综述:通过表面肌电评估垂直跳跃性能的标准操作程序:范围综述

【字体: 时间:2025年06月22日 来源:Journal of Electromyography and Kinesiology 2.0

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  这篇综述系统梳理了采用表面肌电(sEMG)评估垂直跳跃(CMJ/SJ)的现有研究,提出标准化操作程序(SOP)以解决当前方法学异质性问题。文章涵盖电极配置、肌肉选择、数据归一化及跳跃阶段划分等关键环节,为运动科学和康复医学领域提供可复制的评估框架。

  

引言

垂直跳跃测试中的蹲跳(SJ)和反向跳跃(CMJ)被广泛用于评估下肢肌肉力量和爆发力。表面肌电(sEMG)技术能捕捉跳跃过程中的神经肌肉活动特征,但现有研究在电极放置、数据采集和分析流程上存在显著差异。这种异质性导致研究结果难以横向比较,亟需建立标准化的评估方案。

研究方法

通过系统性检索PubMed、Web of Science和Scopus数据库,纳入54篇符合标准的研究进行范围综述。分析聚焦于sEMG硬件参数(如采样频率1000-2000 Hz)、电极特性(推荐10 mm直径Ag-AgCl圆形电极)、目标肌肉(股外侧肌VL和股二头肌BF最常用)以及数据归一化方法(推荐最大自主等长收缩MVIC)。

关键发现

  1. 肌肉选择:股外侧肌(VL)在61%研究中被检测,其次是股二头肌(BF,31%)和腓肠肌内侧头(GM,19%)。推荐组合VL-BF用于评估膝关节拮抗肌协同激活。
  2. 电极规范:79%研究采用银-氯化银电极,SENIAM指南被引用23次作为定位标准。皮肤准备建议剃毛+酒精擦拭以降低阻抗。
  3. 相位划分:使用力台的研究中,65%以地面反作用力(GRF)识别推进相(take-off)和制动相(braking phase)。无辅助设备时,可采用sEMG信号超过基线2SD的时窗分析。

标准化操作程序(SOP)

  1. 硬件配置:无线sEMG系统,采样频率≥1000 Hz,带宽10-500 Hz。
  2. 测试流程
    • 电极置于优势侧肢体,间距2 cm
    • 标准化方案:3次CMJ/SJ,间隔90秒
    • 数据归一化:推荐MVIC或跳跃峰值EMG的%
  3. 特殊考量
    • 女性受试者需注意股直肌(RF)激活增强现象
    • 疲劳研究建议监测EMG中值频率(MF)变化

应用前景

该SOP可优化运动表现监测(如弹跳高度与EMG振幅相关性分析)、前交叉韧带(ACL)康复评估(通过离心-向心相位肌电比率),以及老年跌倒预防研究(检测胫骨前肌TA的时序异常)。

局限与展望

当前SOP未涵盖高密度sEMG阵列等新技术。未来需验证不同人群(如青少年运动员)的适用性,并探索人工智能在肌电-力学信号同步分析中的应用。标准化协议将促进多中心研究数据整合,为"运动-神经-肌肉"相互作用研究建立统一框架。

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