肌电假肢的工作原理

患者残肢肌肉收缩时，会发生复杂的生化反应，在皮肤表面产生可被测取的微小电位差，这种肌电电位差信号传递到微感器，经电极中的放大器进行放大，成为控制信号，输入微电脑，再由微电脑发出活动指令，通过微型马达等驱动系统带动义肢指骨关节张合。装配电子手的关键在于从残肢皮肤表面，找出前臂截肢者在收宿伸肌和屈肌、及上臂截肢者在收缩肱二头肌和肱三头肌时，产生最强肌电电压信号的两个点，并测出这两点上的电压值，然后合理地调节电极放大器的信号放大信数，同时根据患者的残肢情况通过肌电训练仪训练残肢按活动意图有规律的收宿，从而以残肢肌肉的不同运动形式有效地控制和操纵义肢指骨关节的张合，并以动态调节器自动调节义手握力的大小及开闭的速度。由于电子手具有极高的灵敏，所以经过训练后能够使患者控制自如，辅助好手做一只手没办法完成的事情，如洗脸、拧干毛巾、穿衣服、写字、系鞋带、拿汤匙喝汤等。如果在生活中不断地学习和锻炼，就能发挥它最大的功能。电子手设有180度旋转及防震装置，因此骑摩托车或作其他活动时不会有振动力传到手臂上，而引起酸麻(据我所知国内就德林假肢有此功能)。义肢内承筒与手掌之间装有永久免换电池（内置电池，外置可更换），并配有充电器，只需每晚睡觉前取下充电即可，运动量较少者，充电一次可使用2—3天，一般均可使用一天以上。前臂电子手为免带骨髁悬吊式假肢，能让患者穿戴极为方便舒适，外表装有进口的硅胶手皮使其具有逼真的外形，上臂电子手亦与上臂功能手一样配有屈肘辅助装置，使肘关节具有屈伸功能且能在不同屈伸角度加以锁定。

运动疲劳的判定(August172001)

生化测量

1血液：血尿素

尿素是人体内蛋白质和氨基酸代谢的终产物。检测运动员在长时间运动时和恢复

期的血尿素变化，可以了解蛋白质和氨基酸代谢的供能和合成情况，以此评定运动员

身体机能和疲劳程度。血尿素变化与运动负荷量的关系较负荷强度更密切，当负荷量

越大时，血尿素增加越明显，恢复也较慢。

2血液：血清肌酸激酉每

血清肌酸激酉每(CK)又称磷酸肌酸激酉每(CPK)，是短时间剧烈运动时能量补充

和运动后ATP恢复的反应催化素，与运动时和运动后能量平衡及转移有密切关系。安

静时，血清CK主要是由骨骼肌和心肌中的CK透过细胞膜进入血清，男：10至100U/L、

女：10至60U/L。运动时，骨骼肌局部缺氧，代谢产物堆积，自由基增多，细胞膜损

伤和通透性增加，肌细胞内的CK透过细胞膜进入血液，导致运动后血清CK升高。由于

CK在血清中上升和细胞损伤有关，因此是评定疲劳程度和恢复过程的重要指标。血清

CK的变化受到负荷强度的影响大于负荷量。一般短时间极量强度运动后5至6小时，血

清CK升高，8至24小时达高峰，48小时后逐步恢复，负荷强度越大，恢复越慢。运动

员疲劳后，血清CK活性上升，在安静时可高达300至500U/L，但目前尚无量化评价标

准。使用血清CK做评价时，需做CK同工酉每的测定，同时测定血清GOT和Mb(肌红蛋白

)，并同其它临床诊断相结合，以区别于心肌炎时血清CK的上升。

3血液：血清睾酮/皮质醇比值

睾酮有助于加速体内合成代谢，皮质醇可加速分解代谢。测定恢复期血清睾酮/

皮质醇比值，就可了解体内合成代谢和分解代谢平衡的状态。比值高时，是合成代谢

过程占优势；比值下降，是分解代谢大于合成代谢，机体仍处于消耗占主导地位的状

态，疲劳不能有效恢复，长期会导致过度训练。目前认为，此比值变化大于原值30%

时是过度训练的警戒值。

4尿液：尿蛋白

正常人在安静时尿中蛋白质含量甚微(日排出量<150mg，一般为2至8mg%)，常规

检验方法不能检出，故通常称为阴性。运动能使尿中蛋白质排出量增加呈阳性，称为

运动性尿蛋白。运动性尿蛋白属于功能性尿蛋白，一般在24小时内可自行消失。运动

后尿中蛋白质的排泄量因机体机能状态、运动负荷的不同而不同，因此可根据运动后

尿蛋白排泄量和组成成分来评定运动员身体机能状态或其适应情况。一般取运动后和

次日晨尿做检验来评定其疲劳和恢复程度。如果晨尿中蛋白质含量较高或超过正常值

，可能是过度疲劳或过度训练的表现。运动性尿蛋白存在很大的个体差异性，但个体

本身具有相对稳定性，所以应用尿蛋白指标时应特别注意个体特征，而且，评定身体

恢复过程的机能水平时，需要和其它指标对照。

5尿液：尿胆原

尿胆原是血红蛋白分解的代谢产物。在一般情况下，人每天由红细胞破坏而释放

出来的血红蛋白约8克，经代谢约有终产物胆色素280毫克。尿胆原排泄量与运动负荷

、肝功能、肾功能及其肾小管腔的酸碱度等因素有关。运动员在大运动负荷时，体内

溶血增多，尿胆原排出量增加。运动员血红蛋白下降，尿胆原增加时是机能水平下降

的表现。

6唾液pH值

由于长时间激烈运动后，乳酸生成增多，血液pH值也下降，因此，测定唾液pH值

可用于判断运动性疲劳。

生理测量

1肌力

疲劳时，参与工作的肌肉(或肌群)的力量会下降。因此，测定工作前后的肌肉力

量，可判断参加工作的肌肉是否出现疲劳及其疲劳的深度。

2肌肉硬度

骨骼肌疲劳时，不仅收缩机能下降，而且肌肉的放松能力也下降，表现为肌肉疲

劳时，肌肉不能充分放松，肌肉硬度增加。用肌肉硬度计可以测定肌肉收缩及放松状

态的硬度、或肌肉附近的组织的硬度。

3肌围

长距离行走、马拉松跑或长时间站立性工作，可引起下肢围度增加，这主要是由

于重力作用，使下肢血液回流受阻、下肢血液滞留及组织液增多所致。在一次长时间

工作后，下肢围度的增加与疲劳程度成正比。

4心跳率：基础心跳率

心跳率是评定运动性疲劳最简易的指标。基础心跳率是基础状态下的心跳率，即

清晨、清醒、起床前、静卧时的心跳率，一般用脉搏表示，机体机能正常时基础心跳

率相对稳定。如果大运动负荷训练后，经过一夜的休息，基础心跳率叫平时增加5至

10次(每分钟)以上，则认为有疲劳累积现象；如果连续几天持续增加，则应调整运动

负荷。在选用基础心跳率作为评定疲劳指标时，应排除惊吓、恶梦、睡眠等其它因素

的影响。

5心跳率：运动中心跳率

可采用遥测心跳率方法测定运动中的心跳率变化，或用运动后即刻心跳率代替运

动中的心跳率。按照训练-适应理论，随着训练水平的提高，完成同样运动负荷时，

心跳率有逐渐减少的趋势。一般情况下，如果从事同样强度的定量负荷，运动中心跳

率增加，则表示身体机能状态不佳。

6心率：运动后心率恢复

人体进行一定强度运动后，经过一段时间休息，心跳率可恢复到运动前状态，身

体疲劳时，心血管系统机能下降，可使运动后心跳率恢复时间延长，因此，可将定量

负荷后的心跳率恢复时间作为疲劳诊断指标，如进行30秒20次深蹲的定量负荷运动，

一般心跳率可在运动后3分钟内恢复到运动前水平，而身体疲劳时，这种恢复时间可

明显延长。

7血压体位反射

大运动负荷后，植物性神经系统调节机能因疲劳而下降，使血管运动的调节发生

障碍。血压体位反射主要是测定心血管系统调节机能。

8反应时间

反应时间是指刺激信号(光、声音等)出现后，机体迅速做出反应的最短时间，分

为简单反应时间和选择反应时间。疲劳时，反应时间明显延长，特别是选择反应时间

延长更明显，表明大脑皮层分析机能下降。

9皮肤空间阈

皮肤空间阈，也称两点阈，使指能引起皮肤产生两点感觉的两刺激间的最小距离

。疲劳时，辨别皮肤两点最小距离的能力下降。

10闪光融合频率

闪烁光源融合成一个连续光源感觉的最低频率称为闪光融合频率。疲劳时，视觉

机能下降，可根据闪光频率融合的阈值评价疲劳。

11膝跳反射阈

随着疲劳的增加，膝跳反射的敏感性发生变化，引起膝跳反射所需的扣击力量增

加。因此，可根据运动前后膝跳反射的敏感性评价疲劳。

12免疫功能

人体内有一套完善的免疫系统，对「非己」抗原产生排异效应，抵抗疾病、保护

机体。研究表明，长期适量的运动训练会增强机体免疫功能，而不能及时恢复的大强

度或长时间耐力训练则会导致免疫抑制，产生慢性疲劳(过度训练综合症)。运动疲劳

时免疫系统表现危机能下降和混乱，过度训练导致慢性疲劳时的免疫功能变化。利用

免疫指标(如CD4/CD8比值)可对运动引起的慢性疲劳进行早期诊断，对指导训练、保

护运动员健康意义重大。

13肌电图

肌电图(electromyography，EMG)是将单个或多个骨骼肌细胞活动时的生物电变

化加以引导、放大、显示和记录所获得的一维时间序列图形。根据生物电活动引导方

法的不同分为表面肌电图(sEMG)和针电极肌电图。由于其可反应肌肉的兴奋程度，因

此经常被用来评定神经-肌肉系统的功能状态。目前用于评价疲劳的肌电图指针主要

包括sEMG信号线性分析中时域分析的振幅、积分肌电值(iEMG)、均方根值(RMS)和频

域分析的肌电功率谱、平均功率频率(MPF)和中位频率(MF)等，非线性动力学分析中

的肌电复杂度、信息熵和Lyapunov指数等。疲劳时肌电图的一般特征为：sEMG积分肌

电图下降(腰背肌)或上升(四肢肌)；sEMG傅立叶频谱曲线左移，MPF和MF线性下降；

sEMG信号的复杂性下降，熵值减小；功能性电刺激诱发的EMG峰峰值(peak to peak，

PTP)下降。

14心电图

心电图(electrocardiography，ECG)是利用心电图机记录出来的心脏电变化曲线

，反应心脏兴奋的产生、传导和恢复情况，因此备用鱼心脏的机能评定。运动后心肌

疲劳可使心电图出现异常变化：T波下降或倒置，S-T段下降，并出现肌电干扰，另肌

肉放松也不能消失。但一般情况下，运动员心电图的改变多属心脏对运动训练产生适

应性反应的表现，不易与病理性改变区别开。因此在判断运动员心电图意义时，必须

结合其综合检查结果加以考虑。

15脑电图

脑电图(electroencephalogram，EEG)是通过电极对大脑皮层神经细胞集团自发

性电活动的头皮体表记录，是记录头皮两点间的电位差，或者是头皮与无关电极或特

殊电极之间的电位差；其将脑细胞电活动的电位作为纵轴，时间作为横轴，描述电位

与时间的相互关系，包括周期、振幅、位相三个基本特征。国际上常用的Walter分类

法依据频率将其分为δ波(05至35Hz)、θ波(4至7Hz)、α波(8至13Hz)、β波(14至

26Hz)、γ波(26Hz以上)。

脑电图可反应中枢神经系统机能状态。大脑的疲劳状态与α、θ波密切相关，随

着工作时间增加、疲劳程度加深，脑电相关能量参数((θ+α)/β)呈上升趋势，α和

θ波段的相对能量增加，β波段的相对能量减少。在剧烈运动后的疲劳状态时，慢波

明显增多，α波节律变为不均衡，时慢、时快、波幅降低，可出现15至6Hz的慢波且

其周期和波幅极易变化，表明大脑皮质抑制过程占优势。患过度训练症的运动员的脑

电图对光刺激无节律同步化反应，在定量运动负荷试验后波幅降低，且绝大多数运动

员的脑电功率频谱呈现异常，安静时中央区θ波段相对能量增加，α波段相对能量减

少；过度换气后，中央区和枕区δ和θ频段相对能量增多，α波段相对能量减少；过

度换气前后，中央区与枕区α峰频率差值增大等。另外发现，运动员在过度训练状态

呈现的脑电活动的变化是一个暂时的和可逆的过程。一般脑电图作为综合机能检查中

的一个指标，结合其它检查结果综合评定。

心理测量

主观感觉

人体运动时的主观体力感觉与工作负荷、心功能、耗氧量、代谢产物堆积等多种

因素密切相关，因此，运动时的自我体力感觉是判断运动性疲劳的重要标志。1962年

瑞典生理学家Guenzel Borg制订了判断疲劳的主观用力感觉等级表(RPE)，使原来粗

略的疲劳定性分析变为较精确的半定量分析。1982年，他又提出一新量表，更适合于

无养运动或缺氧时自觉反应的需要。

回应 : 1 林思佑 时间 : 2003/3/20 上午 11:11:49 From : 61572261

请问那现代人常出现的压力及精神性疲劳(mental fatigue)应该是属于非运动型疲劳

吧 有适合判定的生理或生化指标吗 通常有什么方式解除呢

回应 : 2 wang jian 时间 : 2003/3/25 上午 08:15:31 From : 21810816317

由mental work 或者stress引起的Mental fatigue与 exercise-induced muscle fatigue

的生理表现有所不同。运动性肌肉疲劳的发生既有肌肉本身的原因，也和中枢神经

系统的驱动作用不足有关，不论运动是短时间高强度的，还是长时间中低强度的都是

如此。Mental fatigue的发生目前主要认为系中枢抑制性神经递质所致。

Mental fatigue的生理学表现主要出现在神经系统本身，严重的情况下也会涉及植物

性器官的功能紊乱，乃至运动系统的功能变化。因此，Mental fatigue的检测应该包

括以上三个方面的内容。椐目前研究，用于反映CNS功能变化的非损伤性检测方法包

括EEG功率谱地形图分析、EEG事件相关电位分析、次作业工作绩效分析等。当然，也

包括主观疲劳的感受。此外，用于判定植物性器官功能的主要包括ECG变异分析。而

评价运动系统的功能比较敏感的方法应该算是MVC和中枢启动(Central activation

level)水平了。

想要健硕的手臂，光靠空想是做不到的！用下面的三个练习，来练爆你的肱二头，健身那么久了，总是一成不变的做训练？是时候给自己的手臂，来一次暴击了吧！

要强化我们的二头，首先就要了解其结构。肱二头有两个头，处于外侧的长头，和在内侧的短头，两个头都有三个功能，长头还会协助你外展肩关节，也就是向两边抬起手臂。

短头则会协助内收肩关节，我们了解了各部分的作用后，就可以轻易的知道，自身的哪些部分，是薄弱的，并且可以具体化，然后进行针对性的强化。

极简主义教练宣称，只要进行大重量复合动作，就足以练大你的手臂，在某种程度上来讲，这说法是没错的。并且多项研究表明，复合垂直拉的动作对于肱二头肌的激活程度很高。

在这一类动作中，有部分动作优于其他动作，相对于正握的引体向上，在反握进行的时候，肱二头肌的肌电图信号更强一些，原因就在于反握引体向上，既有前臂旋后的动作，又有屈肘的动作，不过这两个动作对于，肱二头的激活程度都很高。

划船水平拉的动作，也会在一定程度上，刺激到肱二头的部分，在这类动作中，反向杠铃划船是最好的，想要全方位的锻炼手臂，就可以多进行这些练习。

动作一：哑铃站姿弯举

想要最大化肱二头的训练效果，你就需要进行弯举的动作。

虽然弯举这个基本动作有很多做法，但是其重点在于，一定的负荷下屈肘，因为正如我们所知，所有的弯举动作对，你的肱二头的刺激都很强。身体站直后，将双手的哑铃放在体侧，稳定你的大臂与肘部，进行弯举的动作训练。

宁愿用低重量的哑铃，多做一些弯举得动作，也不要选用大重量，而靠前后的摆动完成。

动作二：杠铃站姿弯举

这个动作使用大重量，进行低次数的训练，每组做到四至八次。

在我们训练的开端，我们机体的力量是最强的，所以大重量要放在靠前做。向心的收缩，和离心的收缩，都会促进肌肉肥大。相比于上一个动作，这个动作两只手臂同时进行，可以减小身体的晃动，对稳定性不好很有帮助。

大重量是根据自身情况来的，要能够完成足够的数量才行，保证动作的规范。

动作三：药球俯卧撑

这个动作既好玩，并且还具有挑战性，需要有一定的核心稳定性，以及运动能力。

相对于在稳定的平面上做，不稳定平面上的俯卧撑，对于二头肌，的部分激活程度很高。这个动作简单来讲，就是在双手抓在药球上，然后完成足量的俯卧撑，当然前提是你可以，很稳定的支撑在药球上。

如果你身边找不到药球的话，你也可以用别的球状物体来代替。

跟其他所有的肌肉一样，想要把手臂练好，你就需要持续针对其进行训练，并且不要让其的间断。

屈臂提重物时，肱二头肌收缩和肱三头肌放松。

曲臂时，肱二头肌收缩，肱三头肌伸张。

肱二头肌位于内侧，肱三头肌位于外侧，如果是曲臂提重物，前者是收缩的，后者是舒张的。如果是直臂提重物，二头肌和三头肌都是收缩的。只有在自然下垂的时候，它们才是同时舒张的。

伸直的时候肱三头肌是收缩状态，胧二头肌虽然也有少许收缩，但并不明显，主要是肱三头肌吃力。弯曲的时候则正好相反，肱二头肌是收缩状态，而肱三头肌是微收缩状态。

扩展资料：

近固定时肱二头肌使前臂在肘关节处屈和旋外，使上臂在肩关节处屈远固定时，肱二头肌使上臂向前臂靠拢。肌电观察表明，当前臂旋外使掌心向前并屈肘时，肱二头肌才有明显的肌电活动。

而当前臂旋内即使掌心侧向身体或身后屈肘时，肱二头肌的电位活动很小或不出现电位活动。这也是肱二头肌练习基本上皆使掌心向前握持器械的主要原理之一，位于上臂前群肌浅层。

作用：屈肩、屈肘及使前臂旋后。当肱二头肌收缩时，使肘关节屈曲；当肱二头肌舒张时，使肘关节伸展或前臂下垂。

-肱二头肌