Величина мышечной силы.

И величина, и направление вектора мышечной силы трудно поддаются измерению. Чтобы измерить мышечную силу, мы должны измерить силу, переданную сухожилием. В экспериментах на изолированной мышце это измерение включает в себя присоединение сухожилия к преобразователю усилия. В экспериментах на человеке, когда сухожилие не отделено от кости, мышечное усилие может быть измерено путем помещения тензометра на сухожилие. Так, P. V. Komi и др. использовали тензометр для измерения усилия в ахилловом сухожилии во время езды на велосипеде. Максимальные усилия порядка 700 Н они получили в правом ахилловомсухожилии во время педалирования со скоростью 90 км/ч; образуемая приэтом мощность составляла 265 Вт.

Одним из широко распространенных подходов для оценки мышечной силы является измерение площади поперечного сечения мышцы в плоскости (первый метод), перпендикулярной направлению мышечных волокон. Измерения могут быть выполнены на трупах или с помощью различных процедур получения изображения (ультразвук, компьютерная томография, магнитный резонанс).

Способность мышцы генерировать силу связана с площадью поперечногосечения мышцы константой порядка 30 Н*см⁻². Удельное натяжение, таким образом,характеризует способность мышцы генерировать усилие и не зависит от её размера. Соотношение для оценки мышечного усилия (Fm) определяется формулой: Fm = удельное натяжение *площадь поперечного сечения.

Так, бицепс (сгибатель предплечья) с площадью поперечного сечения 5,8 см² может создать максимальное усиление 174 Н. Максимальное усиление, которое пможет быть создано мышцами-сгибателями локтя, действующими совместно,будет составлять 456 Н. По некоторым данным, при поперечном сечении 34,7 см²сгибателей локтя их максимальное усилие может равняться 1297 Н.

Некоторые наблюдения показывают, что величина мышечной силы не зависит от типа мышечных волокон или пола, а изменяется прямо пропорционально площади поперечного сечения при относительно постоянном удельном натяжении. Фактором, который может повлиять на это соотношение, является строение мышцы.

Второй метод. Кроме площади поперечного сечения для оценки величины мышечной силы могут быть использованы электромиограмма (ЭМГ) и внутримышечное давление.

Электромиография (ЭМГ) – (от электро…, мио… и …графия), метод исследования биоэлектрических потенциалов, возникающих в скелетных мышцах человека и животных при возбуждении мышечных волокон; регистрация электрической активности мышц.

ЭМГ позволяет измерять в мышцах электрическую активность, которая является прямой реакцией на активирующие сигналы нервной системы. При изометрических условиях величина ЭМГ в большой мере коррелирует с мышечной силой. Хотя это соотношение менее выражено для не изометрических условий, существуют алгоритмы, с помощью которых можно определить величину мышечной силы на основе ЭМГ.

Измерение внутримышечного давления с помощью катетера дает более достоверные значения мышечной силы, чем ЭМГ. Недостатком измерения внутримышечного давления является то, что это требует введения преобразователя давления в мышцу.