通常會(huì)將表面肌電振幅的負(fù)方向數(shù)據(jù)翻正）、“平滑過濾”（通常采用RMS均方根算法）、“濾波”（通常采用帶通濾波，過濾掉10Hz以下，500Hz以上的信號(hào)）4.13表面肌電測(cè)試-信號(hào)處理由于是采用表面電極，所以影響肌電圖的因素有很多。例如電極的擺放位置、皮膚處理的好壞等。所以我們通常要采用某種方法來消除上述的客觀因素，來使不同的兩次測(cè)試結(jié)果之間存在可比性。通常我們都采用MVC(MaxVoluntaryContraction)Normalization的方法。4.14表面肌電測(cè)試-標(biāo)準(zhǔn)化肢體或軀干做最大(抗阻)等長(zhǎng)收縮：(上下肢做單一關(guān)節(jié)的靜力性運(yùn)動(dòng),往往要固定肢體于ROM的中間位置)在經(jīng)過5~10min的熱身與熟悉后，要求測(cè)試對(duì)象開始逐漸加大力量，3~5s后達(dá)到最大，并保持3s后放松，休息30~60s后，重復(fù)一至兩次，取最大值作為MVC的值。4.14表面肌電測(cè)試-標(biāo)準(zhǔn)化4.14表面肌電測(cè)試-標(biāo)準(zhǔn)化4.15表面肌電分析圖4-A波形在時(shí)域和頻域疊加示意圖時(shí)域分析：