第1期 李培畅等:肌肉组织疲劳过程的超声衰减特征 号HD4096)采集数据并显示响应信号,同时日标肌数据采集。每位受试者测试时间为300s。实验装 肉处由多导运动生物电记录分析仪( Biovision,16/置如图3所示。 32便携式)同步采集SEMG 肌肉组织疲劳测量方法:受试者(分别对6名受 测试 试者进行实验,男性,平均年龄25周岁)坐在带有等 数字示波器 速肌力测试系统的可调节椅(北京普康科健医疗设 混合信号发生器 备有限公司,型号 ISOMED-2000上,身体由背带 固定用以限制测试中受试者姿势的变化,右臂前臂 固定,手握力矩杆施力 唐能 换能器 数字示波器控制 图3超声传输衰减测量系统 Fig 3 Ultrasonic attenuation signal measurement system 2.2数据采集 电记 计算机 2.2.1超声调频信号的激励与采集为更准确测 量实际超声能量,选取调频信号为激励来研究其响 混合信号发生器程序控制 应的衰减情况。调频信号通过换能器及肌肉组织后 较稳定[3,在接收端的响应不易受噪声干扰,便于 电极 图2实验装置示意图 观察信号变化规律。将两个超声换能器分别置于右 Fig. 2 The schematic diagram of the experimental device 肱二头肌两侧,由铁架台及夹子固定,在换能器与皮 为统一不同体质受试者的施力情况,用各受试肤之间填充耦合剂(TM-100型医用超声耦合剂)。 者的最大自主收缩力矩对其施力情况进行归一化处信号发生器产生调频信号连接输入端换能器,经 理。最大自主收缩力矩测量法是:受试者进行3逐渐疲劳的肌肉组织传输至接收端换能器(中心频 次等距的最大自主收缩,即手握力矩杆使出最大的率为10MHz)由示波器显示波形。计算机编程 力矩的平均值,定义为最大自主收缩力矩[。实验控制示波器每间隔15s采集一次数据持续300s, 开始时,要求受试者对力矩杆施加最大自主收缩力整理数据,采集到响应的调频信号(以输入端换能器 矩50%的力,并保持该力,开始调频信号、SEMG的中心频率2.25MHz为例)如图4所示。 IRaNAiANHHHHi 2.22.4 2.22,4 a.30s时的响应信号 b.120s时的响应信号 三o叫m删1 1.8 c.,210s时的响应信号 d.300s时的响应信号 图4肌肉疲劳过程中不同时间点的超声调频信号 Fig+ The response of ultrasound FM signal in the muscle fatigue process at different time 2.2.2SEMG数据采集同步调试多导运动生物以减低电阻,贴上两张电极贴片,再选择适当位置贴 电记录分析仪,连接电极贴片(阳光牌一次性使用心一张电极贴片作为参考电极,计算机控制,与超声信 电电极,100-A型),用酒精棉轻抹置放电极处皮肤,号同步采集300s,采集到的SEMG如图5所示。第１期 李培畅 等：肌肉组织疲劳过程的超声衰减特征 ４３ 号 ＨＤ４０９６）采集数据并显示响应信号，同时目标肌 肉处由多导运动生物电记录分析仪（Ｂｉｏｖｉｓｉｏｎ，１６／ ３２便携式）同步采集ＳＥＭＧ。 肌肉组织疲劳测量方法：受试者（分别对６名受 试者进行实验，男性，平均年龄２５周岁）坐在带有等 速肌力测试系统的可调节椅（北京普康科健医疗设 备有限公司，型号ＩＳＯＭＥＤ—２０００）上，身体由背带 固定用以限制测试中受试者姿势的变化，右臂前臂 固定，手握力矩杆施力。 图２ 实验装置示意图 犉犻犵．２ 犜犺犲狊犮犺犲犿犪狋犻犮犱犻犪犵狉犪犿狅犳狋犺犲犲狓狆犲狉犻犿犲狀狋犪犾犱犲狏犻犮犲 为统一不同体质受试者的施力情况，用各受试 者的最大自主收缩力矩对其施力情况进行归一化处 理［３０］。最大自主收缩力矩测量法是：受试者进行３ 次等距的最大自主收缩，即手握力矩杆使出最大的 力矩的平均值，定义为最大自主收缩力矩［３１］。实验 开始时，要求受试者对力矩杆施加最大自主收缩力 矩５０％的力，并保持该力，开始调频信号、ＳＥＭＧ 的 数据采集。每位受试者测试时间为３００ｓ。实验装 置如图３所示。 图３ 超声传输衰减测量系统 犉犻犵．３ 犝犾狋狉犪狊狅狀犻犮犪狋狋犲狀狌犪狋犻狅狀狊犻犵狀犪犾犿犲犪狊狌狉犲犿犲狀狋狊狔狊狋犲犿 ２．２ 数据采集 ２．２．１ 超声调频信号的激励与采集 为更准确测 量实际超声能量，选取调频信号为激励来研究其响 应的衰减情况。调频信号通过换能器及肌肉组织后 较稳定［３２］，在接收端的响应不易受噪声干扰，便于 观察信号变化规律。将两个超声换能器分别置于右 肱二头肌两侧，由铁架台及夹子固定，在换能器与皮 肤之间填充耦合剂（ＴＭ１００型医用超声耦合剂）。 信号发生器产生调频信号连接输入端换能器［３３］，经 逐渐疲劳的肌肉组织传输至接收端换能器（中心频 率为１０ ＭＨｚ）［３４］由示波器显示波形。计算机编程 控制示波器每间隔１５ｓ采集一次数据，持续３００ｓ， 整理数据，采集到响应的调频信号（以输入端换能器 中心频率２．２５ＭＨｚ为例）如图４所示。 图４ 肌肉疲劳过程中不同时间点的超声调频信号 犉犻犵．４ 犜犺犲狉犲狊狆狅狀狊犲狅犳狌犾狋狉犪狊狅狌狀犱犉犕狊犻犵狀犪犾犻狀狋犺犲犿狌狊犮犾犲犳犪狋犻犵狌犲狆狉狅犮犲狊狊犪狋犱犻犳犳犲狉犲狀狋狋犻犿犲 ２．２．２ ＳＥＭＧ 数据采集 同步调试多导运动生物 电记录分析仪，连接电极贴片（阳光牌一次性使用心 电电极，１００Ａ 型），用酒精棉轻抹置放电极处皮肤， 以减低电阻，贴上两张电极贴片，再选择适当位置贴 一张电极贴片作为参考电极，计算机控制，与超声信 号同步采集３００ｓ，采集到的ＳＥＭＧ 如图５所示