腹腔镜技能习得中表面肌电信号与运动学习的关联:性能及运动效率的客观标记

【字体: 时间:2025年06月29日 来源:Journal of Robotic Surgery 2.2

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  来自国际团队的研究人员针对腹腔镜手术技能训练中运动学习的客观评估难题,创新性地利用表面肌电信号(sEMG)技术,通过分析三角肌、斜方肌等五组肌肉的RMS、MNF等特征参数,揭示了肱二头肌高频活动与操作效率的正相关性,以及斜方肌过度激活与运动代偿的负向关联。这项发表于LAP-X混合模拟器的研究为外科培训提供了基于生理反馈的精准优化策略。

  

在追求精准外科的时代,科学家们像解码肌肉的摩斯电码一般,通过贴在皮肤表面的电极捕捉到了手术训练的奥秘。七名受试者在LAP-X混合模拟器上完成多层膜针转移任务时,他们的三角肌(deltoid)、斜方肌(trapezius)等肌肉群发出的电信号被实时记录。

分析发现,当肱二头肌(biceps brachii)表现出更活跃的"电信号密码"——较高的过零计数(ZC)和平均频率(MNF)时,操作者就像获得隐形的稳定器,不仅失误率降低,器械运动轨迹也变得更短。而桡侧腕屈肌(brachioradialis)的均方根值(RMS)增强时,任务完成度显著提升,仿佛肌肉在悄悄优化能量分配。

有趣的是,斜方肌过度活跃却暴露了新手医生的秘密:更高的RMS和中位频率(MDF)总伴随着笨拙的长轨迹和频频掉落的缝针,这像极了初学者用耸肩代偿精细动作的窘态。通过重复测量相关分析和FDR校正,这些肌肉电信号特征被证实可作为运动学习的"生物标志物",为智能培训系统提供生理反馈的黄金标准。

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