局部肌肉疲劳的肌电和脑电反应模式

目的:本研究采用线性和非线性信号分析方法,探讨不同负荷强度静态运动诱发肱二头肌疲劳过程中sEMG信号和EEG信号变化特征,为建立客观、有效利可靠的疲劳评价方法以及阐明疲劳发生的机制奠定基础。方法:本研究分两个实验:实验一选用健康男性大学生14名,采用50%、70%和90%MVC强度的静态屈肘运动诱发肱二头肌的疲劳,同步采集肱二头肌上三个电极位置的sEMG信号;实验二被试为健康男性大学生10名,采用5kg和10kg强度的静态负荷诱发肱二头肌疲劳,并同步在肱二头肌和头皮采集肌电信号和脑电信号;采集的肌电信号和脑电信号用时频、复杂度和定量递归信号分析方法进行分析。结果:(1) 在不同强度静态运动诱发疲劳过程中,sEMG信号的AEMG和DET%呈线性递增变化,MPF和C(n)呈线性递减变化;(2) 除AEMG外,MPF、C(n)和DET%变化斜率均对负荷强度有明显依赖性,而电极位置对以上指标变化率无明显影响;(3) 电极位置对AEMG、MPF、C(n)和DET%均值均有明显影响,AEMG均值对运动负荷强度具有明显依赖性,而MPF、C(n)和DET%均值变化无负荷强度依赖性;(4) 肌肉疲劳过程中EEG的AEEG均值增加,MPF和C(n)均值下降,该现象广泛分布于整个大脑皮层;运动负荷强度对Fz电极的AEEG、MPF和C(n)有明显影响。结论:静态负荷诱发肌肉疲劳过程中sEMG的MPF和C(n)呈单调递减,DET%呈单调递增性变化,且变化斜率具有运动负荷强度依赖性;EEG信号的AEEG呈现整体增加,而MPF和C(n)呈整体下降变化趋势,额叶的AEEG、MPF和C(n)变化具有运动负荷强度依赖性。