微休息结合简化拉伸对肌肉疲劳的影响：基于EMG与MMG频率分析的缝合结扎训练研究

本研究针对外科医生因长时间手术导致的肌肉疲劳问题，通过分析肌电图(EMG)和机械肌电图(MMG)信号，探讨微休息(MB)干预对缝合训练中肌肉疲劳的缓解效果。结果显示，MB可显著降低颈部与肩部疲劳（eMPF降幅仅2.1%），但腰部疲劳略有增加。研究为手术中疲劳管理提供了量化依据，发表于《Current Problems in Surgery》。

　　

在外科手术技术飞速发展的今天，手术安全性和效率得到显著提升的同时，外科医生面临的肌肉骨骼负担也日益加重。长时间保持固定姿势进行精细操作，导致外科医生普遍遭受颈部、肩部和上肢肌肉疲劳的困扰，这不仅影响手术质量，还可能引发工作相关肌肉骨骼疾病(WRMSDs)，甚至缩短医生的职业生涯。据统计，约80%的外科医生报告出现过与职业相关的肌肉骨骼症状，其中颈部、肩部和下背部是最常受累的部位。这一严峻现状催生了对术中疲劳管理策略的迫切需求。

针对这一重要问题，宇都宫大学的研究团队开展了一项创新性研究，通过量化分析肌电图(EMG)和机械肌电图(MMG)信号，系统评估了微休息(Microbreak, MB)干预对缝合结扎训练中肌肉疲劳的影响。研究发现，实施MB可有效缓解颈部与肩部肌肉疲劳进展，相关成果发表在《Current Problems in Surgery》上，为改善外科医生工作环境提供了重要科学依据。

研究采用短时傅里叶变换(STFT)和连续小波变换(CWT)分析EMG/MMG信号，频率范围分别设定为10-350 Hz和1-250 Hz。12名男性工程学学生（8名无MB，4名有MB）参与了三小时模拟缝合训练，MB组每60分钟进行约80秒的改良ID拉伸。通过比较初始(0-30分钟)和最终(150-180分钟)时间段的信号变化，结合主观疲劳评分(VAS)，全面评估MB效果。

平均功率频率(MPF)分析
无MB条件下，前三角肌(AD)的标准化EMG平均功率频率(eMPF_norm
)显著降低(p < 0.01)，表明明显疲劳；而MB组eMPF_norm
仅下降2.1%，显示MB有效抑制了AD疲劳。上斜方肌(UT)的MMG平均功率频率(mMPF_norm
)在无MB时显著下降(p < 0.01)，MB组则变化不显著，证实MB对UT的保护作用。

连续小波变换(CWT)分析
EMG信号显示，无MB时AD低频成分(LF/TP)增加7.3%，高频成分(HF/TP)减少5.8%(p < 0.01)，反映疲劳特征；MB组这些变化幅度显著减小。MMG分析进一步验证MB能维持肌肉中频活动(MF/TP)，延缓疲劳相关低频化趋势。

主观疲劳评估
MB显著降低颈部(3.0 vs 4.0分)和肩部(2.0 vs 3.9分)疲劳评分，但腰部评分略有升高(3.0 vs 2.4分)，提示需优化拉伸方案以兼顾腰部放松。

讨论与展望
该研究创新性地结合EMG/MMG多模态分析，证实MB能有效调节肌肉活动模式：通过减少低频募集、维持中频(IIa型纤维)活动，延缓疲劳进程。特别值得注意的是，MB对AD的保护效果优于UT，可能与拉伸动作针对性有关。研究也发现当前MB方案存在局限性——坐姿颈侧屈拉伸可能增加腰部代偿性负荷，未来需引入站立位多关节拉伸方案。

从临床转化角度看，这项研究为手术室疲劳管理提供了重要启示：首先，量化监测证实短暂MB不会影响手术连贯性；其次，针对性拉伸可精准缓解关键肌群疲劳；最后，信号处理方法的优化(如引入TKEO算法)将进一步提升疲劳监测灵敏度。随着后续扩大临床验证，这种基于生物信号反馈的智能MB系统有望成为外科医生的"隐形助手"，为持久的手术表现保驾护航。

这项研究的深远意义在于，它首次建立了MB干预与肌肉电-机械活动的量化关联，不仅为外科实践提供循证指导，其分析方法也可拓展至其他高强度精细操作领域(如牙科、微创介入)，为保护专业人群健康开辟新途径。