超声张力计:一种用于测量运动期间肌内的差负荷的新方法

科学领域:

• 生物力学 生物力学
• 肌肉骨超声波 肌肉骨超声波
• 组织力学 组织力学

背景情况:

• 肌向骨架传递肌肉力量,当多个肌肉附着时,会经历差异性负荷.
• 肌剪切波速与局部拉力应力相关,这表明波速变化可能表明负载不均.
• 研究肌负荷差异对于理解肌肉骨功能和损伤至关重要.

研究的目的:

• 为了确定基于高率超声波的张力计是否可以测量横跨肌的差负荷.
• 验证该技术能够检测与负载相对应的肌波速的空间变化的能力.

主要方法:

• 超声张力测量是使用高率平面波成像 (20 kHz) 来追踪肌中的波传播而开发的.
• 一个有限元模型,ex vivo猪肌和in vivo人类阿基里斯肌被用于评估该技术.
• 用过的位移数据的拉顿变换计算了切割波速度.

主要成果:

• 波速在体和活体中准确地反映了局部肌应力,较高的负荷显示波速增加.
• 在体内,阿基里斯肌波速的空间变化与伸展和行走期间的亚肌负荷差异相关.
• 该方法显示了高空间分辨率 (0.1 mm x 0.2 mm) 和精度 (±0.2 m/s).

结论:

• 高率超声波张力计成功地追踪了肌剪切波速的空间变化.
• 这种技术为研究肌内的局部组织负荷提供了一个有前途的工具.
• 它可能有助于界定个体肌肉在运动期间对肌总体负荷的具体贡献.