李 航,张日初,周志见,何仲涛,李纪江,邵 平
用Myoton技术评价肌肉特性在体育学中的应用
李 航1,张日初2,周志见2,何仲涛1,李纪江1,邵 平1
1.四川省体育科学研究所,四川 成都,610041;2.成都体育学院,四川 成都,610041。
体育学研究中,对肌肉评定方法有其特殊需求,本文采用文献调查法从常见的肌肉特性评估方法、Myoton技术评估肌肉特征的原理及应用和Myoton技术评估肌肉特性在体育学中的应用3个方面分析了目前常见的肌肉评估方法在体育学中应用的特征及不足,Myoton技术评估肌肉特性在体育学研究中的优势及存在的问题,为体育学中肌肉评估研究和应用提供一定的参考。
Myoton;肌肉;评估
肌肉是人体重要组成部分,通过其收缩和舒张来完成人体一系列生理功能和日常活动,如心脏搏动、肠胃蠕动和人体运动等。然而,由于人体生理老化、运动过度、慢性疾病、意外伤害等原因导致肌肉状态变差,功能能力下降,日常活动受限,最终造成生活质量下降,因此,通过各种主客观手段检测肌肉状态,评估肌肉质量,了解肌肉功能能力无论是在运动医学还是职业保健及临床康复中都有重要意义。目前,应用较多的肌肉状态的检测方法主要有肌电图(EMG)评估、核磁共振成像(MRI)、超声影像检查法、弹性成像技术、Tensiomyography(TMG)等。
EMG可检测肌肉的自然电活动或肌肉对大脑或脊髓神经信号刺激反应的电活动。从测量方式上,EMG分为有线测量和无线测量,从引导电极使用上,可分为针电极肌电图测量和表面肌电图测量(sEMG)。根据不同的分析方式,EMG指标可分为时域指标和频域指标。频域指标有平均功率频域(MPF)、中位频域(MF)等,主要用于判断肌肉的疲劳情况。时域指标有原始肌图(EMG)、平均振幅(MA)、均方根肌电(RMS)等,主要用于评判肌肉收缩程度(强弱)与特征的情况[1]。
EMG在体育学中的应用主要有通过分析不同专项运动中特定肌肉EMG的特征来了解该肌肉的神经肌肉控制机制[2];通过分析EMG探知运动疲劳[3];研究肌肉延迟性损伤机制[4];分析各类日常健身锻炼对肌肉的影响;分析不同群体肌电图指标特性;运动医学中跟踪分析神经肌肉参数的变化特征等。
许多元素的原子核,如氢(1H)碳(13C)等的自旋系统受到一定频率的射频激发原子核可引起共振效应,在射频脉冲停止后,自旋系统已激发的原子核回复到原来的排列状态将释放微弱能量成为射电信号,将这些信号检测出来即得到运动中原子核分布图像。而原子核从激发状态到恢复到平衡状态所需的时间叫弛豫时间。MRI信号强度与测试对象中的氢核密度有关,人体各组织含水比例不同,即含氢核数量不同,使人体不同组织的MRI信号强度有差异,利用这种差异作为特征量,即可把各种组织分开。不同组织之间,正常组织与该组织的病变组织之间氢核密度差异导致弛豫时间的差异是MRI用于临床诊断的主要物理基础[5]。
在与肌肉相关的检测方面,可通过MRI检查肌肉的钠离子通道病,即肌肉细胞内的膜去极化缺陷和钠堆积,23Na MRI可以测量出细胞内钠离子浓度的升高[31]。P MRI可用于从碳酸盐和磷酸肌酸信号测定细胞内的pH值,它适用于McArdle病,其中肌肉退化与磷酸肌酸和ATP水平相关。1H MRI允许可视化肌肉内脂质,其在运动后耗尽并在糖尿病患者中升高。通过MRI检测血液中含氧和脱氧血红蛋白水平,可反映出血氧水平,同时动脉自旋转标记MRI让我们可以推断肌肉的灌注率。
超声成像是利用超声声束扫描人体,通过对反射信号的接收、处理,以获得体内器官的图象。常用的超声仪器有多种:A型(幅度调制型)是以波幅的高低表示反射信号的强弱,显示的是一种“回声图”。M型(光点扫描型)是以垂直方向代表从浅至深的空间位置,水平方向代表时间,显示为光点在不同时间的运动曲线图。以上两型均为一维显示,应用范围有限。B型(辉度调制型)即超声切面成象仪,简称“B超”。是以亮度不同的光点表示接收信号的强弱,在探头沿水平位置移动时,显示屏上的光点也沿水平方向同步移动,将光点轨迹连成超声声束所扫描的切面图,为二维成像。至于D型是根据超声多普勒原理制成.C型则用近似电视的扫描方式,显示出垂直于声束的横切面声像图。超声成像方法常用来判断脏器的位置、大小、形态,确定病灶的范围和物理性质,提供一些腺体组织的解剖图,鉴别胎儿的正常与异常。
超声应用于外科和产科始于上世纪50年代,而应用于骨骼肌肉系统的检查记录最早见于上世纪70年代[6][7],利用超声可诊断肌腱损伤、破裂,肌腱炎或腱鞘炎,韧带损伤,肌腱或韧带附着点炎等。在体育学中,有研究通过超声检查结合动力测定法和颤动叠加技术评估老年受试者体位平衡能力降低是否与小腿肌腱生理和力学特征的改变相关[8]。
弹性成像技术是通过对组织施压后获得图像来进行诊断分析。图像的形态可以为超声,核磁成像或者光学成像。
超声弹性成像技术的特征是快速廉价。其中,最先被开发的是压缩弹性成像技术,它通常采用小于10Hz的低频压紧组织并监测由此产生的组织应变。这种技术已广泛应用于骨骼肌领域,可研究肌腱的上髁炎,如跟腱上髁炎。其缺陷是分辨率太低,只有1.5mm的。另一种方法使用了频率在10-100Hz之间的低频,用门控多普勒检测系统来测量组织的剪切速度。还有一种相对较新的研究着重于探测组织边界对声波的反射问题。这种方法已经成为一门学科,称作瞬态弹性影像学,通过发射短时脉冲的来诱发细胞间质的颤动,再通过脉冲回波从传导波中分解出反射波。这项技术已用来测量肌肉硬度[9]。
与超声相比,核磁共振弹性成像法(MRE)可以提供更大面积的组织图像并且图像更易于进行三维分析。但是,它成本更大,耗时更长。其原理是用200- 400 Hz 的频率在组织中产生横波,通过核磁共振的相移来探测肌肉组织的特性,可用来测量肌肉弹性和紧张度[9]。
超声和核磁弹性成像技术是互补的,经常被一起用于检测组织的物理和机械性质。有研究就曾结合这两种技术检测出儿童的软组织是均匀的,而成年人的剪切模量随肌肉厚度变化,在股内侧肌中自上而下递减;脂肪组织的硬度远低于肌肉[10]。
TMG是一种可检测肌肉疲劳的技术,其原理是先对肌肉进行电刺激,然后测量因收缩而扩大的肌腹,由于在伸展到极限之前,肌腹的扩大程度与刺激程度是成正比的,因此可以间歇性刺激肌肉,使之非常疲劳,再观测其恢复过程找出最佳休息时间。通过这个原理可以跟踪监测运动员的训练,以评估肌肉损伤程度,必要时修改训练方案以避免受伤,并确定最佳休息时间[11]。目前,该技术已用来研究肌肉疲劳的发生机制、肌肉疲劳后对技术动作的影响[12]、肌肉的机械特性和反应时间[13]、监测训练效果[14]。
这些评估方法可信度大,可靠性高,经过长期实践检验,已被广泛用于临床和科研,在评估肌肉特性时各有特点,可从不同方面了解肌肉特性。但在实际应用中也存在各自的局限性,例如MRI检测成本较大,并且仪器较大、携带不方便,对测试环境有较高要求。而超声影像检查和弹性成像技术也存在仪器携带不方便、对测试技术和测试环境要求较高等局限,TMG技术在检测肌肉特性时测试过程复杂、对测试技术有一定要求。在体育学研究中,因检测环境局限,对检测仪器的便携性和操作简便性需求较大,特别是大众健身研究中,由于检测样本较多,因此,除了便携性和操作简便性之外,对低测试成本也有较大需求。为此,具备灵活便携、低测试成本、操作简便、对环境适应性强等特点,能够评估肌肉特性的设备就成为体育学研究中的期待,而爱沙尼亚生产的一种新型肌肉测试技术——Myoton便具有上述特征。
Myoton技术的原理是通过仪器探头给目标肌肉皮肤表面一个0.18N的预压力(探头垂直于皮肤,肌肉变形面积为7.1mm2),通过机械脉冲快速(一般为15ms)释放0.4N机械冲击力,该点肌肉因其自身的弹力特性与测量探头一起做阻尼振动,再由加速度感应器记录400 ms肌肉的振荡,然后通过对原始信号进行处理计算出参数[15,16]。
图1 肌肉受到冲击后的阻尼振动加速度信号图
表1 Myoton测得的肌肉特性各参数的计算方法和意义
其中,肌张力反映肌肉压力状态,肌肉硬度和肌肉弹性均属于肌肉的生物力学特性,德博拉数和机械压力释放时间共同反映了肌肉的粘弹性,使用较多的参数是肌张力,肌肉硬度和肌肉弹性。
Myoton技术的可靠性研究可追溯到2003年,位于苏黎世的骨骼肌肉系统研究中心的Schulthess Klinik进行了一项研究以检测和验证Myoton检查肌肉硬度的重复性和信度。研究人员在第一天用Myoton-2测量了放松状态下股直肌、股外侧肌、股二头肌和腓肠肌(内外侧头部)的肌肉硬度,第二天进行重复测量,同时测量股四头肌保持次极量收缩和不同静息长度时股直肌硬度,除了股外侧肌,Myoton-2对所以被检测肌肉均表现出很好的可重复性和可信度。此外,随着股直肌压力和长度增加,肌肉硬度显示出相应的变化[17]。此后,不断有研究人员来检验Myoton技术的测试信度、测试双侧肢体的对称性[18]、不同操作者进行测试的可靠性检验[19]、测试新手进行仪器操作的信度检验[20,21]、Myoton评估不同年龄组不同肌肉肌肉特性信度检验[22]。在2015年,有研究还通过将MyotonPRO测量弹道凝胶的硬度和相关特性与外部材料测试系统(PCB电子设备)测量结果进行对照、禽类跟腱皮肤及皮下组织去除前后的肌肉硬度比较对照、人类跟腱和髌腱的重测信度、不同距离跑步前后的跟腱硬度比较来进行用MyotonPRO测量组织横切面肌肉硬度可行性研究[23]。这些研究结果均表明用Myoton技术评估肌肉(包括肌腱组织[23])特性具有很高的信度,具备评估神经或肌肉骨骼疾病患者肌肉参数异常的潜在临床应用价值,可用来比较两侧对称性的绝对偏差,还可用来建立不同年龄、性别、BMI范围和身体活动水平的肌肉参数正常参考值数据库[21]。但是,在测量某些年龄组群体的个别肌肉的信度还不够高,在后续的研究中还应尝试修改其测量定位或方法来提高信度[22]。同时,还应丰富受试者类型来检验Myoton技术评估各个年龄性别等不同群体各种肌肉的信度。
Myoton测试方法简便、无创,对测试环境要求较低,测试仪器小巧灵便,越来越多的研究在探索航天、临床医学、职业保健、体育科研等领域的应用。
2.3.1 Myoton技术评估肌肉特性在航天领域中的应用Myoton技术评估肌肉特性最早应用于航天领域,Viir R等人采用Myoton测量水浸法(可模拟太空飞行的失重状态,常被作为模型来测量失重对骨骼肌的影响)对肌张力、硬度和弹性的影响[24],五年后,该团队又用Myoton测量对比卧床模型和水浸法对肌肉的影响[25]。之后,又有研究用Myoton测试卧床模型对四头肌腱和髌韧带的肌张力和硬度的影响[26],验证了Myoton技术在微重力环境中监测肌肉健康的可行性[27],Myoton测量干浸法模拟的微重力系统中下颌系统[28],这些研究表明Myoton技术可在微重力或失重环境中测量肌肉、肌腱、韧带的特性,可应用于航天领域研究。
2.3.2 Myoton技术评估肌肉特性在临床医学中的应用 在医学方面,多个医学领域已经证实Myoton技术可以为肌肉异常状况的评估和疗效评价提供有用的信息,如神经病学、肌肉肌腱等疾病、皮肤病等。
2004年,有研究通过测量脑卒中患者和普通人踝关节僵硬度和组织柔软度后发现Myotonometer测量肌肉柔软性可区分出脑卒中病人和普通人[29]。之后,有人研究Myoton技术在脑卒中患者康复治疗中的应用后发现,三块前臂肌肉的肌张力和硬度与捏的强度有显著相关性,肌肉硬度对疗法的反馈高于肌张力和弹性[30]。也有研究将Myoton技术应用于测量帕金森患者的肌肉特性,例如有研究通过测量后发现,帕金森患者骨骼肌硬度升高是由于肌肉的固有硬度升高,而并非其他研究认为的归因于肌肉萎缩[31]。后来该研究团队又发现帕金森患者的僵硬度评分和肱二头肌硬度存在正相关,肘关节角度和肌肉固有硬度存在关联性[32]。2012年,该研究团队在进行帕金森药物疗效的研究后推断出Myoton可以用于评估帕金森药物的疗效[33]。还有研究把Myoton测量肌肉状态应用于痉挛性偏瘫患者的治疗后提出利用Myoton技术可以设计个性化的恢复计划,以帮助每个病人改善肌肉参数,从而得到更好的康复效果[34]。Myoton技术不仅被用于成年人神经方面疾病的治疗,还被用于幼儿的疾病治疗,有研究人员在测试后发现偏瘫患儿瘫痪侧的肌肉张力要远远高于另外一侧,并且他们还在实验中筛选出适合测量脑瘫患儿的Myoton仪器探头直径[35]。
Myoton技术也被用于肌肉等软组织疾病中,2005年有研究已证实,EMG和Myoton的测定参数都可以反映肌内压力且准确度在可接受范围内,但这些方法都不能单独用于非侵入性诊断肌筋膜综合征(MPS)[36]。2006年,又有研究为不同BMI等级大量人群建立肌张力、肌肉硬度和肌肉弹性的正常范围后显示,如果肌张力、硬度或衰减值处在正常曲线较高的一边,那么 MPS 紊乱发生的危险性就较高[37]。之后,陆续有研究证实Myoton技术可在实验室或临床环境下应用于骨骼肌紊乱[38]、肌纤维痛[39]、慢性疼痛[40]、下背痛[41]、跟腱病[42]等疾病的肌肉特性测量。
近几年,也有研究探索Myoton技术在皮肤疾病方面的应用,例如,有研究用MyotonPRO测量皮肤严重硬化的慢性移植物抗宿主病(cGVHD)患者和健康受试者皮肤,对比后发现MyotonPRO可以客观地区分健康受试者和患有严重硬化症的cGVHD患者,但是否适用于轻度和中度患者还需进行进一步研究,并且重复性、普遍性和不同软组织层对Myoton信号的相对影响还有待确定[43]。
随着Myoton技术的应用研究越来越多,在体育学中,也逐渐引入Myoton技术,这些研究主要是采用Myoton技术监测高水平运动员肌肉性质和用Myoton技术观察普通健康大众肌肉特性的研究。
3.1.1 研究肌肉特性变化规律,优化训练方案 肌肉在放松和收缩状态时,其特性会有所变化,这是肌肉应对收缩做功的生理学基础,了解这样的变化可监测运动员的肌肉状态,为制定和调整运动计划提供数据参考。有研究人员用Myoton-2检测5名男性全能运动员分别在放松和收缩状态下的8块肌肉,发现肌肉收缩时其张力、弹性和硬度均高于放松状态,这些差异显示了肌肉的特异性。相较而言,处于放松状态的这些特性既是肌肉特性,也是个体特性,肌张力是被观察到最具个体特性的参数。在放松状态下弹性、硬度和肌张力最高的肌肉是胫骨前肌,胫骨前肌在收缩后其弹性并不改变,但其硬度和肌张力显著升高[44]。
另一项研究是长期跟踪测量运动员生理参数后总结出运动训练时肌肉特性变化规律,以用来优化训练方案。研究人员用Myoton跟踪研究两名优秀运动员为期一年的训练过程。测量评估他们在训练过程中的最大耗氧量、肌肉参数和跑步、骑车训练时缺氧呼吸时间。测量结果显示在训练过程中两名运动员的肌张力都升高。肌内压保持在高水平,收缩后的肌肉无法放松将导致肌肉血流降低,这种现象提示在训练过程中应考虑这种问题,以使训练过程达最优化[45]。
3.1.2 运动训练监控、防止过度训练 在竞技体育中,运动训练监控、防止过度训练是重要的科研服务项目,已有研究将Myoton技术应用在运动训练监控中。有研究用Myoton技术对比两名越野滑雪运动员在进行奥林匹克训练课中的肌肉硬度、弹性和张力。其中一名运动员的肌张力升高,股二头肌、股直肌肉和内侧腓肠肌肌肉弹性降低。相比之下,另一名运动员在训练课中的肌张力改变很少,而弹性则升高。研究人员用Poiseuille公式证明对血流影响最大的是血管的半径,因此认为肌张力升高会导致血管半径降低从而降低血流量,使恢复过程变慢,从而总结出由于第一名运动员训练量过大,所以他不能改善下肢肌肉的性能并完成最后一组对比训练[46]。
3.1.3 探索运动员伤病发生机理 运动训练中伤病的发生会对训练效率和效果、比赛成绩甚至运动员的运动生涯造成影响,因此,了解运动员伤病的发生机理,从而在制定运动方案时考虑应对措施,避免或减少运动伤病有着重要意义,而Myoton技术可通过测量肌肉特性来探索运动员伤病的发生机理。有研究人员对比32名体操运动员和48名普通人的参数,用仰躺和坐位时的身高差来显示骨骼肌系统对锻炼冲击吸收的能力。发现体操运动员脊柱要比对照组直,躯干屈肌和腹肌的肌张力要低于对照组,而躯干伸肌的肌张力差异不大。躯干屈肌与躯干伸肌的肌张力的不平衡性越大,仰躺位置和坐位的身高差异性就越小,从而体操运动员腰痛发生几率就越大。显示出具有较僵硬脊柱的体操运动员同时伴有更高的肌张力不平衡性,因而具有更高的腰痛发生率[47]。
3.1.4 了解运动员对运动训练的生理机能反馈 在运动训练后,运动员会产生一些生理机能反馈,而了解这些反馈可以分析运动训练效果,也可为降低受伤风险提供参考依据。Beata等人用MyotonPRO测量11名男性空手道运动员8次对战(每场2min,休息2min间隔)前后跟腱的硬度,结果显示优势腿跟腱硬度在对战后显著增加,他们认为测量结果应被教练员用作制定训练计划时作为降低受伤风险的参考[48]。
另一项研究是验证一段时间运动训练后运动员生理机能产生的适应性改变和改变机理,用MyotonPRO检测了16名排球运动员的为期6周的训练后发现,在进行增强训练前,放松状态下左右肢半腱肌(大腿后部)肌肉硬度有显著差异,但在第4周和第6周测量时这种差异消失,而几周的训练中,左右肢大腿前部的肌肉硬度始终没有显著性和差异。结果显示,几周增强训练的负荷导致排球运动员左右下肢肌肉硬度差异减小,并且,在四肢中,这种适应性的改变都趋向于增减肌肉硬度[49]。
3.2.1 探究肌肉老化效应和性别差异 随着年龄的增长,肌肉性能也会自然衰减,而了解肌肉性能衰减机理,从而探究应对措施减缓衰老是一个重要的研究方向,而Myoton技术可用来测量不同年龄人群的肌肉特性,从而了解肌肉性能随年龄增长的变化规律。有研究比较了14名平均年龄22.2岁的年轻男性和12名平均年龄65.4岁的老年男性最大肌肉收缩力量(MVC)、扭矩发展率(RTD)、肌肉厚度、肌肉关节僵硬度(MAS)和膝伸肌肌肉硬度,结果显示,青年组MVC和RTD肌肉厚度均高于老年组,标准负荷下两组MAS无显著差异,而老年组肌肉硬度更高。研究人员认为随着肌肉硬度升高,使其在肌肉老化的决定性因素作用逐渐突出,而保持肌肉关节僵硬度的恒定对于老年人群至关重要,而这可以通过降低肌腱硬度来实现[50]。
不但年龄对肌肉特性有影响,性别也会影响肌肉的性能,有研究探讨了不同年龄组肌肉特性的差异,还分析了不同性别间的差别。用Myoton测定123名健康男女(61名18-35岁的年轻人和62名65-90岁的老年人)的肌张力、弹性和硬度后发现,老年组肱二头肌(BB)和股直肌(RF)肌肉硬度更高、弹性更低;不同性别进行比较时,老年女性BB肌张力更高,RF无显著差异;两个年龄组不同性别间BB的肌肉参数均无显著性差异;老年组和青年组男性RF肌肉硬度和肌张力均高于女性;青年组男性RF肌肉弹性低于女性,但老年组不同性别间显著性差异。因此,得出结论,随着年龄增长,肌肉硬度和张力升高,弹性降低;当评估老年人肌肉特性的病理状况时年龄和性别是重要的参考因素[51]。
3.2.2 探索运动锻炼后疲劳的消除方法 随着运动健身的观念逐渐普及,越来越多的人参与到健身运动中,而运动后的疲劳消除方法研究也在大众健身中被普遍关注,可以通过Myoton技术测量肌肉参数变化来检验疲劳消除方法的效果。有人在用Myoton检测了20名在腓肠肌上引发疲劳后的健康男性腓肠肌肌肉参数后发现,腓肠肌疲劳后,受试者肌张力和硬度均上升,收缩力量显著下降,随着时间推移,按摩疗法和联合疗法(组合了按摩疗法和经皮神经电刺激)对疲劳消除的效果无显著差异,但这两种方法都能有效改善肌张力、硬度和收缩力量,从而帮助消除腓肠肌疲劳[52]。
3.2.3 检测运动锻炼效果 一段时间的运动健身后,肌肉的特性会发生一定变化,可以通过Myoton测量肌肉特性以验证运动锻炼对普通健康人肌肉性质的影响。有研究测量了14名未经训练的健康男性间隔2-3周的两次离心运动后肱二头肌被动肌肉硬度的变化,他们分别测量了30次重复举哑铃的离心运动前、24h、48h和120h后的右肘屈肌的最大等长扭矩和被动肌肉硬度。结果发现,最大等长扭矩在第一次运动后立即减小,并且在接下来的120h内持续下降,被动肌肉硬度在第1次运动后立即增加,并在120h中保持较高水平;第2次运动后最大等长扭矩下降21±13%,48h后恢复到运动前水平,被动肌肉硬度增幅减小,肌肉痛感降低。因此得出结论,第1次离心运动后机体的适应性引起2—3周后的第2次运动的肌肉硬度和痛感增幅减小、最大等长扭矩恢复加快[53]。
目前,虽然已有较多领域使用Myoton技术测量肌肉特性,但其应用还存在一定局限。(1)首先,虽然正如前文阐述的Myoton技术已用于一些临床疾病的研究,用该技术测试的普通健康人和疾病患者之间肌肉参数存在统计学上的差异,但目前为止还未建立一个被普遍接受的用Myoton测得肌肉参数的正常范围,以明确界定普通健康人和有影响肌肉参数的疾病患者,而只有随着数据的积累和整合,建立肌肉参数的正常范围后,Myoton技术才能更广泛的被应用于疾病诊断;(2)在建立肌肉参数的正常范围基础上,还可根据年龄、性别与BMI建立不同人群的肌肉参数范围,以便于在体育学等领域中的研究应用;(3)Myoton技术测得的肌肉参数有五个:肌肉硬度、弹性、张力、机械压力释放时间和德拉博数,目前三个参数的使用较多,而机械压力释放时间和德拉博数的应用研究几乎没有,并且,肌肉硬度、弹性、张力所反映的肌肉特性研究也还比较浅显,还可以进行更深入的挖掘;(4)Myoton技术测量某些年龄组群体的个别肌肉的信度还不够高,在后续的研究中还应尝试修改其测量定位或方法来提高信度。最后,到目前为止大多数的研究是用于成年人肌肉参数的测量,而Myoton仪器探头是否适用于青少年的信度检验研究几乎是空白,验证出更适用于青少年儿童的探头直径是Myoton技术应用于青少年儿童中的肌肉特性检测研究的奠基石。
[1] 王 琨,李小生,宋 姌等.肌电图(EMG)在运动生物力学研究中的应用[J].体育科研,2014,35(01):31~33,38.
[2] 张 肃,郭 峰,张日辉.国家青年男子羽毛球运动员原地正手杀球与跳跃腾空正手杀球动作上肢肌肉肌电分析[J].北京体育大学学报,2014,37(02):82~85,90.
[3] 王国祥.肌肉疲劳时诱发肌电图M波和H波的变化特点[J].体育科学,2004,24(07):34~36.
[4] Zhou Y, Li Y, Wang R. Evaluation of exercise-induced muscle damage by surface electromyography. Journal of Electromyography and Kinesiology. 2011; 21 (02): 356~362.
[5] 李小兵. MRI图像脑肿瘤分割与EEG脑癫痫检测的研究[D].大连理工大学,2010.
[6] Kane D, Balint PV, Sturrock R and Grassi W. Musculoskeletal ultrasound—a state of the art review in rheumatology. Part 1: Current controversies and issues in the development of musculoskeletal ultrasound in rheumatology. Rheumatology 2004; 43: 823~828.
[7] D. Kane, W. Grassi1, R. Sturrock2 and P. V. Balint. Musculoskeletal ultrasound—a state of the art review in rheumatology. Part 2:Clinical indications for musculoskeletal ultrasound in rheumatology. Rheumatology 2004; 43: 829~838.
[8] Onambele GL, Narici, MV and Maganaris N. Calf muscle-tendon properties and postural balance in old age. J Appl Physiol 2006; 100:2048~2056.
[9] Yufei L, Snedeker JG. Elastography: modality-specific approaches, clinical applications, and research horizons. Skeletal Radiol 2011; 40:389~397.
[10] Debernard L, Robert L, Charleux F, Bensamoun SF. Characterization of muscle architecture in children and adults using magnetic resonance elastography and ultrasound techniques. Journal of Biomechanics 2011; 44: 397~401.
[11] Dias PS, Fort JS, Marinho DA, Santos A, Marques MC. Tensiomyography in physical rehabilitation of high level athletes. The Open Sports Sciences Journal 2010; 3: 47~48.
[12] García-Manso JM, Rodríguez-Ruiz D, Rodríguez-Matoso D, de Saa Y, Samuel Sarmiento S, Quiroga M. Assessment of muscle fatigue after an ultra-endurance triathlon using tensiomyography (TMG). Journal of Sports Sciences 2011; 29 (06): 619~625 .
[13] Tous-Fajardo J, Moras G, Rodriguez-Jimenez S, Usach Robert, Moreno Doutres D, Maffiuletti NA. Inter-rater reliability of muscle contractile property measurements using non-invasive tensiomyography. Journal of Electromyography and Kinesiology 2010; 20: 761~766 .
[14] Rodríguez-Ruiz D, Rodríguez-Matoso D, Quiroga ME, Sarmiento S, Juan Manuel García-Manso JM & Da Silva-Grigoletto ME. Study of mechanical characteristics of the knee extensor and flexor musculature of volleyball players. European Journal of Sport Science 2011; 29(6): 619~625.
[15] 李亚鹏,冯亚男,朱 毅等. 基于新型肌肉定量评估仪分析影响小腿三头肌硬度的因素[J].中国康复理论与实践,2018,24(04):442~446.
[16] 温红梅,兰 月,窦祖林等. Myoton-3肌肉检测仪在健康成人肌张力测量中的评价者间信度[J].中国康复理论与实践,2013,19(11):1058~1060.
[17] Bizzini M *and Mannion AF. Reliability of a new, hand-held device for assessing skeletal muscle stiffness. Clinical Biomechanics 2003; 18:459~461.
[18] Aird, L., et al., Quadriceps muscle tone, elasticity and stiffness in older males: Reliability and symmetry.
using the MyotonPRO. Arch. Gerontol. Geriatr. (2012), doi:10.1016/j.archger.2012.03.005.
[19] John Dougherty, Emily Schaefer,et al. Repeatability, reproducibility and calibration of the MyotonPRO on phantoms. Proceedings of the ASME 2013 Summer Bioengineering Conference.
[20] Kate Mooney, Martin Warner, Maria Stokes. Symmetry and within-session reliability of mechanical properties of biceps brachii muscles in healthy young adult males using the MyotonPRO device. Working Papers in Health Sciences 1:3 Spring ISSN 2051-6266 / 20120011.
[21] Bailey L, Samuel D, Warner M, Stokes M (2013) Parameters Representing Muscle Tone, Elasticity and Stiffness of Biceps Brachii in Healthy Older Males: Symmetry and Within-Session Reliability Using the MyotonPRO. J Neurol Disord 1: 116. doi:10.4172/jnd. 1000116.
[22] Sandra Agyapong-Badu, Lucy Aird, Louise Bailey,et al. Interrater reliability of muscle tone, stiffness and elasticity measurements of rectus femoris and biceps brachii in healthy young and older males. Working Papers in the Health Sciences 1:4 Summer 2013 ISSN 2051-6266 / 20130021.
[23] Sohirad S, Wilson D, Waugh C,Finnamore E, Scott A (2017) Feasibility of using a hand-held device to characterize tendon tissue biomechanics. PLoS ONE 12(09): e0184463.
[24] Viir R, Vain A. Myometrically measured mechanical properties of the M. Trapezius in water immersion. Proceedings of the International Society of Biomechanics XVIIIth Congress, 12th July 2001, Zurich.
[25] Viir R, Vain A, Virkus A, Rajaleid K, Selart A. Skeletal Muscle Tone Characteristics in Upright, Supine and Partial Water Immersion Conditions. Proceedings of the 57th Astronautical Congress, October 2-6, Valencia, Spain, 2006.
[26] Viir A, Tomilovskaya E, Gapayeva H, Ereline J, Kums T, Pääsuke M. Measuring quadriceps tendon and patellar ligament tone and stiffness in bed rest model by a myometric method in young and elderly women. Abstrast, 17th IAA Humans in Space Symposium, June 7-11, 2009, Moscow, Russia.
[27] Stefan S, Aleko P, Maria S,et al. Medical & Biological Engineering & Computing 2014,21(10), DOI 10.1007/s11517-014- 1211-5.
[28] Treffel L, Dmitrieva L, Gauquelin-Koch G, Custaud M-A, Blanc S, Gharib C, et al. (2016) Craniomandibular System and Postural Balance after 3-Day Dry Immersion. PLoS ONE 11(2): e0150052.doi:10.1371/ journal.pone.0150052.
[29] Rydahl SJ, Brouwer BJ. Ankle stiffness and tissue compliance in stroke survivors: A validation of myotonometer measurements. Arch
Phys Med Rehabil 2004; 85: 1631~1637.
[30] Li-ling Chuang, Ching-yi Wu, Keh-chung Lin. Reliability, validity, and responsiveness of myotonometric measurement of muscle tone, elasticity, and stiffness in patients with stroke. Arch Phys Med Rehabil 2012; 93 (03): 532~540.
[31] Marusiak J, Kisiel-Sajewicz, Jaskólska A and Jaskólski A. Higher muscle passive stiffness in Parkinson’s disease patients than in controls measured by myotonometry. Arch Phys Med Rehabil 2010; 91: 800~802.
[32] Marusiak J, Jaslóska A, Budrewicz S, Koszewicz M, Jaskólski A. Increased muscle belly and tendon stiffness in patients with Parkinson’s disease, as measured with myotonometry. Movement Disorders 2011; 26 (11): 2119~2122.
[33] Marusiak J, Jaslóska A, Koszewicz M, Budrewicz S, Jaskólski A. Myometry revealed medication-induced in resting skeletal muscle stiffness in Parkinson’s disease patients. Clin Biochem. 2012. doi: 10.1016/j.clinbiomech.2012.02.001.
[34] Ianieri G, Saggini R, Marvulli R, Tondi G, Aprile A, Ranieri M, Benedetto G, Altini S, Lancioni GE, Goffredo L, Bellomo RG, Megna M and Megna G. New approach in the assessment of the tone, elasticity and the muscular resistance: Nominal scales vs Myoton. International Journal of Immunopathology and Pharmacology 2009; 22 (03): 21~24.
[35] Gapayeva H, Vain A. Assessment of tone of superficial skeletal muscles in case of spastic hemiplegia: Possibilities of myometry. Proceeding of ISPRM- 4th World Congress, 10th June 2007., Medimond S.r.l.
[36] R K Korhonen, A Vain, et al. Can mechanical myotonometry or electromyography be used for the prediction of intramuscular pressure? 2005 Physiol. Meas. 26 951.
[37] Toomla T, Vain A, Kahn H. Assessment of the condition of the skeletal muscles using myometrical method. Manuscript. Tartu University, Institute of Experimental Physics and Technology, 2006.
[38] Roja, Kalkis V, Vain A, Kalkis H and Eglite M. Assessment of skeletal muscle fatigue of road maintenance workers based on heart rate monitoring and myotonometry. Journal of Occupational Medicine and Toxicology 2006; 1: 20.
[39] Viir R, Lembit R, Rajaleir K, Mikkelsen M, Laiho K, Kaarela K, Hakala M. Lying back gives prompt tension decrease in upper trapezius muscle but not applied relaxation technique in fibromyalgia patients. Scandinavia Journal of Rheumatology 2008, Supplement 123: 36.
[40] Viir R, Pääsuke M, Rajaleid K. Measuring muscle visco-elasticity in horizontal bed rest model for better understanding of sedentary life style. ISU 12th Annual Symposium February 20-22 2008, Strasbourg, France: Space Solutions to Earth’s Global Challenges.
[41] XiaoqianHu, Di Lei,et al. Quantifying paraspinal muscle tone and stifness in young adults with chronic low back pain: a reliability study. Scientific Reports,25 Sep 2018, (2018) 8:14343 | DOI:10.1038/s41598-018-32418-x.
[42] Morgan GE, Martin R, Williams L, et al. Objective assessment of stiffness in Achilles tendinopathy: a novel approach using the MyotonPRO. BMJ Open Sport & Exercise Medicine 2018;4:e000446. doi:10.1136/ bmjsem-2018-000446.
[43] Fuyao Chen, Laura E. Dellalana, Jocelyn S,et al. Non-invasive measurement of sclerosis in cutaneous cGVHD patients with the handheld device Myoton: a cross-sectional study. Nature (Bone Marrow Transplantation 2018),04 Oct 2018, DOI: 10.1038/s41409- 018-0346-7.
[44] Gavronski G, Veraksitš A, Vasar E and Maaroos J. Evaluation of viscoelastic parameters of the skeletal muscles in junior triathletes. Physiol Meas 2007; 28: 625~637.
[45] Oopik V, Timpmann S, Karelson K, Vaid A. Monitoring of the training of triathletes – a longitudinal case study. Acta Academiae Olympiquae Estoniae 2003; 11 (01): 70~84.
[46] Vain A. Role of skeletal muscle tone and elasticity in the workability restoration of male cross country skiers. Acta Academiae Olympiquae Estoniae 2002; 10: 95~108.
[47] Kums T, Ereline J, Gapayeva H, Pääsuke M and Vain A. Spinal curvature and trunk muscle tome in rhythmic gymnasts and untrained girls. Journal of Back and Musculoskeletal Rehabilitation 2007; 20: 87~95.
[48] Beata Pożarowszczyk, Weronika Pawlaczyk ea al. Effects of karate fights on Achilles tendon stiffness measured by myotonometry. Journal of Human Kinetics volume 56/2017, 93~97.
[49] Dariusz Mroczek, Edward Superlak at al. Changes in the stiffness of thigh muscles in the left and right limbs during six weeks of plyometric training in volleyball players. Pol. J. Sport Tourism 2018, 25, 20~24.
[50] Massimiliano Ditroilo, Louise Cully et al. Assessment of musculo-articular and muscle stiffness in young and older men. Muscle & Nerve 46(04): 559~65.
[51] S. Agyapong-Badu et al. Measurement of ageing effects on muscle tone and mechanical properties of rectus femoris and biceps brachii in healthy males and females using a novel hand-held myometric device. Archives of Gerontology and Geriatrics 62 (2016)59~67.
[52] Joong-San Wang, Therapeutic effects of massage and electrotherapy on muscle tone, stiffness and muscle contraction following gastrocnemius muscle fatigue. J. Phys. Ther. Sci. 29: 144~147, 2017.
[53] D. Janecki, E. Jarocka et al. Muscle passive stiffness increases less after the second bout of eccentric exercise compared to the first bout. Journal of Science and Medicine in Sport (2011), Vol.14, Issue 4 (DOI: 10.1016.
Application of Myoton to Assessment Muscle in Sports Science
LI Hang1, ZHANG Richu2, ZHOU Zhijian2, et al
1.Sichuan Institute of Sports Science, Chengdu Sichuan, 610041, China;2.Chengdu Sport University, Chengdu Sichuan, 610041, China.
There are special requirements for muscle assessment method in sports science .Using the method of literature survey, this paper analyzes the characteristics and shortcomings of the current common muscle assessment methods, the advantages and problems of Myoton in sports science starts from the common muscle assessment methods, the principle and application of Myoton to evaluate muscle and Myoton assessment muscle in sports science. This paper provides a reference for the research and application of muscle assessment in sports science.
Myoton; Muscle; Assessment
G804.21
A
1007―6891(2019)05―0033―07
10.13932/j.cnki.sctykx.2019.05.09
2019-03-12
2019-06-20