人体单肩负重行走肌肉表面电信号特性研究

作     者：张双艺 

作者单位：天津科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张建国

授予年度：2014年

学科分类：0831[工学-生物医学工程（可授工学、理学、医学学位）] 0810[工学-信息与通信工程] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 0835[工学-软件工程] 081002[工学-信号与信息处理] 0836[工学-生物工程] 

主      题：表面肌电 单肩负重行走 平均振幅 平均功率频率 疲劳 

摘      要：单肩背包会压迫一边肩部肌肉,脖子与被压迫的肩膀形成张力,使得颈肩部肌肉长期处于疲劳状态,发生肌肉疲劳损伤,可导致脊柱受力不平衡,脊柱侧弯,椎间盘发生移位,过长时间背负过重的单肩背包引发颈椎病。表面肌电信号的采集对受试者没有创伤,可操作性较好。通过表面肌电信号研究人体肌肉疲劳是现在诸多领域中广泛采用的方法。从表面肌电信号的角度,研究人体单肩背包负重行走时肌肉疲劳特性在国内较少。 本文使用表面肌电仪,通过表面电极采集人体不负重正常行走和右侧肩部背包负重行走时颈伸肌、斜方肌、背阔肌、竖脊肌、骨直肌、股二头肌、胫骨前肌、腓肠肌表面肌电信号(sEMG)。实验将中受试者将分别负重等于体重5%、10%、15%重量的单肩背包,在跑步机上以规定的速度不间断行走30分钟,在实验开始以及之后每隔5分钟采集表面肌电信号10秒,并进行主观体力疲劳评价。实验完成后,提取表面肌电信号的平均值振幅(AEMG)和平均功率频率(MPF)特征值,使用统计学软件对数据进行标准化。通过t检验方法,研究单肩负重行走时表面肌电特征值的左右对称性和男女差异性。研究单肩背包负重时载荷对表面肌电信号的平均值振幅(AEMG)的影响,以及不同负重载荷情况下随时间的增加表面肌电信号的平均功率频率(MPF)变化趋势。 研究结果表明,单肩负重行走时,身体左右两侧的颈伸肌、斜方肌、竖脊肌的表面肌电特征值有差异,背阔肌、骨直肌、股二头肌、胫骨前肌、腓肠肌外侧不存在明显差异,男性与女性平均功率频率和平均振幅特征值有差异。主要受力肌肉随着负重的增加表面肌电信号平均振幅相应增大,随着行走时间的增加表面肌电信号平均功率频率相应降低。