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1、武汉体育学院 硕士学位论文 膝关节等速运动肌力与肌电参数的研究 姓名：郑成 申请学位级别：硕士 专业：运动医学 指导教师：王广兰 20100601 I 摘 要 研究研究目的目的： 本文旨在通过使用等速肌力与表面肌电技术评定受试者肌肉功能状态， 比较膝关节 在相同关节活动范围内不同速度负荷对屈、伸肌肌力与肌电参数水平的影响；以及同一 速度运动中膝关节屈、伸肌群肌力与肌电参数随运动次数的变化情况，了解膝关节屈、 伸肌不同运动速度下的神经肌肉特征，探索相关肌肉在不同运动速度下的做功效率，为 进行有效的肌肉机能训练提供理论参考。 研究研究方法方法： 以武汉体育学院健康科学学院 16 名男性本科生为研究
2、对象，利用 BIODEX SYSTEM-4 等速测试仪对受试者优势腿进行三组速度的等速肌力测试， 设定速度及顺序 为：快速 300/s、中速 180/s、慢速 60/s，每组速度运动 10 次，组间休息 2 分钟。设 置关节活动范围 105-25（0为膝关节伸直水平位） 。 采用 ME6000 T16 表面肌电测试系统在肌力测试的同时采集受试者优势腿股外侧 肌、股内侧肌、股直肌、股二头肌和半腱肌的表面肌电信号。 实验实验结果结果： 膝关节等速屈、伸运动时屈、伸肌的峰力矩值、做功量、RMS、IEMG、RMS/WK、 IEMG/WK 在慢速运动时最大，在快速运动时最小；屈伸峰力矩比值在慢速时最小，
3、快 速时最大；平均功率在慢速时最小，中速时最大。 主动肌收缩时运动时，对抗肌存在共激活现象，随速度的增加表现更为明显；同一 速度运动时，腘绳肌的共激活水平较股四头肌明显。 随着测试中屈、 伸运动次数的增加， 慢速运动时屈、 伸肌的 RMS、 IEMG、 RMS/WK、 IEMG/WK 逐渐增加，做功量逐渐下降的趋势最为明显。 结结 论论： (1) 普通男大学生膝关节屈、伸肌肌力不平衡，平时在提高膝关节力量时应重点加强屈 膝肌的力量，以提高膝关节的平衡性，从而维持膝关节的稳定，防止损伤的发生。 (2) 伸膝过程中屈膝肌存在共激活现象，在高速运动中更明显，以此来对抗伸膝肌对膝 关节的过度伸膝，从而
4、起到维持膝关节稳定的作用。 (3) 等速运动作为提高和改善肌肉力量和性能的抗阻训练方法，在康复训练早期阶段， II 可选择高速度的等速运动来促进相关肌肉的做功效率。 (4) 将等速肌力与表面肌电技术结合使用，可以更加全面评价受试者相关肌肉的功能， 为了提高测试的精确性，应合理解决多种仪器同时使用时信号的同步问题。 关键词: : 等速运动；表面肌电；共激活；膝关节 III Abstract Objective: The aim of this investigate was to explore the neuromuscular characteristics of knee joint du
5、ring isokinetic extension and flexion by researching myodynamic and electromyographic activity during different velocities isokinetic knee extension and flexion, in order to carry out effective training in muscle function and provide a theoretical reference. Methods: Sixteen male volunteers from Col
6、lege of Health Sciences of Wuhan Institute of Physical Education participate in the experiment. The subjects dominant knee joint performed on the Biodex System-4 dynamometer involved 10 isokinetic contractions at 300/s, 180/s and 60/s while the joint range of motion(ROM) was 105-25(0=full knee exten
7、sion at horizontal position), a 2-minute rest period was allowed between tests at each velocity. Myodynamic and electromyographic parameters was recorded by a Biodex System-4 dynamometer and ME 6000 T16, surface electromyography signals was recorded from the quadriceps femoris (vastus lateralis, vas
8、tus medialis, rectus femoris) and hamstring muscles (biceps femoris, semitemdinosus) during the isokinetic testing. Results: The Peak torque, Work, RMS, IEMG, RMS/WK, IEMG/WK decreased from 60/s to 300/s, H/Q increased from 60/s to 300/s, average power increased from 60/s to 180/s, and then decrease
9、d from 180/s to 300/s. The antagonist muscle co-activation during agonist muscle isokonetic contractions increased from 60/s to 300/s, and the co-activation of hamstring muscles during knee extension was greater than quadriceps femoriss co-activation during knee flexion. With the reps of isokinetic
10、contractions increasing, the RMS, IEMG, RMS/WK and IEMG/WK increased, and the Work decreased, this change was most obvious at 60/s isokinetic contractions. Conclusion: (1) The agonist and antagonist muscles strength of knee of normal male college students was not balance, in order to maintain the kn
11、ee stability and to prevent the occurrence of injury, should focus on strengthening the hamstring muscle strength when improving the knee joint forces. (2) The knee co-activation of hamstring muscles during knee extension was most obvious at high velocity isokinetic contraction, and this was to comb
12、at the knee hyperextension, in order to maintain knee joint stability. (3) In the early stages of rehabilitation，we can choose high velocity isokinetic exercise to promote muscle work efficiency. IV (4) It can be more comprehensive evaluation of muscle function by synchronization using the isokineti
13、c test and surface electromyography, but in order to improve the data reliability, should properly solve the signals synchronization when using many instruments at the same time. Key words：Isokinetic contraction; surface Electromyography; Co-activation; Knee joint 武汉体育学院武汉体育学院学位论文原创学位论文原创性声明和使用授权说明性
14、声明和使用授权说明 原创性声明原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所 取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任 何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡 献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的 法律后果由本人承担。 论文作者签名： 日期： 年 月 日 学位论文使用授权说明学位论文使用授权说明 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即： 按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本； 学校有权保存并向国家有关 部门或机构送交论文的复印件和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学
15、校可以允 许采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存学位论文；在不以赢利为目的的前 提下，学校可以公开学位论文的部分或全部内容。(保密论文在解密后遵守此规定) 作者签名： 日期： 指导教师签名： 日期： 第一章 绪论 1 1 绪论 1.1 选题依据 肌肉最大的功能就是收缩， 对于人体运动最大的作用就是通过收缩产生力量来维持 或者完成某些动作。而肌肉的收缩有三种类型：等长、等张和等速收缩，等长收缩与静 止状态有关，等速与等张收缩与运动状态有关，其中等速收缩与恒速运动有关。 等速运动(isokinetic)是借助特定的仪器预先设定在关节活动范围内肢体运动的速 度，在关节运动过程中，无论受试者肌肉收
16、缩产生多大的张力，肢体的运动始终在某一 预定的角速度下进行， 肌肉在运动中收缩所产生的张力的变化并不能使肢体产生加速或 减速的一种运动1，在运动的开始和终末阶段除外。通过等速肌力测试仪使肢体在预先 设定的速度下运动，记录肌肉收缩所产生的作用于肌力仪力臂上的力量，或者利用恒定 的速度负荷对某一关节进行训练。 在神经系统的控制下，肌肉收缩的同时伴随电位的活动，表面肌电图(surface electromyography， sEMG)技术就是通过专用设备从肌肉表面引导和记录肌肉活动时神经 肌肉系统生物电变化的电信号， 通过评估具有对肌肉功能状态特异和敏感的 sEMG 信号 水平可定量反映被检测肌肉的局部疲劳程度、肌力状况、肌肉激活模式、运动神经元的 传导速度、不同肌群之间的协调性等肌肉活动的变化规律2。 等速肌力测试技术和 sEMG 技术已广泛应用于医学领域中某些疾病的辅助诊断、 康 复训练；以及体育科研、训练领域中肌肉功能的评价及训练。随着科学技术的发展
