推拿手法評估中表面肌電信號的應(yīng)用探索

摘要：本文以推拿手法中的揉法為例，通過討論揉法按摩專家實施揉法按摩時手臂表面肌電信號的特征規(guī)律，探索表面肌電信號在按摩手法評價中的應(yīng)用。實驗表明表面肌電信號可以實時記錄推拿實施者手臂肌肉用力情況；能客觀地評價實施者不同肌肉在操作過程中的施力情況，從而達到對推拿實施者的手法進行評價及校正的目的。

關(guān)鍵詞：推拿手法；表面肌電信號；按摩評估

中圖分類號：G804.2 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9599 （2012） 21-0000-02

1 引言

1.1 推拿手法介紹

推拿手法即推拿中所施行的各種技巧動作。它通過許多不同形式的操作方法可刺激人體的經(jīng)絡(luò)穴位或特定部位。其中揉法是推拿手法中常用手法之一，是以手掌大魚際或掌根，全掌，手指羅紋面著力，吸定于治療部位，作輕柔緩和的環(huán)旋運動，并帶動該處皮下組織一起揉動的手法。揉法分為大魚際揉法、掌根揉法、中指揉法、三指揉法、拇指揉法。拇指揉法是以拇指羅紋面著力于施術(shù)部位，余四指置于相應(yīng)的位置以支撐助力，腕關(guān)節(jié)微懸。拇指及前臂部主動施力，使拇指羅紋面在施術(shù)部位作輕柔的環(huán)旋揉動，頻率每分鐘120～160次左右。本實驗中主要以拇指揉法為實例實施相關(guān)實驗。

1.2 表面肌電信號介紹

表面肌電信號（SEMG）是從肌肉表面通過電極引導(dǎo)，記錄下來的神經(jīng)肌肉系統(tǒng)活動時的生物電變化的一維時間信號來反映神經(jīng)肌肉的活動。隨著肌電生理研究的深入和肌電檢測技術(shù)的發(fā)展，表面肌電信號（SEMG）的應(yīng)用越來越廣泛，尤其是在肌肉收縮特征方面的探索和研究取得了很大的進步。目前，研究表明SEMG在臨床醫(yī)學的神經(jīng)肌肉疾病診斷、在人機工效學領(lǐng)域肌肉工作的工效學分析，在康復(fù)醫(yī)學領(lǐng)域的肌肉功能評價以及在體育科學中的疲勞判定、運動技術(shù)合理性分析、肌纖維類型和無氧閾值的無損傷性預(yù)測等方面均有重要實用價值。

1.3 本文研究目的

通過本項目的前期實驗研究已經(jīng)得出結(jié)論：在揉法操作過程中，主要是由按摩者的三角肌、肱二頭肌、旋前圓肌、橈側(cè)腕長伸肌、指伸肌進行用力。因此本研究通過在實施揉法按摩時，實時采集按摩者這五塊肌肉的肌電信號，探討肌電信號變化特征與揉法按摩力度的關(guān)系；實時監(jiān)測按摩者肌肉用力情況，分析肌肉用力比例，從而評估按摩者的動作是否規(guī)范，對于動作不規(guī)范者給出相應(yīng)的用力指導(dǎo)。

2 研究對象及方法

2.1 研究對象

參加測試的人員分為兩組，第一組為長春大學特教學院推拿教研室教師5人，第二組為學生組，由長春大學針推系2011級本科生10人組成，本組成員均未接觸過推拿臨床實習。15位測試人員中，男10例，女5例。所有測試人員近期均無明顯的上肢損傷史，實驗前24小時未從事過上肢劇烈運動。

2.2 實驗方式

測試前，所有受試人員靜息15分鐘，避免心理因素干擾，按揉法傳統(tǒng)操作要領(lǐng)，每個實驗對象操作2遍，實時采集SEMG，手法操作每遍5分鐘，中間間隔20分鐘，以保證同一性和可重復(fù)性，以及提高組與組之間的可比性。實驗數(shù)據(jù)的采集為專業(yè)人員操作，以減少誤差，增強可靠性。

2.3 表面肌電信號的采集

表面肌電信號采集采用雙電極引導(dǎo)法記錄 SEMG。選用一次性黏貼表面電極，記錄電極分別放置在三角肌、肱二頭肌、旋前圓肌、橈側(cè)腕長伸肌、指伸肌的肌腹處，并按要求貼放參照電極間距為2厘米。

實時采集2組SEMG，每組信號采集結(jié)果如圖2-1所示。

2.4 表面肌電信號的分析方法

SEMG信號的分析主要集中在時域和頻域兩個方面。本研究中我們主要分析時域方面的

積分肌電值 （integrated EMG，iEMG）、平均肌電值（average EMG，AEMG）、均方根值（root-mean-square，RMS）、峰值（peak value）等主要參數(shù)。其中iEMG是指所得肌電信號經(jīng)整流濾波求單位時間內(nèi)曲線下面積的總和，值的大小在一定程度上反映參加工作的運其動單位的數(shù)量多少和每個運動單位的放電大小。該指標主要體現(xiàn)肌肉在單位時間內(nèi)的收縮特性。經(jīng)研究表明肌肉收縮時，iEMG與肌力之間存在著線性關(guān)系。當肌肉收縮的力量iEMG增強時，參加工作的運動單位數(shù)量增多并且每個運動單位的參放電增加，因此，iEMG隨之增加。RMS值是放電有效值，大小決定于肌電幅值變其化。峰值體現(xiàn)信號強度。為了能更好地分析實驗數(shù)據(jù)，首先對所得原始信號進行修正處理，去掉噪音，然后對修正后信號進行量化得到直方圖。

2.5 實驗結(jié)果分析

由于不同組別的人對揉法的理解不同，動作表現(xiàn)也有差異，不同肌肉在操作過程中的施力或做功不一樣。因此對揉法按摩手法進行評估較為困難。

在本實驗中，分別對2組施術(shù)者的三角肌、肱二頭肌、旋前圓肌、橈側(cè)腕長伸肌、指伸肌進行3次的募集結(jié)果進行卡方檢驗，發(fā)現(xiàn)在這15組數(shù)據(jù)中，除肱二頭肌在第2次測試中所得結(jié)果沒有顯著差異外，其余結(jié)果均有明顯差異。說明2組成員在2次測試中，5組肌肉相對施力是完全不同的。從學生組的總體情況看，每組表面肌電信號波峰值較小，說明用力較輕；教師組表面肌電信號波峰值較大，并且在前后2次測試中峰值變化幅度較小，說明教師組所用肌肉都使用了較大的力并且力道均勻。在2次測試中，學生組的5塊肌肉收縮力均和教師組有顯著差異，這說明學生組在揉法操作過程中，5塊肌肉收縮力較小，反應(yīng)出他們的屈肘、前臂旋轉(zhuǎn)及伸腕的動作幅度小，而同時教師組在第2次操作中伸腕之力較有區(qū)別。因此，通過實驗表明動態(tài)觀察表面肌電圖的變化能客觀地評價施術(shù)者不同肌肉在操作過程中的施力情況。

3 結(jié)論

在揉法操作中，通過對教師組和學生組手臂肌肉信號地實時監(jiān)測，并利用SEMG信號數(shù)值為參數(shù)，對揉法做定量化的研究，從而為揉法確定規(guī)范化依據(jù)。實驗表明SEMG信號可以實時紀錄推拿施術(shù)者手臂肌肉用力情況；能客觀地評價施術(shù)者不同肌肉在操作過程中的施力情況，并且能反映專業(yè)學生應(yīng)加強或減弱那塊肌肉的力度，以保證手法的正確性，對提高學生按摩手法訓(xùn)練成績非常有意義。

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基金項目：吉林省科技廳自然科學基金（項目編號：201215112， 201215111）

長春市科技局項目（10GH14）

[作者簡介]馮萍（1977-），女，吉林通化人，講師，碩士，主要從事網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)字信號處理技術(shù)研究。