不同路况对人体下肢肌肉特征参数的影响

发布时间：2021-06-14 03:25

　　提高医疗康复辅具的智能化水平能够明显改善老年人等弱势群体的运动步态及肢体运动能力,以及增强他们的自理能力、社会参与能力.因此,有效地获取人体在不同运动模式下的步态信息并将其应用在智能动作辅助系统控制系统的设计上是目前需要解决的重要问题.肌电信号能够很好地反映人体在运动时的肌肉活动状态和功能状态,本文针对不同路况下人体下肢肌肉的表面肌电信号进行一系列实验研究.通过比较人体下肢主要肌肉群的特征参数,得出人体下肢存在优势侧和非优势侧的结论,且不同路况下的这种差别是不同的.此外,本研究还通过分析不同路况下行走时人体下肢4组主要肌肉群（股内侧肌（VMO）、胫骨前肌（TIB）、半腱肌（SEM）和腓肠内肌（MED））的特征参数变化,得知双下肢的肌肉特征参数随路况的变化而变化的具体参数特点.本研究揭示了在不同路况下行走时人体下肢主要肌群的活动状态和变化特征,可为有行走功能障碍的患者及老年人的医疗诊断、康复训练及康复评定提供依据,同时也为双足机器人/智能助行器的优化设计奠定了基础. 

【文章来源】：天津科技大学学报. 2020,35(05)

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

肌肉的选择和电极的位置

上楼时各受试肌群一个步态周期内的AMP变化如图5所示．各受试肌表面肌电在一个步态周期内的变化规律与平地时类似．支撑期观测腿负责完成向上提升身体的任务，在其足跟着地时，VMO和SEM强烈收缩，使髋、膝伸展；TIB强烈收缩，使踝关节的跖屈运动得到控制．支撑中、末期，MED强烈收缩，使足跖屈．由于该过程需要克服重力做功，上述肌肉的兴奋时间和兴奋程度均大于平地行走时支撑阶段各肌群的表现．摆动前期(一个完整步态周期的60%～70%)、末期SEM的肌电均出现了一个较大的峰值，这可能是由于上楼时腿部抬高高度比平地时大.下楼时各受试肌群一个步态周期内的AMP变化如图6所示．

下楼时各受试肌群一个步态周期内的AMP变化如图6所示．下楼时，VMO在支撑中、末期有一个较大的峰值，其他时刻均为静止状态；SEM在支撑末期有一定的活动，在摆动中期(一个完整步态周期的70%～90%)出现一个较大的峰值；MED在整个步态周期内均有活动，在支撑前期(一个完整步态周期的0～15%)活动最大．支撑期踝关节做跖屈运动，MED对其作用力增强，因此在支撑期一直处于活跃状态；其他两个关节在支撑前期基本没有活动，在支撑中、末期主要做屈曲动作，VMO、SEM因此活动活跃．TIB在摆动前期有一个较大的峰值，其他时刻均为静止状态．

【参考文献】：
期刊论文
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[7]表面肌电信号测试分析系统的研制[J]. 王人成,黄昌华,杨年峰,张瑞红,张济川,金德闻,李正元.  中国医疗器械杂志. 1998(03)

博士论文
[1]基于sEMG信号的外骨骼式机器人上肢康复系统研究[D]. 李庆玲.哈尔滨工业大学 2009



本文编号：3228966