Name: 在高尔夫挥杆期间使用亮度模式超声波提供视觉生物反馈 (视频) | JoVE Journal
Uploaded: 2022-08-25T14:30:00.000+00:00
Duration: 6 min 42 s
Description: 学习使用亮度模式超声波在高尔夫挥杆期间为腹斜肌提供视觉生物反馈的技术。该方法通过实时成像和语言提示增强核心肌肉激活与时机，有助于提升运动表现并预防下背部损伤。

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

本方案是经中佛罗里达大学机构审查委员会批准的一项研究的一部分。所有参与本研究的人类受试者均签署了知情同意书。纳入研究的条件为：年龄在18至75岁之间，过去一年内每月至少打一次高尔夫球，或过去两个月内每周至少打一次高尔夫球，打高尔夫球的历史至少两年，且在过去12个月内至少出现过两次下背部疼痛。排除标准包括：平衡障碍、当前妊娠、过去一年内接受过下背部或下肢手术，或在需要放置换能器的腹部区域存在开放性伤口。
1. 超声设备设置与数据采集
<ol>
	<li>使用开/关按钮打开并启动超声设备（参见材料表）。</li>
	<li>按下键盘上的患者按钮以添加新患者，并在屏幕左侧选择新患者。
	<ol>
		<li>输入所需的患者编号，确保选择MSK作为检查类型，然后点击注册。退出以开始检查并进入B模式。 
		注意：MSK腹部预设B模式下的超声设置：B色 = Tint Map D，写入缩放高度 = 4，写入缩放宽度 = 4，热指数 = Tls，ATO水平 = 低，聚焦数量 = 2，聚焦数量CrossXBeam = 2，聚焦深度 = 50，深度（cm）= 3，压缩 = 1，聚焦宽度 = 1，聚焦宽度CrossXBeam = 1，线密度 = 3，线密度CrossXBeam = 3，抑制 = 0，帧平均 = 4，平均CrossXBeam = 2，CrossXBeam 2，CrossXBeam # = 低，CrossXBeam类型 = 平均，边缘增强 = 3，B偏转 = 0，灰度图 = Gray Map C，增益 = 34，动态范围 = 69，抑制 = 0，频率（MHz）= 12。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>将线阵探头置于弹性带中，方法是将线阵探头的头部穿过带子中部的水平狭缝（参见材料表）。然后，使用一到两个泡沫块固定探头位置。
	<ol>
		<li>在线阵探头上涂抹超声耦合剂（参见材料表）。将探头置于侧腹壁，大约位于脐外侧10 cm处8。</li>
		<li>使用钩环扣件将带子固定在受试者身上。确保带子足够紧，使探头垂直于侧腹壁固定8。</li>
		<li>如有必要，调整超声的深度和增益（亮度），以清晰显示腹外斜肌、腹内斜肌和腹横肌的筋膜边界和肌肉厚度。确保在此纵向视图中，腹横肌的深筋膜边界可见于屏幕边缘（图1）8。 
		注意：深度取决于被测个体的体型，但需确保腹横肌的深筋膜边界清晰可见且图像清晰。</li>
		<li>图像清晰后，将患者调整至与其即将完成的动作相对应的姿势。例如，若其将执行一次高尔夫挥杆动作，则让其站立于准备姿势。按下冻结，然后点击存储以捕获静态图像，保存至该患者的检查中，用于实时测量或后续测量静息状态下的肌肉厚度。 
		注意：参见图1，了解使用B模式超声成像侧腹壁清晰图像的示例。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>再次选择冻结以返回实时成像。按下存储以开始B模式视频录制。检查屏幕右下角，确认计时器开始运行并以亮绿色高亮显示，表示正在录制视频。在录制开始后，指导受试者完成一次完整的高尔夫挥杆动作。
	<ol>
		<li>再次按下存储以结束视频录制并将其保存至其检查中。 
		注意：已保存的图像和视频将显示在当前活动图像下方，每行最多显示五个。使用光标滚动或选择之前的图像。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>根据研究需要，重复步骤1.4若干次。若图像变得模糊，可根据需要调整泡沫块中超声探头的位置。 
	注意：典型的比较生物反馈与非生物反馈条件的实验方案，每个条件下通常进行3至10次重复11,17。
	<ol>
		<li>每次试验后，检查视频的图像清晰度。若图像在任何时刻变为无回声（完全黑色），表明超声探头在挥杆过程中发生了移动。在此情况下，应排除该次试验并重新测量。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>每次挥杆后，让患者调整至能够看到超声屏幕的位置。打开最近一次的试验记录。
	<ol>
		<li>简要概述并描述目标肌肉（对于旋转动作，包括腹外斜肌和腹内斜肌）。说明肌肉在运动过程中应如何增厚，并向其展示其试验结果，根据每次尝试提供相应的教育性反馈。</li>
		<li>例如，若腹斜肌在整个任务中大小基本不变，应指导其在下一次尝试中专注于在整个动作过程中强力收缩核心肌群，而非被动地旋转躯干。 
		​注意：在高尔夫挥杆过程中强调躯干旋转作为力量来源，是高水平高尔夫球手的常见特征18。在旋转动作过程中通常无法提供实时生物反馈，因此认为在每次试验后提供反馈是可接受的19。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>根据所需次数重复进行生物反馈试验。每次尝试后提供超声图像以及口头提示或指导，并根据需要调整提示内容。</li>
</ol>
<img alt="肌肉组织层次的超声示意图，标注为 A、B、C；解剖学分析；医学影像。" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64333/64333fig01.jpg" data-altupdatedat="1788282455000" data-alt="图1"> 
图1：静立状态下右侧腹外侧壁的影像。 （A）腹外斜肌。 （B）腹内斜肌。 （C）腹横肌。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64333/64333fig01large.jpg" target="_blank">请点击此处查看该图的放大版本。</a>
2. 静息态图像处理
<ol>
	<li>打开第一张静息状态图像进行测量。使用光标悬停在活动图像下方库中的目标图像上，然后点击 Enter。
	<ol>
		<li>点击一次 Measure 以打开测量工具。当光标位于目标肌肉的上层筋膜边界时，点击 Enter。 
		注：本研究中测量了腹外斜肌和腹内斜肌，因为它们是目标肌肉，但在该视图中也可测量腹横肌。</li>
		<li>当光标位于下层筋膜边界时，再次点击 Enter。 
		注：测量线段的长度将显示在屏幕左下角，单位为厘米。请将该长度记录在一个电子表格中，表格应包含受试者或患者姓名/编号及静息状态下肌肉厚度信息。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>对所有需要测量的腹外斜肌和腹内斜肌图像，重复步骤 2.1.1–2.1.2。</li>
</ol>
3. B型超声视频处理
<ol>
	<li>完成所需数量的视频采集后，打开第一个待处理的视频。使用光标悬停在活动图像下方的视频库中所需图像上，然后点击 Enter 按钮。</li>
	<li>调整 B 模式视频中的观看画面，直至到达第一帧。确定所需的采样率。 
	注意：以往文献在分析时通常采用总帧数的 0%–100% 之间以 10% 为间隔的时间点，但具体采样密度可根据研究目的适当增加或减少20。</li>
	<li>当显示所需帧画面后，使用 Measure 工具。点击一次按钮以启动该工具，将光标移至目标肌肉的上层筋膜边界处，点击 Enter 以确定测量起点。</li>
	<li>将测量线拖动至目标肌肉的下层筋膜边界，再次点击 Enter 以完成测量。 
	注意：测量所得距离将显示在屏幕左下角区域。</li>
	<li>点击 Store 以保存已测量的图像。</li>
	<li>将测量结果记录在电子表格中，表格应包含受试者或患者姓名/编号、帧编号及厚度测量值。随后返回原始 B 模式视频帧（步骤 3.2）。</li>
	<li>滚动至下一个待分析帧。例如，若在一个采集了 100 帧的挥杆动作中需采样 11 个时间点（即 0%–100% 之间每 10% 一个点），则当前应使用第 10 帧（即 10/100 表示总共 100 帧中的第 10 帧）。
	<ol>
		<li>重复步骤 3.3–3.4，测量下一帧图像。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>重复步骤 3.7，直至所有目标帧均完成测量。</li>
	<li>进入下一个视频，重复步骤 3.1–3.8，直至所有视频均完成测量。 
	​注意：参见 图 2，其中汇总展示了高尔夫挥杆各阶段处理后的帧图像。</li>
</ol>
4. 活化率计算
注意：通常使用激活比来确定肌肉厚度变化的程度8,9,11。激活比的计算公式为收缩时厚度（cm）/静息时厚度（cm）。
<ol>
	<li>为确定特定时间点的激活比率，按照步骤3测量厚度，并将该值除以从步骤2获得的静息图像厚度。</li>
</ol>
<img alt="高尔夫挥杆生物力学；运动阶段的图解与序列分析，用于运动科学研究。" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64333/64333fig02.jpg" data-altupdatedat="1788282455000" data-alt="图2"> 
图2：右手持杆高尔夫球员右侧（后侧）腹外侧壁B模式视频的逐帧分析。 EO = 腹外斜肌；IO = 腹内斜肌。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64333/64333fig02large.jpg" target="_blank">请点击此处查看此图的放大版本。</a>

<ol><li>Betts, J. G., et al. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBetts%2C+JG+%22Anatomy+and+Physiology%22">Anatomy and Physiology</a>. , OpenStax. Houston, TX. (2017).</li>
<li>Saeterbakken, A. H., vanden Tillaar, R., Seiler, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+core+stability+training+on+throwing+velocity+in+female+handball+players%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Strength+and+Conditioning+Research%22%5BJournal%5D)">Effect of core stability training on throwing velocity in female handball players.</a> Journal of Strength and Conditioning Research. 25 (3), 712-718 (2011).</li>
<li>Pink, M., Perry, J., Jobe, F. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electromyographic+analysis+of+the+trunk+in+golfers%5BTitle%5D)+AND+%22The+American+Journal+of+Sports+Medicine%22%5BJournal%5D)">Electromyographic analysis of the trunk in golfers.</a> The American Journal of Sports Medicine. 21 (3), 385-388 (1993).</li>
<li>Cole, M. H., Grimshaw, P. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+biomechanics+of+the+modern+golf+swing%3A+Implications+for+lower+back+injuries%5BTitle%5D)+AND+%22Sports+Medicine%22%5BJournal%5D)">The biomechanics of the modern golf swing: Implications for lower back injuries.</a> Sports Medicine. 46 (3), 339-351 (2016).</li>
<li>McHardy, A. J., Pollard, H. P., Luo, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Golf-related+lower+back+injuries%3A+An+epidemiological+survey%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Chiropractic+Medicine%22%5BJournal%5D)">Golf-related lower back injuries: An epidemiological survey.</a> Journal of Chiropractic Medicine. 6 (1), 20-26 (2007).</li>
<li>Horton, J. F., Lindsay, D. M., Macintosh, B. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Abdominal+muscle+activation+of+elite+male+golfers+with+chronic+low+back+pain%5BTitle%5D)+AND+%22Medicine+and+Science+in+Sports+and+Exercise%22%5BJournal%5D)">Abdominal muscle activation of elite male golfers with chronic low back pain.</a> Medicine and Science in Sports and Exercise. 33 (10), 1647-1654 (2001).</li>
<li>Cole, M. H., Grimshaw, P. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Trunk+muscle+onset+and+cessation+in+golfers+with+and+without+low+back+pain%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomechanics%22%5BJournal%5D)">Trunk muscle onset and cessation in golfers with and without low back pain.</a> Journal of Biomechanics. 41 (13), 2829-2833 (2008).</li>
<li>Mangum, L. C., Henderson, K., Murray, K. P., Saliba, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultrasound+assessment+of+the+transverse+abdominis+during+functional+movement%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Ultrasound+in+Medicine%22%5BJournal%5D)">Ultrasound assessment of the transverse abdominis during functional movement.</a> Journal of Ultrasound in Medicine. 37 (5), 1225-1231 (2018).</li>
<li>Sutherlin, M. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Changes+in+muscle+thickness+across+positions+on+ultrasound+imaging+in+participants+with+or+without+a+history+of+low+back+pain%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Athletic+Training%22%5BJournal%5D)">Changes in muscle thickness across positions on ultrasound imaging in participants with or without a history of low back pain.</a> Journal of Athletic Training. 53 (6), 553-559 (2018).</li>
<li>Teyhen, D. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+use+of+ultrasound+imaging+of+the+abdominal+drawing-in+maneuver+in+subjects+with+low+back+pain%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Orthopaedic+%26+Sports+Physical+Therapy%22%5BJournal%5D)">The use of ultrasound imaging of the abdominal drawing-in maneuver in subjects with low back pain.</a> Journal of Orthopaedic & Sports Physical Therapy. 35 (6), 346-355 (2005).</li>
<li>Skibski, A., Burkholder, E., Goetschius, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transverse+abdominis+activity+and+ultrasound+biofeedback+in+college+golfers+with+and+without+low+back+pain%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Therapy+in+Sport%22%5BJournal%5D)">Transverse abdominis activity and ultrasound biofeedback in college golfers with and without low back pain.</a> Physical Therapy in Sport. 46, 249-253 (2020).</li>
<li>Mangum, L. C., Sutherlin, M. A., Saliba, S. A., Hart, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reliability+of+ultrasound+imaging+measures+of+transverse+abdominis+and+lumbar+multifidus+in+various+positions%5BTitle%5D)+AND+%22PM%26R%22%5BJournal%5D)">Reliability of ultrasound imaging measures of transverse abdominis and lumbar multifidus in various positions.</a> PM&R. 8 (4), 340-347 (2016).</li>
<li>Stokes, I. A. F., Henry, S. M., Single, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surface+EMG+electrodes+do+not+accurately+record+from+lumbar+multifidus+muscles%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+Biomechanics%22%5BJournal%5D)">Surface EMG electrodes do not accurately record from lumbar multifidus muscles.</a> Clinical Biomechanics. 18 (1), 9-13 (2003).</li>
<li>Valera-Calero, J. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultrasound+imaging+as+a+visual+biofeedback+tool+in+rehabilitation%3A+an+updated+systematic+review%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Environmental+Research+and+Public+Health%22%5BJournal%5D)">Ultrasound imaging as a visual biofeedback tool in rehabilitation: an updated systematic review.</a> International Journal of Environmental Research and Public Health. 18 (14), 7554(2021).</li>
<li>Cha, H. -G., Kim, M. -K., Shin, Y. -J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effects+of+visual+biofeedback+using+ultrasonograpy+on+deep+trunk+muscle+activation%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Physical+Therapy+Science%22%5BJournal%5D)">The effects of visual biofeedback using ultrasonograpy on deep trunk muscle activation.</a> Journal of Physical Therapy Science. 28 (12), 3310-3312 (2016).</li>
<li>Van, K., Hides, J. A., Richardson, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+use+of+real-time+ultrasound+imaging+for+biofeedback+of+lumbar+multifidus+muscle+contraction+in+healthy+subjects%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Orthopaedic+and+Sports+Physical+Therapy%22%5BJournal%5D)">The use of real-time ultrasound imaging for biofeedback of lumbar multifidus muscle contraction in healthy subjects.</a> The Journal of Orthopaedic and Sports Physical Therapy. 36 (12), 920-925 (2006).</li>
<li>McPherson, S. L., Watson, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Training+of+transversus+abdominis+activation+in+the+supine+position+with+ultrasound+biofeedback+translated+to+increased+transversus+abdominis+activation+during+upright+loaded+functional+tasks%5BTitle%5D)+AND+%22PM%26R%22%5BJournal%5D)">Training of transversus abdominis activation in the supine position with ultrasound biofeedback translated to increased transversus abdominis activation during upright loaded functional tasks.</a> PM&R. 6 (7), 612-623 (2014).</li>
<li>Burden, A. M., Grimshaw, P. N., Wallace, E. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hip+and+shoulder+rotations+during+the+golf+swing+of+sub-10+handicap+players%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Sports+Sciences%22%5BJournal%5D)">Hip and shoulder rotations during the golf swing of sub-10 handicap players.</a> Journal of Sports Sciences. 16 (2), 165-176 (1998).</li>
<li>Magill, R. A., Anderson, D. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aMagill%2C+RA+%22Motor+Learning+and+Control%3A+Concepts+and+Applications%22">Motor Learning and Control: Concepts and Applications</a>. , McGraw-Hill. New York, NY. (2014).</li>
<li>DeJong, A. F., Mangum, L. C., Hertel, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gluteus+medius+activity+during+gait+is+altered+in+individuals+with+chronic+ankle+instability%3A+An+ultrasound+imaging+study%5BTitle%5D)+AND+%22Gait+%26+Posture%22%5BJournal%5D)">Gluteus medius activity during gait is altered in individuals with chronic ankle instability: An ultrasound imaging study.</a> Gait & Posture. 71, 7-13 (2019).</li>
<li>Hume, P. A., Keogh, J., Reid, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+role+of+biomechanics+in+maximising+distance+and+accuracy+of+golf+shots%5BTitle%5D)+AND+%22Sports+Medicine%22%5BJournal%5D)">The role of biomechanics in maximising distance and accuracy of golf shots.</a> Sports Medicine. 35 (5), 429-449 (2005).</li>
<li>Smith, J., Finnoff, J. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diagnostic+and+interventional+musculoskeletal+ultrasound%3A+Part+1.+fundamentals%5BTitle%5D)+AND+%22PM%26R%22%5BJournal%5D)">Diagnostic and interventional musculoskeletal ultrasound: Part 1. fundamentals.</a> PM&R. 1 (1), 64-75 (2009).</li>
<li>Smith, J., Finnoff, J. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diagnostic+and+interventional+musculoskeletal+ultrasound%3A+Part+2.+clinical+applications%5BTitle%5D)+AND+%22PM%26R%22%5BJournal%5D)">Diagnostic and interventional musculoskeletal ultrasound: Part 2. clinical applications.</a> PM&R. 1 (2), 162-177 (2009).</li>
<li>Ribeiro, D. C., Mącznik, A. K., Milosavljevic, S., Abbott, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effectiveness+of+extrinsic+feedback+for+management+of+non-specific+low+back+pain%3A+A+systematic+review+protocol%5BTitle%5D)+AND+%22BMJ+Open%22%5BJournal%5D)">Effectiveness of extrinsic feedback for management of non-specific low back pain: A systematic review protocol.</a> BMJ Open. 8 (5), 021259(2018).</li>
</ol>

作者无相关披露信息要报告。

在基于旋转的运动动作（如高尔夫挥杆）后提供超声生物反馈，可用于增加腹外侧壁肌肉的厚度。如代表性结果所示，单次超声生物反馈试验即可在整个高尔夫挥杆过程中引起斜肌活动的短期增加。
既往研究在动态任务中也使用了通过弹性绑带固定的B型超声20，测量过程在受试者于跑步机上行走时进行。与本研究方法类似，作者将B型超声视频简化为少量静态图像，以代表步行步态周期。这使得数据处理和分析更为可行，因为图像在步态周期中以10%的时间间隔进行采样。本方案在此方法基础上，将B型超声应用于复杂旋转性动作中的生物反馈工具。然而，由于步态具有周期性，因此在与本方案进行直接比较时需谨慎。高尔夫挥杆动作可分解为若干较小阶段，例如准备姿势、上杆、下杆和随挥21。但由于高水平运动员的上杆平均持续时间不足1秒，下杆平均持续时间少于0.25秒21，因此将B型超声视频与挥杆的具体阶段同步存在挑战。临床医生可通过同步挥杆视频与B型超声视频，观察肌肉活动变化，从而直接比较挥杆各阶段。随后可...

腹外侧壁的肌肉包括腹外斜肌、腹内斜肌和腹横肌。腹外斜肌执行躯干的侧屈和对侧&#160;旋转，而腹内斜肌执行同侧&#160;躯干旋转。腹横肌是腹部肌肉中最深层的一层，其功能是增加腹内压并增强脊柱的节段性稳定性1。这些肌肉的正常功能对于降低下背部疼痛风险和提高运动表现具有重要意义，因为核心稳定性能够通过四肢传递更大的力量和爆发力2。
在强调躯干旋转的运动中，例如高尔夫、网球、棒球或垒球，核心肌群承受着较高的负荷。例如，在高尔夫挥杆过程中，通过表面肌电图测量发现，身体后侧腹斜肌的活动峰值达到最大自主等长收缩（MVIC）的64%，而前侧腹斜肌的活动峰值达到54% MVIC3。躯干旋转是影响高尔夫击球距离和准确性的关键因素4。高尔夫挥杆带来的应力以及核心肌群的高负荷活动可能引发下背部疼痛，这是高尔夫运动中最常见的损伤5。此外，在患有下背部疼痛的高水平高尔夫球手中，外腹斜肌的活动时机相较于健康个体在挥杆过程中出现延迟6。另一项肌电图研究发现，患有下背部疼痛的高尔夫球手竖脊肌的激活时间早于无下背部疼痛的球手7，提示关注前外侧腹部肌肉的训练可能具有益处。因此，测量高尔夫挥杆过程中腹部肌肉活动的程度和时机，对于提高运动表现并降低下背部疼痛风险具有重要意义。
由于腹外侧壁肌肉具有分层结构，康复超声常用于评估该区域的肌肉8,9,10。在仰卧位或更接近实际高尔夫挥杆姿势的体位下，有无下背痛的大学生高尔夫球手其腹横肌的激活程度并无差异11。然而，腹横肌活动仅是高尔夫挥杆动作的一个组成部分，对于该人群而言，躯干旋转可能更为重要。既往研究曾使用弹性腰带和泡沫块将超声探头固定于腹部，从而可在动态动作（如单腿深蹲或步行）过程中对核心肌群进行超声评估8。已有研究表明，在动态动作中应用超声具有可接受至优秀的可靠性12。该技术可用于测量高尔夫挥杆或其他运动专项任务期间腹外侧壁肌肉厚度的变化。尽管表面肌电图常用于测量肌肉的电活动，但在腹部区域的应用可行性较低。由于腹部肌肉的分层解剖结构，容易产生肌电信号串扰，且无法直观显示核心肌群各肌肉层的独立形态13。与表面肌电图等其他方法相比，超声对核心肌群具有优势，因其不仅能分别显示各单个肌肉，还可提供可用于反馈的实时图像14。
由于超声能够实时显示目标肌肉的图像，因此也可用作视觉生物反馈的工具。与仅使用语言提示相比，超声生物反馈能够更有效地增加腹横肌和腰多裂肌的肌肉厚度15,16。此外，对于有或无下背部疼痛的高尔夫球手，实时超声生物反馈可在仰卧位和高尔夫准备姿势下增加腹横肌的厚度11。仰卧位的生物反馈训练效果还可迁移到直立负重任务中17。目前仍需更多研究来确定生物反馈训练所需的频率和持续时间，因为大多数研究采用的是单次会话或短期训练方案15。由于超声已应用于功能性任务中，且已有证据表明高尔夫球手可在准备姿势下增强深层肌肉的预先激活，下一步研究应探讨在高尔夫挥杆过程中利用超声生物反馈来增加斜肌厚度的效果。
因此，该方法旨在利用超声波作为反馈机制，以改善挥杆过程中腹斜肌的激活程度和激活时机。

<table><tbody><tr><td>Aquasonic 100</td><td>Parker</td><td>BT-025-0037L</td><td>超声耦合凝胶</td></tr><tr><td>GE NextGen Logiq e 超声设备</td><td>GE Healthcare</td><td>HR48382AR</td><td></td></tr><tr><td>线阵探头</td><td>GE Healthcare</td><td>H48062AB</td><td></td></tr><tr><td>Velcro 绑带</td><td>VELCRO</td><td></td><td>用于固定超声探头的弹性带的紧固件</td></tr></tbody></table>

利用亮度模式超声在高尔夫挥杆过程中提供视觉生物反馈

Providing Visual Biofeedback Using Brightness Mode Ultrasound During a Golf Swing

结合超声生物反馈与口头提示可比单独使用口头提示更显著地增加肌肉厚度，并可能增强针对运动人群及身体活动活跃人群的传统康复技术效果。可通过与视频同步的逐帧分析应用亮度模式（B-mode）超声，以了解在这些动态任务中肌肉厚度的变化情况。超声视觉生物反馈已应用于腹外侧壁肌肉的静态体位研究。然而，通过使用弹性带和泡沫块将探头固定于腹部，可在终身运动项目（如高尔夫）中更具体的相关动作期间实施生物反馈。为分析高尔夫挥杆过程中的肌肉活动，可比较肌肉厚度的变化。在整个任务过程中肌肉厚度应持续增加，表明肌肉活动性更高。该方法使临床医生能够立即回放超声视频，作为视觉工具指导患者正确激活目标肌肉。例如，超声可用于靶向腹外斜肌和腹内斜肌，这些肌肉在挥杆击打高尔夫球或任何其他旋转类运动及活动中发挥重要作用。本方法旨在提高高尔夫挥杆过程中腹斜肌的肌肉厚度。此外，还可通过指导患者在特定时间点（如下挥杆起始阶段）收缩腹部肌肉，以针对性地调节肌肉收缩的时机，从而改善任务期间的肌肉激活模式。

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td></td>
			<td>无反馈</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>生物反馈</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>摆动时长</td>
			<td>腹外斜肌厚度 (cm)</td>
			<td>腹内斜肌厚度 (cm)</td>
			<td>腹斜肌总厚度 (cm)</td>
			<td>腹外斜肌厚度 (cm)</td>
			<td>腹内斜肌厚度 (cm)</td>
			<td>腹斜肌总厚度 (cm)</td>
		</tr>
		<tr>
	...

亮度模式超声可用于在高尔夫挥杆过程中对腹外侧壁肌肉提供视觉生物反馈。挥杆后的视觉和语言指导可增强腹外斜肌和腹内斜肌的肌肉激活程度及激活时序。

结合超声生物反馈与言语提示可比单独使用言语提示更显著地增加肌肉厚度，并可能增强传统康复训练的效果。

超声生物反馈可以帮助增强核心肌群的激活程度和激活时机，这对于运动表现以及降低下背痛等损伤风险都具有重要意义。使用超声进行生物反馈的一个主要优势在于其能够提供实时图像。该图像结合口头提示，可帮助患者正确地使用其肌肉。该方法也可直接应用于其他旋转运动，例如棒球或垒球挥棒，或网球正手击球。首先，使用开关按钮打开并启动超声设备。然后按下键盘上的患者按钮以添加新患者，并在屏幕左侧选择“新患者”。输入所需的患者编号，确保选择 MSK 作为检查类型，然后点击注册。退出以开始检查，并进入 B 模式。通过将线阵探头的头部穿过弹性带中间的水平狭缝，将线阵探头固定在弹性带中。接下来，使用一到两个泡沫块固定换能器的位置。在线性换能器上涂抹超声耦合凝胶。将换能器置于侧腹壁，位置大约在脐外侧 10 厘米处。使用钩环扣将腰带固定在受试者身上，确保腰带足够紧，使换能器垂直于侧腹壁。根据需要调整超声的深度和增益，以清晰显示腹外斜肌、腹内斜肌和腹横肌的筋膜边界及肌肉厚度，并确保在此纵向视图中，腹横肌的筋膜边界可见于屏幕边缘。图像清晰后，将受试者调整至与其即将完成的动作相对应的姿势，例如，若其进行高尔夫挥杆动作，则让其站立于准备姿势。然后按“冻结”按钮，再按“存储”以捕获静态图像。将其保存至患者的检查记录中，可实时进行测量，或在之后调用以测量静息状态下的肌肉厚度。再次选择“冻结”以返回实时成像。按下“存储”按钮以开始B模式视频录制。每次尝试后提供口头提示或指令，并根据需要调整提示内容。在屏幕右下角，检查计时器是否开始计时并以亮绿色高亮显示，表明视频正在录制中。再次按下存储按钮以结束视频录制，并将其保存到他们的检查中。如果图像变得模糊，可根据需要调整超声探头在泡沫块中的位置。每次试验后，应回放视频以检查图像清晰度；若在任何时刻图像变为无回声，表明超声探头在摆动过程中发生了移动。排除该次试验并重新测量。每次摆动后，让患者处于能够看到超声屏幕的位置。打开第一张静息图像进行测量。使用光标悬停在活动图像下方库中所需图像上，然后按 Enter 键。单击“测量”一次以打开测量工具，当光标位于目标肌肉的上层筋膜边界时，再次按 Enter 键。当光标位于下层筋膜边界时，再次按 Enter 键。完成所需数量的视频采集后，打开第一个待处理的视频。使用光标悬停在下方库中活动图像的选定画面上，然后点击 Enter 按钮。调整 B 模式视频中的观察范围，直至到达第一帧，并确定所需的采样率。当打开所需的帧后，单击按钮一次以启用测量工具。将光标置于目标肌肉的上层筋膜边界处，按下 Enter 键以确定测量的起点。拖动测量线至目标肌肉的下层筋膜边界，再次按下 Enter 键以完成测量。然后按“存储”以保存测量图像。将测量结果记录在电子表格中，表格应包含参与者或患者姓名/编号、帧编号以及厚度测量值。返回原始B型视频帧，并滚动至下一个待分析的帧。重复测量步骤，直至完成所有所需图像帧的测量。要确定特定时间点的激活比值，需按照之前演示的方法测量厚度，并将该值除以静息图像的厚度。为了确定在提供生物反馈的50%时间点斜向肌总厚度是否增加，计算了激活比值。非生物反馈试验显示厚度为1.685，而生物反馈的数值为1.739。因此可以推断，在高尔夫挥杆50%持续时间内，生物反馈导致斜肌激活程度略有增加。使用超声生物反馈时，重要的是能够使用通俗易懂的术语，帮助患者理解图像。解释目标是通过核心旋转来产生力量。按照此操作流程，我们还可以观察腹横肌的肌肉厚度。这能够帮助我们了解患者在动态运动过程中深层核心肌群的活动情况以及脊柱稳定性。

providing-visual-biofeedback-using-brightness-mode-ultrasound-during

Research

科研

JoVE Journal

Medicine

医学

在高尔夫挥杆期间使用亮度模式超声波提供视觉生物反馈

本文介绍了一种新型低成本人机交互界面，用于交互式中风后平衡康复系统。该系统集成了现成的低成本传感器，以实现自主驱动的电刺激治疗模式。该概念验证软件界面已在健康志愿者中进行了演示。...

一种集成低成本传感器与神经肌肉电刺激系统的用于卒中后平衡康复的人机界面

本文介绍了一种用于定量监测和评估视觉训练效果的方案，该训练作为运动医学管理计划的一部分实施，旨在预防脑震荡并提升运动表现。...

用于运动性脑震荡缓解与管理的视觉训练方法

超声成像可用于实时显示言语过程中舌头的形态和运动。这些图像可用于确定言语声音错误的性质。在临床人群中，利用舌头的视觉反馈可促进言语声音产生的改善。...

舌部超声成像：言语发音错误评估与矫治的教程

低强度脉冲超声刺激（LIPUS）是一种用于对内源性或工程化细胞进行无创机械刺激的方法，具有高空间和时间分辨率。本文介绍了如何将LIPUS系统整合到落射荧光显微镜上，以及如何在超声传播路径中最小化声阻抗失配，以防止产生不必要的机械伪影。...

多路复用聚焦超声刺激与荧光显微镜技术

本方案描述了实现实时观察所需的手术与技术操作步骤 体内...

利用实时活体多光子显微镜观察聚焦超声联合微泡治疗以增强血脑屏障通透性

本方案描述了多光谱光声成像的获取方法 体内 人类皮肤血管系统。其中包括血红蛋白和黑色素的定量分析，这两种物质被视为功能分析中感兴趣的发色团。...

用于血管研究中功能成像的多光谱光声断层扫描技术

连续静脉-动脉多普勒超声监测在容量负荷试验期间的应用

这项重测研究评估了在单腿膝关节伸展运动期间，使用多普勒超声技术测量下肢血流量的方法。研究考察了该方法在同一天内、不同天之间以及不同操作者之间的可靠性。结果表明，该方法在同一天内的重复性较高，不同天之间的可靠性可接受；然而，在静息状态及低负荷运动时，不同操作者之间的可靠性较低，无法接受。...

基于多普勒超声的非受控环境下单腿膝伸肌运动期间腿部血流评估

经颅超声刺激（TUS）是一种具有前景的非侵入性技术，能够对人类大脑任意深度进行刺激，为治疗多种神经系统疾病提供了新的治疗可能性。本方案为在神经功能正常成人及中风等神经系统疾病患者中应用TUS提供了一套标准化且可灵活调整的实验框架。...

探索性临床人体研究中经颅超声刺激的方法学方案及注意事项

本文展示了一种创新的视觉方法（摄影发声法或照片引谈法），旨在为患有慢性疾病的患者在临床诊疗中实现公平的诊疗流程，揭示临床知识中的空白，建立更佳的治疗关系，并确定以患者为中心的治疗目标及促进康复的可能性。...

运用视觉与叙事方法实现临床医疗中的公平诊疗流程

学习使用亮度模式超声波在高尔夫挥杆期间为腹斜肌提供视觉生物反馈的技术。该方法通过实时成像和语言提示增强核心肌肉激活与时机，有助于提升运动表现并预防下背部损伤。

利用亮度模式超声在高尔夫挥杆过程中提供视觉生物反馈

探索更多视频