步行时下肢膝关节伸肌群肌力研究

摘要

研究运动中肌肉的肌力对深入了解骨和关节的承载能力，以及损伤机制具有非常重要的意义。人体活动不是单一的刚体运动，是由肌肉、骨、关节相互协调配合完成的。在人体复杂的运动形式下，各肌肉的肌力是很难测量到的。本文利用现代生物力学方法与手段，对人类步行时膝关节伸肌群肌力进行了研究。旨在通过实验采集到步行时的运动学指标、动力学指标和肌电信号，对肌电图的周期进行划分，并通过股直肌积分肌电与膝关节伸肌群最大肌力之间的关系，利用步行时股直肌的肌电信号评价膝关节伸肌群肌力，为人体膝关节的肌肉力学研究、损伤机制、康复医疗及假肢制造提供力学参数，并为人体肌肉力学研究提供一种思路。
　　 本研究选取了5名男性青年为实验对象，采用CON-TREX等速测力系统与Me6000表面肌电测试系统对受试者等速向心运动同步测试，用统计学方法对实验数据进行相关分析，找到股直肌积分肌电与膝关节伸肌群最大肌力的相关性。再利用Vicon动作捕捉测试系统、Footscan足底压力平板测试系统和Me6000表面肌电测试系统对受试者的步行情况进行同步测试，利用同步的运动学和动力学指标对人体步行时肌电信号进行周期划分，找到一个步态周期中股直肌的肌电信号，利用股直肌的积分肌电与膝关节伸肌群最大肌力的相关关系，了解步行时膝关节伸肌群肌肉力的情况。
　　 研究结果表明:
　　 1.单个人的股直肌积分肌电与膝关节伸膝肌群最大肌力存在相关关系，并依此对每人分别建立了回归方程，股直肌表面肌电信号可以在对同一个人追踪研究中评价膝关节伸肌群最大肌力。为人体膝关节的肌肉力学研究、损伤机制、康复医疗及假肢制造提供力学参数，并为研究人体复杂运动时肌力的研究提供了新思路。
　　 2.人类在步行时股直肌主要起到使小腿前摆和维持小腿摆动后期环节位置的作用。
　　 3.在肌电图周期划分中，臀大肌与竖脊肌是比较好的参照肌肉，臀大肌放电开始于支撑前期，竖脊肌放电开始于摆动前期。

目录

声明

摘要

引言

1 文献综述

1．1 膝关节解剖结构特征的研究

1．2 等速肌力的研究

1．2．1 等速肌力测试与训练系统的概述

1．2．2 等速肌力测试指标的描述

1．2．3 等速肌力测试应用的研究

1．3 表面肌电的研究

1．3．1 表面肌电测试系统概述

1．3．2 肌电图及相关指标的描述

1．3．3 表面肌电应用的研究

1．4 等速运动同步表面肌电的研究

1．5 人体步态特征的研究

2 研究对象与研究方法

2．1 研究对象

2．2 研究方法

2．2．1 文献资料法

2．2．2 实验法

2．2．3 数理统计法

3 研究结果与分析

3．1 等速同步表面肌电分析

3．1．1 等速运动中伸膝肌群肌肉力矩

3．1．2 等速运动中伸膝肌群肌力

3．1．3 等速中股直肌表面肌电信号分析

3．2 肌肉力与积分肌电的相关分析

3．2．1 不同人股直肌积分肌电与伸膝肌群肌力的相关分析

3．2．2 单个人股直肌积分肌电与伸膝肌群肌力的相关分析

3．3 步行时肌电信号的周期性变化

3．3．1 步态周期个关键时相运动学和动力学特征

3．3．2 步行时肌电图的周期性划分

3．3．3 步态周期中各肌肉放电时序

3．4 步行时膝关节伸肌最大肌力

结论

参考文献

致谢

攻读学位期间取得的科研成果清单