蟾蜍腓肠肌表面肌电信号（sEMG）特征的研究

摘要

为了探讨肌肉活动过程中表面肌电（sEMG）信号的变化特征及其产生机理，以人体肌肉为实验对象做了大量的研究。但是，在研究过程中有很多控制因素无法在人体实验中完成，从而造成研究的局限性和结果的不准确性。为了解决上述问题，本研究试图通过对在体蟾蜍腓肠肌表面肌电信号特征的研究，建立有效的动物模型，为广泛、深入的研究肌肉运动过程中sEMG信号的变化规律及生理机制建立一个平台。 本研究包括两个部分：实验一，蟾蜍腓肠肌表面肌电信号引导的动物模型的建立；采用12只中华大蟾蜍，雌雄两组，每组各6只。分别采集在体右下肢间歇性、递增张力下等长收缩的表面肌电信号，同时对雌雄蟾蜍双下肢肌纤维类型进行组化分析。实验二，蟾蜍腓肠肌长时间运动过程中表面肌电信号变化特征的研究。本实验采用中华大蟾蜍18只，随机分为三组，80％、60％ 、40％ 最大肌力运动组各6只。在固定架上，通过不通强度的电刺激腓肠肌作等长收缩运动，采集不同强度运动的表面肌电信号。运动后即刻采集放置表面电极部位的肌肉标本，制作冰冻切片做糖原和苏木精-伊红染色。实验一的研究结果显示雌、雄蟾蜍腓肠肌的肌肉类型以Ⅰ型纤维为主，约占68％左右。各组之间无显著性差异。能够引导出正常、稳定的表面肌电信号。以间歇性递增张力作等长收缩，张力增加和MF、MPF、iEMG呈线性增加关系。雌、雄组之间无显著性差异。实验二的研究结果表明在以80％、60％、40％最大肌力强度下作间歇性等长收缩运动45分钟后，MF、MPF值均呈线性下降趋势。在80％强度运动组iEMG值呈非线性上升趋势。组织化学染色显示在相同时间运动过程中，糖原减少与运动强度成正相关。在45分钟的不同强度运动过程中，肌细胞结构无明显改变。 本研究通过对实验一和实验二的结果分析认为，以Ⅰ型纤维为主的肌肉在间歇性递增负荷等长收缩的过程中MF、MPF及iEMG变化规律与肌肉张力的改变呈正相关，随着张力的增加而增加。在80％、60％、40％最大肌力强度下进行间歇性长时间等长收缩运动过程中，MF、MPF呈线性下降趋势，出现频谱左移。与许多文献报道结果相一致。而iEMG呈不规律升高趋势，运动强度越大升高越明显。从而，有效的建立了耐力型肌肉长时间运动过程中，表面肌电信号的分析模型。