本期关键词
#便携式肌电与肌氧技术 高密度电极阵列；多模态同步采集；便携式设计；动态穿戴式采集
#近红外光谱技术 肌肉氧合监测；血红蛋白浓度检测；肌肉代谢评估；低氧状态分析
#高密度肌电研究 肌肉活动时空特征；运动单元信号分解；肌肉激活定位；肌肉热图重建；肌肉疲劳机制分析
#肌肉机能研究 神经肌肉状态评估；肌肉工作-能量消耗映射；肌纤维特性分析；中枢与外周疲劳辨析
#运动科学研究 运动表现评估；动态运动数据采集；运动限制因素分析；训练效果量化评估
#运动康复研究 康复疗效客观量化；康复状态动态监测；肌肉功能恢复评估；个性化康复效果分析

近红外光谱（NIRS）能帮我们看清局部肌肉的氧合情况，而高密度肌电（HD-EMG）则能快速捕捉肌肉活动的时间和空间变化。这两项技术都轻便、易携带，放在一起用，能在很多研究场景中帮我们更深入地理解肌肉怎么工作、怎么代谢。这篇博文会带你了解NIRS和HD-EMG的原理，以及多模态肌氧 – 高密度肌电同步采集系统能给您的研究带来哪些实实在在的好处。

一、什么是近红外光谱技术（NIRS）？

近红外光谱（NIRS）利用近红外光测量局部（肌肉）组织中氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的相对浓度变化。这可以提供有关任何肌肉的局部氧合和代谢信息。
· NIRS的应用领域
大多数NIRS设备（如我们的PortaMon MKIII）完全便携、重量轻且易于使用。因此，NIRS被广泛应用于各种场景来测量肌肉氧合，例如运动科学、运动表现、临床与康复研究，以及低氧研究等领域。

PortaMon MKIII 应用于CrossFit训练

二、什么是高密度肌电（HD-EMG）？

高密度肌电（HD-EMG），也称为高密度表面肌电（HD-sEMG），通过皮肤表面记录的EMG信号（至少包含四个电极，且电极间距较小）来测量肌肉活动的空间和时间模式。该信号源自骨骼肌中运动单元（包括运动神经元及其支配的肌纤维）的电活动。

SPIRE 实验室环境

· HD-EMG比传统双极肌电好在哪？
更高的空间分辨率：与双极EMG相比，HD-EMG增加了电极数量并将电极紧密排列。这使得能够更准确地测量肌肉活动，并覆盖更大的肌肉区域。
精确的图像重建与肌肉活动定位：电极间距离更小，提升了空间分辨率，从而支持先进的信号处理技术，如信号分解和空间滤波。这使得能够精确定位运动单元并绘制肌肉激活的确切位置。HD-EMG可以分离单个运动单元的活动并追踪其放电模式。

使用HD-EMG在四种不同面部表情下生成的肌肉热图

· HD-EMG的应用领域
HD-EMG系统（如SPIRE）通常便携轻巧，同时仍能实现准确、精确的肌肉活动测量和定位。它可以用来研究肌纤维特性、做肌肉活动空间分布图（见图1），或者分解出单个运动单元的信号。因此，HD-EMG被广泛应用于运动科学、机器人技术、临床与康复研究以及人体力学等领域。

三、为什么要将近红外光谱（NIRS）与高密度肌电（HD-EMG）结合使用？

结合肌肉近红外光谱（mNIRS）和HD-EMG有助于全面了解肌肉的功能状态、神经肌肉状态和代谢状态。因为两套设备都轻便好用，即使在动态运动过程中也能实时反馈数据，不受场地限制。在评估疲劳机制时，HD-EMG能够检测运动过程中运动单位的激活情况、放电频率以及传导速度的变化。而NIRS则可以监测氧饱和度的变化及其恢复过程。将这两种方法结合使用，就能全面了解疲劳在神经层面（中枢）和代谢层面（外周）的表现。

此外，通过将详细的肌肉激活模式与HD-EMG数据相结合，再结合NIRS所检测到的肌肉氧合水平变化，就可以全面了解肌肉的激活情况以及它们对代谢需求的反应，绘出完整的“肌肉工作—能量消耗”空间图。我们的NIRS-HD-EMG组合系统，比如PortaMon和SPIRE，就能轻松将两种技术整合到同一套测量系统中。

HD-EMG与NIRS结合使用，有助于全面了解训练和康复措施的有效性。通过在干预前、干预过程中以及干预后，同时利用HD-EMG监测肌肉活动的变化，再利用NIRS监测氧气利用情况，就可以：1.判断是神经传导功能还是氧气供应问题限制了运动表现或恢复速度；2.弄清随时间出现的改善是由于氧气供应得到改善，还是因为采用了更有效的肌肉激活策略。

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