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基于运动单元的肌肉力估计新方法
目的 从肌肉运动单元角度探索肌肉力与表面肌电信号(surface electromyoram,sEMG)的规律.方法 首先利用梯度卷积核补偿算法(gradient convolution kernel compensation,GCKC)对实验采集得到的sEMG信号进行分解,然后采用棘波触发技术(spike triggered averaging,STA)提取运动单元MU波形,后基于MU波形,运用小二乘法拟合肌肉力,建立肌肉力与sEMG之间的关系.结果 肌肉运动单元募集数目与幅值和基本上随肌肉力增大而增大,运动单元平均发放频率随肌肉力增大规律不明显.结论 本文为肌肉力的估计提供了一种新思路,从肌肉运动单元幅值之和来估计肌肉力基本可行.
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飞轮及杠铃力量锻炼对下肢肌群影响的肌电图比较研究
目的 采用我国自主研制飞轮,比较飞轮和杠铃深蹲、提踵和硬拉对下肢和腰背部肌群肌电影响.方法 8名受试者立位用杠铃和仰卧位用飞轮完成10回合深蹲、硬拉和提踵,同步记录股直肌、股内侧肌、股外侧肌、胫前肌、腓肠肌、比目鱼肌和竖脊肌肌电,分析积分、均方根肌电及中位频率拟合斜率.结果 与杠铃动作相比,飞轮深蹲向心段除股内侧肌和竖脊肌、离心段各肌群均方根肌电降低,离心段股直肌中位频率斜率降低;飞轮硬拉向心段除竖脊肌、离心段除股外侧肌和竖脊肌外各肌群均方根肌电降低.飞轮提踵向心段胫前肌、比目鱼肌、离心段股外侧肌中位频率斜率降低.结论 飞轮深蹲和硬拉比杠铃锻炼运动单元募集和兴奋节律同步性降低,飞轮与杠铃提踵效果接近.
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盆底表面肌电生物反馈治疗失迟缓性便秘疗效观察
目的:观察表面肌电介导盆底生物反馈治疗盆底失迟缓性便秘的临床疗效.方法:选取失迟缓性便秘96例,随机分为观察组46例及对照组50例,观察组采用表面肌电介导盆底生物反馈治疗,对照组采用单纯药物治疗,对临床疗效进行对照评估.结果:观察组总有效率91.3％,治疗前后肛管排便舒张压、肛管静息压和表面肌电评估基线值均显著改善,总有效率非常显著高于对照组(P＜0.01).结论:表面肌电介导盆底生物反馈治疗盆底失迟缓性便秘疗效确定,值得推广.
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电极放置位置对表面肌电信号特征的影响
目的:探讨不同电极放置位置对表面肌电(sEMG)信号特征的影响.方法:健康男性大学生14名,分别采用50%、70%和90%大随意收缩力量(MVC)强度静态屈肘运动诱发肱二头肌疲劳,同步采集肱二头肌上三个不同电极位置上的sEMG信号,采用线性和非线性信号分析方法,计算线性指标平均肌电值(AEMG)和平均功率频率(MPF)以及非线性指标C(n)和DET%.结果:电极位置只对sEMG的四个测试指标的均值产生影响,对其变化斜率无明显影响,而四个指标的变化斜率中,除AEMG变化斜率对负荷强度无明显区分度外,其余三个指标对负荷强度均有良好区分度.结论:采用MPF、C(n)和DET%变化斜率作为评价局部肌肉疲劳的客观指标,既可以忽略电极放置位置对sEMG的影响,又对不同负荷强度有良好区分度.
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不同步速下脑卒中患者偏瘫侧与健康者对照侧下肢肌肉活动差异
目的:探讨不同速度步行时,脑卒中患者偏瘫侧与健康者对照侧下肢主要肌肉活动持续时间、复杂度、平均肌电值、平均功率频率等指标的差异,为偏瘫患者功能性恢复训练提供理论依据.方法:10名缺血性脑卒中男性患者(左侧偏瘫6名,右侧偏瘫4名),10名健康者.以0.2 m/s及0.4 m/s步速直线行走,采集患者偏瘫侧及相应健康者同侧股直肌、股二头肌、胫骨前肌、内侧腓肠肌的肌电信号,对数据运用matlab、mega-win及spss软件结合TKE算子进行处理.统计采用双因素方差分析及t检验.结果:以0.2 m/s及0.4m/s步速行走时,与健康者相比,在摆动期内患者胫骨前肌及内侧腓肠肌活动持续时间延长(P＜0.01),在第一次双侧支撑期内内侧腓肠肌活动持续时间延长(P＜0.01),在单侧支撑期内内侧腓肠肌活动时间缩短(P＜0.05).以0.2 m/s步速行走时,患者胫骨前肌、股直肌的复杂度降低(P＜0.05).结论:脑卒中患者下肢某些由步速引起的肌肉活动现象消失,在临床功能性康复训练及治疗中,可针对脑卒中患者下肢肌肉活动的特征性交化制定相应的手段或方法,加强慢速康复动作中胫骨前肌及股直肌的规律性恢复训练,可进一步提升患者步行稳定性.
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基于表面肌电技术对人体上肢肌肉疲劳过程中中枢共驱动的研究
目的:使用表面肌电技术观察人体上肢近端肌肉运动疲劳过程中的中枢共驱动现象.方法:以16名非体育专业的男性大学生为研究对象,以受试者左臂为观察臂,右臂为负荷臂.负荷臂分别处于自然下垂无负荷的放松状态和连续完成负重5 kg哑铃的肘关节屈伸运动诱发疲劳状态;而观察臂手持4kg哑铃,肘关节始终保持屈曲90°,进行等长收缩直至力竭.同时使用ME6000表面肌电仪分别采集两种状态下观察臂肱二头肌和肱三头肌表面肌电信号,对时域指标积分肌电(IEMG)、均方根振幅(RMS),以及频域指标平均功率频率(MPF)、中位频率(MF)进行分析.结果:无论负荷臂处于自然放松状态还是动力性运动诱发疲劳状态,随着运动的进行,对侧观察臂肱二头肌、肱三头肌时域指标IEMG和RMS都逐渐升高(P＜0.05),但是在负荷臂疲劳状态时对侧观察臂肌肉的表面肌电时域指标IEMG和RMS增加幅度更加明显(P＜0.01),同时拮抗肌肱三头肌时域指标受到更强抑制;负荷臂疲劳状态下对侧观察臂肱二头肌肌电频域指标MPF和MF的变化比负荷臂自然放松状态下变化更大(P＜0.01),而拮抗肌肱三头肌的变化不大.结论:一侧肢体运动诱发肱二头肌肌肉疲劳能够使对侧肢体相关肌肉表面肌电的时域指标和频域指标产生伴随性的变化,说明人体上肢近端肌肉表面肌电信号的变化具有中枢共驱动的效应.
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优秀速度滑冰运动员冰上直道专项肌肉用力特征对比分析
目的:探讨两名优秀速滑运动员专项肌肉用力特征差异.方法:采用视频和表面肌电同步采集两名优秀速度滑冰运动员冰上专项过程支撑腿肌电参数,从主要做功肌群、肌肉激活强度和肌肉激活顺序3个角度研究其冰上专项肌肉用力特征.结果:两名运动员的主要做功肌群相似,胫骨前肌和股四头肌是支撑滑跑阶段的主要用力肌群;两名运动员各肌群肌电在屈伸间展现了较一致的变化趋势,体现了专项过程的肌电变化特征——胫骨前肌屈过程激活更大,股四头肌伸过程激活更大;两名运动员动作技术稳定,各肌肉的激活顺序具有较强的规律性——胫骨前肌先激活,然后是股内侧肌、股外侧肌和股二头肌;胫骨前肌先灭活,股内侧肌、股外侧肌和腓肠肌在离冰时刻灭活.结论:专项训练实践中应针对主要用力肌群及其专项做功方式进行训练,以提高力量练习的针对性和实效性.张X应加强蹬冰后期技术改进及腓肠肌力量训练.
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篮球技术下肢动作肌电和关节角度特征
目的:为揭示篮球专项技术的生物力学特点和损伤风险因素、预防膝关节损伤提供依据.方法:以12名篮球专业学生作为实验对象,运用表面肌电遥测和三维摄像技术对行进间突然变向、行进间快速后转身、横切跨步急停起跳和侧切起跳4个技术动作进行同步测试,截取支撑环节作为研究的动作片段.结果:支撑环节包含缓冲制动、支撑碾转和蹬伸离地三个动作阶段或其中两个;臀大肌放电明显且贡献度大,股前肌群与小腿后肌群的贡献度次之,并因具体动作和性别而异,股后肌群活动相对较弱;支撑环节中,支撑腿膝关节角度均值由大到小排列是侧切上篮、行进间突然变向、行进间快速后转身和横切跨步急停起跳;而角度变化幅度由大到小排列是横切跨步急停、行进间快速后转身、行进间突然变向和侧切起跳.横切跨步急停起跳与行进间快速后转身动作的膝关节小屈角在90°以下.结果提示:膝关节在半屈曲位发生扭转并快速蹬伸、股后肌群力量弱以及在过小的屈角上快速蹬伸是膝关节损伤的危险因素.建议增强臀大肌、股二头肌力量以及下肢协同肌群、拮抗肌群的配合收缩能力,重视基本功练习和正确技术定型.
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爬行运动中心率、能量消耗及表面肌电变化特征
目的:研究青年人爬行过程中心率、能量消耗及表面肌电变化特征.方法:选取健康青年男性12名分别做50米快速交替爬行和50米快速同向爬行,以及300米间歇交替爬行,利用心率表监测爬行过程中心率、能量消耗;采集等速交替、同向爬行过程中4个爬行运动周期的表面肌电数据,分析积分肌电和肌肉贡献率指标.结果:(1)50米快速交替和同向爬行过程中心率在110～ 150次/分占用时比例分别为72.22％± 11.49％和70.39％±10.37％,单位时间能量消耗分别为11.16±6.46千卡/分和11.76±4.87千卡/分.(2)300米间歇爬行心率在110～150次/分占用时比例为56.00％±4.96％,单位时间能量消耗为10.99±0.76千卡/分.(3)等速交替、同向爬行过程中三角肌、肱三头肌、股直肌、肱二头肌和斜方肌均明显放电,积分肌电和肌肉贡献率无显著差异.结论:本研究中的爬行运动方式为中高强度短时高能耗运动,上肢、下肢和肩带等多个部位肌群参与运动.
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前交叉韧带损伤患者及健康人膝关节屈肌协同收缩的对比研究
目的:探索一种适合评估膝关节稳定功能的电生理评估指标.方法:前交叉韧带损伤(ACLD)患者33例为ACLD组,健康志愿者29例为对照组,用ME6000表面肌电仪器记录终末伸膝大等长收缩和上台阶运动过程中伸肌(股外侧肌、股内侧肌)、屈肌(股二头肌、半腱肌)表面肌电信号,分析测试肌肉的积分肌电平均值、屈肌协同收缩程度及协同收缩率.结果:前交叉韧带损伤患者终末伸膝大等长收缩和上台阶运动的屈肌协同收缩率明显高于健肢及正常对照组(P＜0.05),伸肌收缩降低(P＜0.05),屈肌协同收缩程度增加(P＜0.05).结论:伸膝运动中,前交叉韧带损伤患者通过降低伸肌的主动收缩,增加屈肌协同收缩来提高关节稳定性,屈肌的协同收缩率可以反映膝关节的稳定功能.
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不同强度抗阻训练对青年男性腰部肌肉形态及机能的影响
目的:探讨超声影像联合表面肌电技术测试不同强度抗阻训练后青年男性腰部肌肉产生的形态及机能变化.方法:招募青年男性受试者45人,随机分为6 RM组、10 RM组、15 RM组,各15人,进行8周腰部肌肉抗阻训练,负荷分别为6 RM、10 RM、15 RM,在训练前,训练4周、8周后对腰部左右竖脊肌、多裂肌进行超声、表面肌电和腰部大力量测试.结果:(1)超声:放松状态下,15 RM组8周后与训练前比,左右竖脊肌、左多裂肌横截面积显著增加(P<0.05),各肌肉厚度均显著增加(P<0.05).15 RM组与10 RM组相比,左、右竖脊肌厚度的变化率差异有统计学意义(P<0.05);大自主收缩(100％MVC)状态下,6 RM组8周后与训练前比,左竖脊肌、左右多裂肌肌肉厚度显著增加(P<0.05),6 RM组与10 RM组相比,左竖脊肌肌肉厚度变化率具有显著性差异(P<0.05);(2)大力量:15 RM、10 RM组4周后与训练前比大力量显著增加(P<0.05),8周较4周无显著差异;6 RM组各阶段大力量均显著增加(P<0.05),且变化率高于10 RM组和15 RM组(P<0.05);(3)表面肌电:在100％MVC状态下,15 RM、10 RM和6 RM组8周训练后各组腰部肌肉积分肌电相较于训练前和4周均显著增加(P<0.05),并表现出前4周增幅小,后4周增幅大的特点,同时平均功率频谱呈降低趋势.6 RM和10 RM组左竖脊肌和右多裂肌IEMG变化率明显高于15 RM组(P<0.05).结论:抗阻训练增加青年男性腰部慢肌纤维动员程度,长期小强度抗阻训练增加腰部肌肉横截面积及厚度,有助于预防和缓解下腰痛.
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运动性肩袖损伤表面肌电及等速肌力测试研究
目的:探讨分析运动性肩袖损伤后肩袖肌群表面肌电和等速肌力测试特征的变化.方法:选取肩袖损伤的运动员30例,其中男18例,女12例,平均年龄为21.2±2.2岁.同时选取同一院系年龄、性别构成比相近的健康运动员30例作为对照组,其中男16例,女14例,平均年龄为21.5±2.0岁.两组患者均同时进行表面肌电和等速肌力测试.结果:肩袖损伤组运动员肩关节在角速度为60°/s,90°/s外展时冈上肌、冈下肌积分肌电值(iEMG)值比对照组低,差异有统计学意义(P＜0.05),尤其是冈下肌差异更显著(P＜0.01).肩袖损伤组运动员肩关节在角速度为120°/s外展时冈上肌、冈下肌iEMG值比对照组低,差异有统计学意义(P＜0.01).肩袖损伤组运动员肩关节在角速度为60°/s外旋时所有肌肉iEMG值与对照组比较,差异无统计学意义(P＞0.05);肩袖损伤组运动员肩关节在角速度为90°/s、120°/s外旋时冈下肌iEMG值比对照组低,差异有统计学意义(P＜0.05).与对照组比较,肩袖损伤组运动员肩关节在角速度为60°/s,90°/s,120°/s外旋时所有肌肉iEMG值均无明显改变(P＞0.05).肩袖损伤组运动员肩关节在角速度为60°/s,90°/s,120°/s时的外旋/内旋,外展/内收峰力矩值比对照组低,差异有统计学意义(P＜0.05或P＜0.01).结论:肩袖损伤运动员在外展时冈上肌、冈下肌肌肉募集较差,而三角肌、小圆肌无异常;同时,肩袖损伤后三角肌中束和冈上肌合力作用下降而致肩关节外展能力减弱.
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非疲劳状态下肌肉活动的力-电关系
1 前言非疲劳状态下肌肉活动的力-电关系特指肌肉在非疲劳状态下活动时肌力变化与表面肌电(sEMG)信号特征变化之间的关系.该研究在理论上有助于进一步揭示肌肉活动的神经控制机制,在实践上可以用于多环节人体肌肉活动的系统分析,因此,它与疲劳状态下肌肉活动的力电关系一道成为当前体育科学、康复医学和人机工程学基础和应用研究关注的重要问题.
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对侧控制型功能性电刺激对脑卒中患者上肢功能恢复的影响
目的:观察对侧控制型功能性电刺激(CCFES)对脑卒中患者上肢功能恢复的影响.方法:将32例病程在6个月内的脑卒中患者随机分为CCFES组(n=16)和神经肌肉电刺激(NMES)组(n=16).两组均接受常规康复训练.CCFES组给予对侧控制型功能性电刺激,NMES组给予神经肌肉电刺激.两组电刺激治疗方案为每次20分钟,每日1次,每周5日,连续3周.分别于治疗前、治疗后3周采用上肢Fugl-Meyer评分法、手臂动作调查测试表(ARAT)、Barthel指数以及表面肌电图(sEMG)对患者进行上肢功能评定.结果:两组患者治疗前、后组间各项功能评分之间比较,差异无统计学意义(P＞0.05).NMES组组内治疗前、后各项功能评分之间比较,差异无统计学意义(P＞0.05).治疗后,CCFES组组内ARAT评分与表面肌电图信号比值(主动腕背伸时患侧肌电RMS/健侧肌电RMS)较治疗前有显著提高(P＜0.05).CCFES组表面肌电RMS进步值较NMES组有显著提高(P＜0.05).结论:对侧控制型功能性电刺激较神经肌肉电刺激在提高脑卒中患者上肢功能方面有潜在优势.
关键词： 对侧控制型功能性电刺激 表面肌电 上肢功能 脑卒中 -
髌腱末端病运动员等速运动中股四头肌表面肌电研究
目的:探讨髌腱末端病与股内斜肌/股外侧肌平衡的关系.方法:12名运动员分成两组(对照组:6名无症状运动员;髌腱末端病组:6名患有髌腱末端病运动员),分别接受等速肌力测试(60°/s)和表面肌电测试.比较两组运动员的股内斜肌(VMO)与股外侧肌(VL)的肌电积分比率(VMO:VL)及其VMO和VL激发时间的差异.结果:髌腱末端病组 VMO:VL比率更大.VMO和VL激发时间的差异在两组之间无显著性意义.结论:髌腱末端病运动员中存在股内斜肌/股外侧肌肌力不平衡.
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优秀短距离场地自行车运动员动态平衡能力分析
目的:探讨优秀短距离场地自行车运动员动态平衡能力.方法:25名男性分为3组,分别是10名二年级大学生(对照组)和8名二级(二级组)、7名健将级(健将组)短距离场地自行车运动员.应用BIODEX动态平衡测试系统和Noraxon无线表面肌电(sEMG)测试系统,测试动态平衡难度系数从7开始至7结束时,睁眼、闭眼状态下30秒内综合动摇指教,前后方向、左右方向动摇指数,以及闭眼状态下右下肢腓肠肌和胫前肌积分肌电(iEMG)和中位频率(MF)变化.结果:(1)睁眼和闭眼状态下,三组之间动态平衡各指数均有显著性差异(P<0.05).(2)闭眼状态下,三组之间比较,胫前肌iEMG和MF均有显著性差异(P<0.05),腓肠肌iEMG有显著性差异(P<0.05).(3)综合动摇指数与胫前肌iEMG显著相关(r=0.71,P<0.05).结论:优秀短距离场地自行车运动员动态平衡能力优于二级运动员.
关键词： 短距离场地自行车运动员 动态平衡能力 前庭功能 表面肌电 -
具象思维表面肌电波幅分布特征实验研究
目的 具象思维是与抽象思维和形象思维并列的思维形式,本实验将具象思维、抽象思维和形象思维分别与安静状态比较,观察具象思维下表面肌电(sEMG)信号波幅分布的特征,说明具象思维是心身高度相关的独特思维形式.方法 设置3个不同的思维主题,受试者对每个思维主题分别进行抽象思维、形象思维和具象思维作业,采集受试者表面肌电信号,计算每种思维作业20 s内波幅分布的峰度系数和偏度系数,对32名受试者肌电信号指标分别与思维作业前安静态进行比较,观察每种思维作业时波幅分布是否发生改变.结果 抽象思维、形象思维肌电信号与思维作业前安静态相比,波幅分布未在全部思维主题中出现显著性差异;具象思维肌电信号与思维作业前安静态相比,波幅分布在所有思维主题中均出现显著性差异.结论 具象思维时心理和生理指标发生同时改变,而抽象思维与形象思维时生理指标随心理状态的变化不明显,具象思维是以心身高度相关为主要特征的独特思维形式.
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针刀疗法对膝骨关节炎兔胫骨前肌表面肌电与肌腱生物力学行为的影响
目的 观察针刀疗法对膝骨关节炎兔胫骨前肌表面肌电和肌腱拉伸、蠕变及应力松弛的影响.方法 48只新西兰兔随机分为正常组、模型组、针刀组和电针组.针刀组以股内、外侧肌止点及内、外膝眼为松解进针点治疗,每周2次;电针组针刺左后肢"血海""梁丘""内膝眼""外膝眼"穴,每周3次.治疗3周后,先活体测量负荷分别为0、500、1000 g时左侧胫骨前肌表面肌电数据.然后处死动物,取与膝关节相连的胫骨前肌肌腱试件,进行生物力学相关数据测试.结果 无负荷下,模型组胫骨前肌肌肉积分肌电值比正常组下降(P<0.05),针刀组及电针组与正常组差异无统计学意义(P>0.05);500 g负荷下,针刀组胫骨前肌肌肉积分肌电值比模型组增加(P<0.01),且与正常组差异无统计学意义(P>0.05);在1000 g负荷下,针刀组与电针组、模型组相比,差异均无统计学意义(P>0.05).模型组胫骨前肌肌腱蠕变率、应力松弛率比正常组增加(P<0.05),针刀组及电针组蠕变率均比模型组降低(P<0.05),且与正常组比较差异无统计学意义(P>0.05).模型组大应变与正常组相比,差异具有统计学意义(P<0.05),针刀及电针干预可降低模型兔的大应变(P<0.05).结论 针刀能够改善膝骨关节炎兔胫骨前肌疲劳程度,调整胫骨前肌肌腱生物力学行为,恢复膝关节力学平衡.
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两种力量训练对股四头肌抗疲劳能力影响的表面肌电评定
目的 利用表面肌电技术评价两种力量训练对股四头肌抗疲劳能力的影响,为力量训练效果的评价提供新思路.方法 将30名普通人群分为气动组(PST组)和传统组(TST组).分别利用不同的力量训练器械进行训练.结果 通过疲劳运动前后aEMG/force差值可以体现出:在40%-90%IRM(IRM指大能重复1次)负荷内,10周渐进性抗阻PST能显著提高股内侧肌与股外侧肌的抗疲劳能力.结论 两种力量训练都能适度改善股二头肌疲劳运动后的协调放松水平.
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仰卧起坐动作改良对躯干核心肌力平衡的影响
目的 探讨仰卧起坐训练及其改良动作在表面肌电检测方面的差异.方法 2015年5～8月随机选取某部新兵128人,随机分为A组、B组、C组和D组,每组32人.A、B两组均采用传统仰卧起坐动作训练,但A组训练强度为35次/2 min,B组为70次/2min;C、D组采用改良动作训练,C组训练强度为35次/2 min,D组为70次/2 min.于第2、4、6、8周末分批检测部分受试者腹部及腰背部肌肉表面肌电及肌酸激酶同工酶(CK-MM)、超氧化物歧化酶(SOD)等血清指标,并对上述肌肉行MRI检查.结果 第2、4周末各组RMS值比较差异均无统计学意义(P＞0.05),第6周末C组竖脊肌RMS值高于A、B两组(P＜0.05),第8周时上述差异更为明显(P＜0.05);但C组与D组比较差异无统计学意义(P＞ 0.05).C组各时间点CK-MM及SOD水平高于A组(P＜0.05),低于D组(P＜0.05),但与B组差异无统计学意义(P＞0.05).MRI检查显示在第2、4、6周时各组均未见阳性变化,第8周时可见B组1例腹直肌出现边界模糊的线状或片状影,呈T1WI低信号T2WI高信号,余各组未见阳性表现.结论 仰卧起坐改良动作有助于保持躯干核心肌力平衡,减轻局部肌肉损伤.
