三维运动学与肌电课件

三维运动分析与表面肌电

应用进展刘卉北京体育大学三维运动分析与表面肌电

应用进展刘卉1讲座提纲表面肌电概述三维运动学概述表面肌电应用三维运动学应用讲座提纲表面肌电概述三维运动学概述表面肌电应用三维运动学应用2表面肌电概述什么是肌电图（Electromyography，EMG）肌电采集方法表面肌电信号采集与处理肌电指标与意义表面肌电概述什么是肌电图（Electromyography，3肌电图（Electromyography，EMG）记录、处理和分析肌肉动作电位（肌电信号）的方法完成侧切动作时支撑腿胫骨前肌的原始肌电信号

(mV)-5.0-2.50.02.55.00.00.20.40.60.81.01.21.4Time(sec)肌电图（Electromyography，EMG）记录、处理4肌电采集方法针电极可采集深层次肌肉的肌电信号表面电极（surfaceEMG，sEMG）采集浅表肌肉的肌电信号有线测量无线遥测肌电采集方法针电极5表面肌电信号采集与处理肌电信号采集皮肤准备放置电极连接设备检查信号记录信号表面肌电信号采集与处理肌电信号采集6肌电信号处理带通滤波（bandpass）10-500Hz翻正（rectification）平滑（smoothing）线性包络（linearenvelope）移动平均（movingaverage）均方根（root-mean-square）一般化（normalization）最大等长收缩（maximumvoluntarycontraction，MVC）时间一般化（timenormalization）肌电信号处理带通滤波（bandpass）7肌电指标与意义激活状态（onset/offset）神经传导速度肌肉激活顺序肌肉激活持续时间肌电指标与意义激活状态（onset/offset）8肌电指标与意义激活程度LinearEnvelopedEMGofAnteriorTibialisinSideCutting(mV)0.00.51.01.50.00.20.40.60.81.01.21.4Time(sec)Low-pass=6Hz肌电指标与意义激活程度LinearEnvelopedEM9肌电指标与意义肌电信号功率谱左移平均频率（MeanPowerFrequency，MPF）中位频率（MedianFrequency，MF）

同等负荷下肌肉激活程度增加均方根振幅（MeanRootSquare，RMS）肌电指标与意义肌电信号功率谱左移10肌肉疲劳的判定NormalizedMeanEMGofBicepsinanIsometricContractionwithaConstantExternalLoad(1secwindow)0.00.20.40.60.81.0BeforeExerciseAfterExercise肌肉疲劳的判定NormalizedMeanEMGof11肌肉疲劳的判定PowerofBand-passedEMGofBicepsinanIsometricContractionwithaConstantExternalLoad(1secwindow)0.00.20.40.60.81.0050100150200250300Frequency(Hz)BeforeExerciseAfterExercise肌肉疲劳的判定PowerofBand-passedEM12肌电指标与意义肌肉收缩力肌电指标与意义肌肉收缩力13表面肌电应用——EMG分析可回答的问题1、肌肉激活了吗？观察原始肌电信号了解维持某个姿势时动员的肌肉了解肌肉是否张力过高（肌肉痉挛）肌肉在人体动作不需要时会适时放松表面肌电应用——EMG分析可回答的问题1、肌肉激活了吗？14正常人背部肌肉和臀大肌在体前屈动作中会有放松状态，股后肌群则持续收缩。但下腰痛病人则可能没有放松状态。正常人背部肌肉和臀大肌在体前屈动作中会有放松状态，股后肌群则15表面肌电应用——EMG分析可回答的问题2、肌肉激活了多少？根据原始肌电幅值对肌肉的激活程度进行定性比较表面肌电应用——EMG分析可回答的问题2、肌肉激活了多少？16表面肌电应用——EMG分析可回答的问题3、肌肉何时激活或放松？确定肌肉激活和放松时间表面肌电应用——EMG分析可回答的问题3、肌肉何时激活或放松17射箭动作技术研究射箭动作技术研究18肱二头肌肱三头肌射箭肌电研究指屈肌指伸肌肱二头肌肱三头肌射箭肌电研究指屈肌指伸肌19表面肌电应用——EMG分析可回答的问题3、肌肉激活程度是多少？对肌电指标进行一般化处理，并进行定量计算8块下肢肌肉在完成仰卧蹬腿动作中的激活程度，以%MVC表示。表面肌电应用——EMG分析可回答的问题3、肌肉激活程度是多少20三维运动学与肌电课件21三维运动学与肌电课件22表面肌电应用——EMG分析可回答的问题4、肌肉是否疲劳？对慢性运动损伤的研究对力量训练效果的研究人机配合效果研究表面肌电应用——EMG分析可回答的问题4、肌肉是否疲劳？23评价肌肉疲劳评价肌肉疲劳24三维运动学概述三维运动分析技术的发展三维坐标的计算方法三维图像拍摄方法三维图像拍摄速度三维数据采集方法三维运动学概述三维运动分析技术的发展25三维运动学概述三维运动学分析指标位置位移角度速度三维运动学概述三维运动学分析指标26三维运动学分析的应用人体动作描述与评价提高运动成绩预防运动损伤运动系统伤病评价与分析制定康复方案评价康复效果三维运动学分析的应用人体动作描述与评价27三维运动学分析应用举例撑竿跳高过高动作的三维运动学分析蹦床技术的三维运动学分析花样滑冰难度动作的三维运动学分析……三维运动学分析应用举例撑竿跳高过高动作的三维运动学分析28三维运动学分析应用举例损伤危险动作研究跳跃落地急停起跳急停变向疾速跑损伤危险人群的步态（走、跑）三维运动学分析应用举例损伤危险动作研究29三维运动学分析应用举例人体基本动作或能力的评价（康复效果评价）步态平衡稳定性跌倒上下楼梯工作操作（握、举、抬、推、拉、

放下、搬运，等）……三维运动学分析应用举例人体基本动作或能力的评价（康复效果评价30三维运动分析与表面肌电

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应用进展刘卉31讲座提纲表面肌电概述三维运动学概述表面肌电应用三维运动学应用讲座提纲表面肌电概述三维运动学概述表面肌电应用三维运动学应用32表面肌电概述什么是肌电图（Electromyography，EMG）肌电采集方法表面肌电信号采集与处理肌电指标与意义表面肌电概述什么是肌电图（Electromyography，33肌电图（Electromyography，EMG）记录、处理和分析肌肉动作电位（肌电信号）的方法完成侧切动作时支撑腿胫骨前肌的原始肌电信号

(mV)-5.0-2.50.02.55.00.00.20.40.60.81.01.21.4Time(sec)肌电图（Electromyography，EMG）记录、处理34肌电采集方法针电极可采集深层次肌肉的肌电信号表面电极（surfaceEMG，sEMG）采集浅表肌肉的肌电信号有线测量无线遥测肌电采集方法针电极35表面肌电信号采集与处理肌电信号采集皮肤准备放置电极连接设备检查信号记录信号表面肌电信号采集与处理肌电信号采集36肌电信号处理带通滤波（bandpass）10-500Hz翻正（rectification）平滑（smoothing）线性包络（linearenvelope）移动平均（movingaverage）均方根（root-mean-square）一般化（normalization）最大等长收缩（maximumvoluntarycontraction，MVC）时间一般化（timenormalization）肌电信号处理带通滤波（bandpass）37肌电指标与意义激活状态（onset/offset）神经传导速度肌肉激活顺序肌肉激活持续时间肌电指标与意义激活状态（onset/offset）38肌电指标与意义激活程度LinearEnvelopedEMGofAnteriorTibialisinSideCutting(mV)0.00.51.01.50.00.20.40.60.81.01.21.4Time(sec)Low-pass=6Hz肌电指标与意义激活程度LinearEnvelopedEM39肌电指标与意义肌电信号功率谱左移平均频率（MeanPowerFrequency，MPF）中位频率（MedianFrequency，MF）

同等负荷下肌肉激活程度增加均方根振幅（MeanRootSquare，RMS）肌电指标与意义肌电信号功率谱左移40肌肉疲劳的判定NormalizedMeanEMGofBicepsinanIsometricContractionwithaConstantExternalLoad(1secwindow)0.00.20.40.60.81.0BeforeExerciseAfterExercise肌肉疲劳的判定NormalizedMeanEMGof41肌肉疲劳的判定PowerofBand-passedEMGofBicepsinanIsometricContractionwithaConstantExternalLoad(1secwindow)0.00.20.40.60.81.0050100150200250300Frequency(Hz)BeforeExerciseAfterExercise肌肉疲劳的判定PowerofBand-passedEM42肌电指标与意义肌肉收缩力肌电指标与意义肌肉收缩力43表面肌电应用——EMG分析可回答的问题1、肌肉激活了吗？观察原始肌电信号了解维持某个姿势时动员的肌肉了解肌肉是否张力过高（肌肉痉挛）肌肉在人体动作不需要时会适时放松表面肌电应用——EMG分析可回答的问题1、肌肉激活了吗？44正常人背部肌肉和臀大肌在体前屈动作中会有放松状态，股后肌群则持续收缩。但下腰痛病人则可能没有放松状态。正常人背部肌肉和臀大肌在体前屈动作中会有放松状态，股后肌群则45表面肌电应用——EMG分析可回答的问题2、肌肉激活了多少？根据原始肌电幅值对肌肉的激活程度进行定性比较表面肌电应用——EMG分析可回答的问题2、肌肉激活了多少？46表面肌电应用——EMG分析可回答的问题3、肌肉何时激活或放松？确定肌肉激活和放松时间表面肌电应用——EMG分析可回答的问题3、肌肉何时激活或放松47射箭动作技术研究射箭动作技术研究48肱二头肌肱三头肌射箭肌电研究指屈肌指伸肌肱二头肌肱三头肌射箭肌电研究指屈肌指伸肌49表面肌电应用——EMG分析可回答的问题3、肌肉激活程度是多少？对肌电指标进行一般化处理，并进行定量计算8块下肢肌肉在完成仰卧蹬腿动作中的激活程度，以%MVC表示。表面肌电应用——EMG分析可回答的问题3、肌肉激活程度是多少50三维运动学与肌电课件51三维运动学与肌电课件52表面肌电应用——EMG分析可回答的问题4、肌肉是否疲劳？对慢性运动损伤的研究对力量训练效果的研究人机配合效果研究表面肌电应用——EMG分析可回答的问题4、肌肉是否疲劳？53评价肌肉疲劳评价肌肉疲劳54三维运动学概述三维运动分析技术的发展三维坐标的计算方法三维图像拍摄方法三维图像拍摄速度三维数据采集方法三维运动学概述三维运动分析技术的发展55三维运动学概述三维运动学分析指标位置位移角度速度三维运动学概述三维运动学分析指标56三维运动学分析的应用人体动作描述与评价提高运动成绩预防运动损伤运动系统伤病评价与分析制定康复方案评价康复效果三维运动学分析的应用人体动作描述与评价