长期伏案工作人群肌肉表面肌电信号的特性研究

随着人们劳动生活方式的改变,现代人伏案工作的时间越来越长。长时间的伏案工作会导致人体肌肉的过度疲劳,导致腰椎和颈椎的发病率增加。因此对人体长时间伏案工作过程中肌肉状态的研究有重要意义,本文主要研究人体长时间伏案工作过程中颈肩背部肌肉的表面肌电信号特性。本研究采用JE-TB0810肌电采集系统对健康人群和腰部患病人群长时间伏案工作过程中的表面肌电信号进行采集。实验中测试的肌肉为颈肩背部的颈伸肌、斜方肌、竖脊肌和背阔肌。实验过程中要求受试者坐在办公环境中正常工作两个小时,每隔五分钟对受试者进行数据采集(15分钟时刻除外),并要求受试者进行根据自身疲劳情况进行主观评价打分。通过表面肌电信号特征值AEMG(平均肌电)、IEMG(积分肌电)和MPF(平均功率频率)对健康人群男女差异性、左右对称性、健康人群和腰部患病人群颈肩背部肌肉的差异性进行分析,并对颈肩背部肌肉随时间的疲劳情况进行研究。通过对ARV(平均整流值)、SSC(峰值变化率)、WL(波形长度)、MPF(平均功率频率)、ZC(过零率)与受试者主观评价指标的相关性分析,得出适合作为输入向量的表面肌电信号特征值,将其与主观评价指标相结合,通过支持向量机的方法建立人体疲劳模型。本文通过对人体颈肩背部肌肉表面肌电信号分析的基础上,得出健康男性、健康女性和腰部患病人群伏案工作过程中颈肩背部肌肉的疲劳时间,健康男性颈肩背部肌肉开始疲劳的时间为45分钟至80分钟,健康女性颈肩背部肌肉开始疲劳的时间为50分钟至75分钟,腰部患病人群颈肩背部肌肉开始疲劳的时间为50分钟至65分钟,根据不同肌肉具体疲劳时间有一定差异；建立了健康人群两侧颈伸肌、两侧斜方肌和两侧竖脊肌疲劳模型,腰部患病人群斜方肌和左侧竖脊肌模型。所得结论为长时间伏案工作人群肌肉状态的监测,腰部疾病的预防提供数据支持,所建立的疲劳模型可以为后续研究提供模型基础,并为医学诊疗提供辅助依据。