手臂疲勞時(shí)表面肌電信號(hào)特征

劉光達(dá)，董夢坤,許藍(lán)予,周子健,李翠鍶,張守偉

(1.吉林大學(xué)儀器科學(xué)與電氣工程學(xué)院，長春 130012；2.東北師范大學(xué)體育學(xué)院，長春 130024)

運(yùn)動(dòng)員獲得優(yōu)秀成績的前提需要進(jìn)行大量的訓(xùn)練，而大量的訓(xùn)練會(huì)增加運(yùn)動(dòng)員的傷病概率。因?yàn)殡S著訓(xùn)練強(qiáng)度和時(shí)間的增加會(huì)產(chǎn)生肌肉疲勞，當(dāng)疲勞到達(dá)一定程度會(huì)造成肌肉損傷，所以為了避免這種情況，可以選擇比較合理的生理信號(hào)，對(duì)人體的疲勞程度進(jìn)行判斷。而近幾年，表面肌電(surface electromyography，sEMG)在評(píng)價(jià)肌肉疲勞方面?zhèn)涫荜P(guān)注。表面肌電信號(hào)是肌肉收縮時(shí)產(chǎn)生的微弱的生物電信號(hào)，包含了許多有用的生理信息[1]。表面肌電信號(hào)可以反映人體肌肉的功能狀態(tài)，通過提取表面肌電信號(hào)特征，可以用于疲勞判斷、康復(fù)醫(yī)療和診斷肌肉病等[2]。

目前已有多種基于表面肌電信號(hào)的肌肉疲勞特征被廣泛使用，不同的特征參數(shù)對(duì)疲勞的評(píng)價(jià)效果也不同。例如，王宏鵬等[3]通過對(duì)高原駕駛員頸部肌電數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)隨著駕駛時(shí)間的增長，頸部肌電特征積分肌電值有上升趨勢，而中值頻率有下降趨勢，且在行駛60 min時(shí)，駕駛員進(jìn)入疲勞狀態(tài)。徐明偉等[4]針對(duì)頸部前屈，對(duì)頸部肌肉每60 s肌電值求其平均功率頻率和積分肌電值，研究發(fā)現(xiàn)，積分肌電值的先增大后減小，且可用平均功率頻率的導(dǎo)數(shù)負(fù)數(shù)積聚來判定肌肉疲勞。王琳等[5]結(jié)合生物力學(xué)理論分析頸部表面肌電信號(hào)，發(fā)現(xiàn)隨著屈頸時(shí)間增加，積分肌電值上升，近似熵和疲勞指標(biāo)Q下降，經(jīng)t檢驗(yàn)和變異系數(shù)分析可知，Q值對(duì)頸肌疲勞的反映最佳。……