基于表面肌电的不同脊柱前后倾角坐姿腰部肌肉收缩情况研究.docx

基于表面肌电的不同脊柱前后倾角坐姿腰部肌肉收缩情况研究
一、研究背景
随着人们生活水平的提高，现代人需要长时间坐姿工作或休息，这使得患有腰椎病的人越来越多。腰疼是其中一种症状表现，长期腰疼状况不得到及时的治疗，其严重后果是留下腰部椎间盘突出的症状，严重影响生活和工作。人类的脊柱不仅是人体的支撑中枢，还具有支撑重量、运动、保护神经等重要功能，因此，关注脊柱健康对人们的身体健康至关重要。
在长时间坐姿下，脊柱前后倾角是一个比较重要的因素，在坐姿时，我们可以改变脊柱的前后倾角来保护脊柱，保持腰椎处于最优的生理状态。同时，脊柱前后倾角的变化还会影响腰部肌肉收缩情况，因此，了解不同脊柱前后倾角下腰部肌肉的收缩情况，有助于人们正确地调整坐姿，保护自己的脊柱健康。
二、研究目的
本研究旨在通过表面肌电技术，研究不同脊柱前后倾角的坐姿下，腰部肌肉的收缩情况。研究结果可为医学科研和日常生活提供一定的参考价值。通过对不同脊柱前后倾角下腰部肌肉的收缩情况的研究，为自我保护提供科学依据，同时为医学研究提供辅助数据。
三、研究方法
本研究采用表面肌电（surfaceelectromyography,sEMG）技术，记录下脊柱不同前后倾角下，生理情况下的腰部肌肉收缩活动。
1.受试者的选择
本次实验中，共招募30名18-25岁的健康志愿者，清晰地知道实验的目的，并参与整个实验过程。其基本特征如下：
*年龄：18-25岁；
*身高：170-180cm；
*体重：60-70kg。
所有受试者均无腰椎疾病或并发症。
2.测量原则
选取合适的肌肉
在本次实验中，测量的肌肉主要包括：股四头肌（quadricepsfemorismuscle,Q),平衡肌肉（gluteusmaximus,GM)，腰直肌（erectorspinae,ES)，全腿肌（adductormuscle,AD)。其中，Q和GM用于维持身体的坐姿稳定性，ES掌控脊柱动作，AD主要掌控髋关节的活动。
选取合适的参考电极的位置
在参考电极方面，我们采用了Umereon®G-ICSmulti-channel白金表面电极，用于测量接触面积大，信噪比高。本次实验，选择三个参考电极位置，即脊柱、头顶和腿部。
测量条件
在测量前，对每位受试者进行详细的解释，告知测量过程和注意事项，让受试者在可控范围内自由选择他们最适合的坐姿。实验过程中，受试者需要保持静态坐姿，并保持吸气的状态。每个测量点采集5个有效测量点，取平均值用于数据分析。
数据采集和分析
在本次实验中，采用了常用的肌电采集系统，本文采用了Myoview肌肉生理监测系统。过滤频率范围为15-500Hz。
四、研究结果
在本次实验中，我们测量了30名志愿者的股四头肌（quadricepsfemorismuscle,Q),平衡肌肉（gluteusmaximus,GM)、腰直肌（erectorspinae,ES)、全腿肌（adductormuscle,AD)的sEMG数据，并将数据统计和分析。
结果表明，在不同的脊柱前后倾角下，不同的腰部肌肉的收缩情况有显著的差异。在脊柱向前倾斜的情况下，Q、GM的sEMG信号会明显增加，表明腿部肌肉的收缩状态随之加强，且能够更好的支撑身体。而在脊柱向后倾斜的情况下，ES肌肉的sEMG信号明显增强，表明脊柱肌肉的压力明显增大。
本次实验还发现，当脊柱处于中性状态时，Q、GM和ES都处于一个接近平稳的状态，AD的状态相对不太明显。另外，我们还发现，以前倾30度为临界点，当超过该临界点时，肌肉的收缩情况会加强。
五、结论
根据本次实验的结果，我们得出以下结论：
1.脊柱的前后倾角会影响身体各个部位肌肉的收缩情况；
2.在前倾状态下，Q、GM的sEMG信号明显增强，表明腿部肌肉收缩更强，能够更好地支撑身体；
3.在后倾状态下，ES的sEMG信号增强，表明脊柱上的肌肉压力增大；
4.脊柱状态越偏离中性，身体各个部位的肌肉收缩情况表现越显著；
5.超过前倾30度会显著增强肌肉收缩情况。
六、研究意义
本次研究的结果为我们提供了很大的实用价值，也为相关领域提供了帮助。首先，研究可为长时间坐姿人群的脊柱健康提供科学依据。其次，由此可为研究人体的坐姿姿势和正确坐姿的相关医学因素提供数据支撑，进一步促进与脊柱健康相关领域的研究。在实际生产与工作当中，工人或者白领人士可以根据该研究为指导，找到最佳的坐姿状态，最终达到健康的目的。