表面肌電在運動科學中的應用

05-03

表面肌電在運動科學中的應用

一、表面肌電的基本概念

1. 什麼是表面肌電？

神經興奮衝動傳遞至肌肉，使肌肉興奮，產生電活動和收縮，從肌肉表面通過電極引導、記錄下來的神經-肌肉系統活動時的生物電信號，即為表面肌電。表面肌電信號實質上是多個運動單位活動電位差的總和。受中樞神經控制，反映神經-肌肉系統的功能變化特性。

2. 表面肌電在體育應用中的優勢與不足

優勢：

無創
可很好地表現肌肉在運動時的發力特徵
直觀、快速、現場反饋
可與其它測量方法同步分析（影像、發力等）

不足：

信號來源複雜，受干擾因素多
只能記錄淺層肌肉，不能記錄深層肌肉

3. 常見表面肌電測試設備

Noraxon：表面肌電市場的黃金標準，單套售價20萬-100萬

Delsys：無需電極片，內置三軸加速度感測器，單套售價15萬-50萬

二、主要誤區

肌肉力量越大≠表面肌電信號越大

已知的表面肌電與肌肉力量的關係：

在等長收縮的條件下（靜力），在最大自主收縮力百分比的一定範圍內（0-40%MVC，40-80%MVC），肌力與肌電信號呈線性關係，但不同肌肉的相關係數不同。
然而，當運動不是等長收縮時，由於肌肉長度的變化、關節角度的變化、運動速率的變化，導致力矩時時發生變化，使得肌力與肌電信號的關係無法明確。例如，肘關節55°屈時，肱二頭肌等長收縮的肌力小於離心收縮，而肌肉激活程度則大於離心收縮；但肘關節165°屈時，等長收縮肌力大於向心收縮，而肌肉激活程度小於向心收縮。
從我們目前做的簡單動作實驗來看：在多數情況下，負荷在一定範圍內時，可舉起的重量與肌電信號呈正相關。

三、應用場景

應用一：對比不同動作或負荷對同一肌肉的刺激程度

例如：用來對比哪種動作對腹肌的刺激最深

應用二：偵測不同肌肉間的協調性與時序性

協調性，下面的第二張圖表現的協調性要更好

時序性，例如：足球射門動作，下肢發力順序應為後群先發力向後擺腿，主要為腓腸肌的主動收縮，隨後前群（股直肌、股內側肌等）發力，大腿帶動小腿（脛骨前肌），完成鞭打動作。

可據此分析錯誤發力順序，以糾正動作。

應用三：對比左右側平衡以糾正動作和預防損傷

? 尤其對於杠鈴卧推、俯卧撐、引體向上等閉鏈動作，容易出現單側側重發力的情況，可實時反饋左右不均衡並及時調整動作，預防單側過勞傷。

?當發現左右側最大肌力及最大肌電信號值有較大差異時，今後訓練在完成常規練習後，應著重進行弱側小重量、多次數的意念集中訓練，以提高弱側肌纖維募集能力。

應用四：運動康復與診斷功能

水中康復訓練與指導：

患者在水中運動可因浮力作用而減小對關節的壓力，此時監控水中運動肌電水平，若與地面運動無異，則優先進行水中康復。

?關節損傷後/偏癱患者健側與患側的對比：

ACL/PCL 損傷，對比術前健患側下肢EMG，有助於制定手術及治療方案。術後評估雙側EMG，評價治療效果。

?脊髓損傷康復訓練前後肌肉激活情況對比

四、 BodyPlus運動分析和動作分析報告

對最前沿科技的智能運動裝備感興趣，或想了解更多關於運動康復，運動訓練，健身塑型內容的朋友，可以關注BodyPlus的公眾號，博迪加科技專業的智能運動裝備+運動科學分析師+金牌健身教練+體適能訓練師和一流的工程師團隊帶你全面認識自己的身體及運動數據，增強訓練效果，降低受傷風險，指導損傷康復，突破運動瓶頸，挑戰自我極限。