基于表面肌电图的针刺缓解腓肠肌群疲劳的评价①

邢方印，张莉，卢虎英，刘兰群，李茜，井明鑫

基于表面肌电图的针刺缓解腓肠肌群疲劳的评价①

邢方印1，张莉2，卢虎英3，刘兰群3，李茜4，井明鑫5

目的 利用表面肌电图评价针刺缓解腓肠肌疲劳的效果。方法20名男性健康志愿者负重直立提踵，疲劳发生后对腓肠肌局部(承筋穴)针刺15 min(针刺组)；4周后进行第二次测试，疲劳发生后休息15 min(非针刺组)。记录不同状态下表面肌电信号和心率。结果两组运动后腓肠肌表面肌电值与运动前相比升高(P＜0.05)，针刺组针刺后降低(P＜0.05)，休息组休息后升高(P＜0.05)。两组运动后心率明显升高(P＜0.05)，针刺/休息后较运动后减慢(P＜0.05)，降低量无显著性差异(P＞0.05)。结论针刺可以缓解肌肉疲劳。

表面肌电图；运动疲劳；针刺；小波分析

骨骼肌是运动的动力装置，随运动时间延长，其速度及力量方面的性能降低，输出功率下降，可以产生“骨骼肌疲劳”，出现局部肌肉的酸痛不适，传统中医归结为经络不通、气血运行不畅、阴阳失衡，不通则痛。由于社会进步带来工作强度的不断加大和分工的逐渐细化，导致工作中相同动作的重复率也逐渐加大，而这些动作使肌肉产生的反复运动会造成骨骼肌疲劳，并被认为是造成肌肉骨骼损伤的基本因素[1]，因此对骨骼肌疲劳进行检测和研究具有实际应用意义。

表面肌电信号(surface electromyographic signal,sEMG)是从肌肉表面通过电极引导[2]，记录下来的神经肌肉系统活动时的生物电信号。表面肌电技术以其无创性和便捷性的优势，已经被广泛认为是评价肌肉功能状况比较客观的方法[3]。国外有实验研究提出在肌肉疲劳状态下肌电信号功率谱的总功率或低频/高频比值会相应增加[4-5]。利用小波变换的时、频定位特性，可以对运动过程中的非平稳肌电信号进行时变谱分析，提取局部细节特征而对噪声不敏感，因此小波变换在表面肌电信号分析中越来越被认为是有力的工具之一。

本试验观察对健康志愿者负重提踵运动过程中腓肠肌的表面肌电信号变化，利用小波分析将表面肌电进行时间和频率的局域变换[6-7]，同时结合心率改变，研究针刺干预对肌肉疲劳的作用。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选择2009年7月～2010年7月北京中医药大学男性在读硕士研究生20名，身体健康，平均年龄(25±1)岁，试验前2周内无激烈体力活动(即没有运动后产生的肌肉酸痛)，无肌肉损伤。经示范了解操作要领，并在知情同意书签字。考虑到肌电信号在个体间的差异，所以20名志愿者分别进行两次试验，一次进行针刺干预(针刺组)；另一次试验在4周后仅进行正常的休息(非针刺组)。1.2方法

1.2.1 主要仪器设备 ME6000-T8表面肌电仪：基本配置：ME 6000肌电测量仪1个；肌电导联(双通道)4条；USB数据通讯缆1条；CIF卡(256M/512M闪存)1块；读卡器1个；MegaWin 2.3A7软件1套。I-330-C2+12ch生理多导仪器(J&J Engineering Biofeedback Equipment)：基本配置：J&J测量仪1个；心率测量线1条，J&J处理软件1套。

1.2.2 测试动作 准备活动后，志愿者肩负30 kg杠铃，两脚自然开立，直立提踵。要求每次提踵到最高点有1 s的停留，每次提踵的周期为2～3 s，完成10次直立提踵的时间要求在20～30 s。

1.2.3 针刺取穴 选取承筋穴进行针刺，承筋穴位于在小腿后区，腘横纹下5寸，腓肠肌两肌腹间。

1.2.4 实验操作 测试之前，利用生理仪记录平静状态下的心率B0。之后进行10次直立提踵，主观感觉等级表(rating of perceived exercise,RPE)评级为 6～8 级，记录30 s的表面肌电信号(S1)和心率(B1)。继续进行规定测试动作，当RPE达到12级的时候开始计数做10次直立提踵后，记录30 s的表面肌电信号(S2)和心率(B2)。

针刺组针刺15 min之后再进行10次直立提踵，并记录30 s的表面肌电信号(S3)和心率(B3)。

非针刺组4周后相同时段进行，将针刺15 min改为同步休息15 min，其他均同针刺组。

将表面肌电数据的高频值和低频值进行小波变换，对分析结果和心率进行统计学处理。

1.2.5 RPE使用方法 RPE测试方法：在运动现场，放一块RPE木板。锻炼者在运动过程中，指出自我感觉是第几号，以此来判断疲劳程度。见表1。

表1 主观感觉等级表

1.3 统计学分析 应用SPSS 13.0统计软件包进行统计学处理，计量资料组内比较采用配对t检验，组间比较采用两独立样本t检验。

2 结果

2.1 表面肌电值 两组运动后腓肠肌表面肌电值(S2)较未疲劳状态下(S1)升高(P＜0.05)；两组运动后表面肌电低频/高频值升高量(S2-S1)无显著性差异(P＞0.05)。针刺组针刺后腓肠肌表面肌电值(S3)较运动后(S2)降低(P＜0.05)，非针刺组休息后腓肠肌表面肌电值(S3)较运动后(S2)升高(P＜0.05)，针刺组表面肌电值升高量(S3-S2)低于非针刺组(P＜0.05)。见表2。

2.2 心率 两组经过运动后心率均明显升高(P＞0.05)，且升高量(B2-B1)无显著性差异(P＞0.05)；两组针刺/休息后心率(B3)较运动疲劳发生后(B2)减慢(P＜0.05)；降低量(B2-B3)无显著性差异(P＞0.05)。见表3。

表2 两组在不同状态时腓肠肌表面肌电值比较

表3 两组不同状态下心率比较(次/min)

3 讨论

骨骼肌系统在中医理论中被归属于经筋系统，《灵枢⋅经筋》曾多次提到“以痛为腧”的治疗原则，这也提示在受累肌肉局部进行针刺可以有效缓解肌肉的疲劳状态，而以往的研究工作也证明针刺对缓解上肢肌肉疲劳的有效性[8]。本试验通过表面肌电信号变化也表明，针刺具有缓解下肢运动肌肉疲劳的作用。

针刺后穴位局部发生变化，针刺能使穴位的氧分压发生改变[9-10]，促进局部微循环[11]，能使穴位邻近的同经穴点处经皮二氧化碳释放量明显增加[12]，穴位pH值降低比非经穴位的幅度要大[13]，这些都表明针刺能够增加微循环灌注量，提升组织氧利用率，明显提高局部能量代谢，改变局部细胞所存在的物理环境，并通过这样的变化影响细胞的代谢。另外有研究表明，针刺还可以提高大鼠肌浆网Ca2+-ATP酶的活性，维持肌细胞内Ca2+浓度稳态[14]，通过运动疲劳大鼠骨骼肌线粒体的抗氧化酶活性，从而有效地缓解疲劳[15-16]。

同时，心率可以作为评定机体疲劳的简易指标[17-18]，验证运动疲劳发生后心率升高，以及疲劳程度缓解后心率也随之变缓慢。

针刺局部穴位(承筋穴)可以改善腓肠肌收缩功能，促进腓肠肌疲劳的缓解。

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Effects of Acupuncture on Gastrocnemius Fatigue:Based on Surface Electromyography

XING Fang-yin,ZHANG Li,LU Hu-ying,et al.Department of Rehabilitation,Beijing Geriatrics Hospital,Beijing 100095,China

ObjectiveTo explore the effect of acupuncture on gastrocnemius fatigue.Methods20 healthy volunteers were selected.According to the rating of perceived exercise(RPE)table,when exercise-induced fatigue occurred,the volunteers were needled in Point Chengjin for 15 minutes(acupuncture group).4 weeks later,they just rest after exercise-induced fatigue occurred for the second time for 15 minutes(non-acupuncture group).The data of surface electromyographic signal(sEMG)and heart rate were collected.ResultsThe value of low frequency/high frequency(LF/HF)of sEMG of both groups was higher after exercise.The acupuncture group decreased after acupuncture(P＜0.05),the non-acupuncture group increased after rest(P＜0.05).The heart rate of both groups increased significantly after exercise(P＜0.01),and decreased after acupuncture and rest(P＜0.05),and there was no significant difference in the decrement between 2 groups(P＞0.05).ConclusionAcupuncture can relieve gastrocnemius fatigue.

surface electromyography;exercise-induced fatigue;acupuncture;wavelet transform

[本文著录格式]邢方印，张莉，卢虎英，等.基于表面肌电图的针刺缓解腓肠肌群疲劳的评价[J].中国康复理论与实践,2012,18(6):588-590.

10.3969/j.issn.1006-9771.2012.06.027

1.北京老年医院康复科，北京市100095；2.北京中医药大学针灸推拿学院，北京市100029；3.中国康复研究中心北京博爱医院中医康复科，北京市100068；4.中国中医科学院广安门医院，北京市100053；5.国家康复辅具研究中心附属康复医院中医科，北京市100176。作者简介：邢方印(1985-)，男，黑龙江哈尔滨市人，硕士，医师，主要研究方向：针灸推拿。通讯作者：张莉。

R872.7

A

1006-9771(2012)06-0588-03

2011-09-08

2011-12-31)

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