肌电相关知识及电极介绍.pptx

肌电相关知识及电极介绍
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目录
一、肌电相关知识
二、肌电测量主要电极介绍
三、表面阵列电极的应用举例
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(Motor Unit)
什么是运动单位？
， 以获取肌肉电活动的空间分布特征；
在改进刺激选择性和控制能力方面具有优越性能。
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利用不同的触点输出的刺激脉冲之间的相互叠加和抵消，能有效加强刺激目标靶区的刺激强度，同时抑制非目标靶区的神经纤维激活，有效的提高电刺激的靶向性能。
缺点
表面肌电信号事实上是肌肉上各点的运动单位动作电(motor unit action potentials,  MUAP)通过皮下组织和皮肤, 在皮肤表面的叠加。所以跟针电极EMG相比, 不利于区分出各个MUAP，在医疗诊断中的应用受到限制。
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三、表面电极的应用举例
采用阵列电极记录前臂肌肉 FDS 的 sEMG 信号， 提取 sEMG 信号特征值 RMS， 分析其与食指力量水平的相关性， 研究不同解剖位置处运动单位的募集情况。
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1 方法
实验对象 8名大学生志愿者，其中男性4名，女性4名，受试者年龄在20~24岁之间，身体健康，实验前两天没有进行高强度运动，没有运动神经类疾病， 对实验过程知晓。
实验内容 受试者掌心向下， 拇指内收，1～4 指微屈， 轻放传感器上， 按要求依次完成 6 8 10 12 N 4 个不同水平的单指力量跟踪实验。实验过程中， 为受者提供目标力量曲线， 并实时反馈实际指力的大， 使其尽力模仿目标线完成任务，完成一轮6 8 10 12 N的力量跟踪实验为一组， 重复5 组， 每组隔1 min 实验前， 每个受试者有熟悉实验过程的练环节 为避免实验中受试者产生适应性， 测试完成任务的顺序是随机的。
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实验设备及参数 采用表面阵列电极和 RM6280C 多道生理参数记录仪记录前臂指浅屈肌(FDS)表面肌电信号及力量传感器的输出电压， 其中电极是直径为 1. 2mm 镀金圆电极组成的 6 × 2(行 ×列)电极阵列， 各电极中心距为3 mm， 沿肌纤维方向贴于前臂指浅屈肌肌腹处， 记录仪信号采样率设为 2000 Hz。
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2 数据处理
实验中采用在时域范围内对 sEMG 信号进行分析。
信号段选取 根据生理记录仪6280 记录软件中的标定结果，将指力传感器的输出电压转换为力量曲线， 选择长度为1 s 且在目标力量 ±0. 25N%范围内波动的力量平稳段， 将该段sEMG 信号用于分析。
滤波处理 在 中， 用椭圆滤波器对原始 sEMG 信号进行带通滤波，计算各通道滤波处理后 sEMG 信号 RMS 值。首先以500 点为一个时间窗， 窗不重叠， 将经过滤波处理的2 000 点的 sEMG 信号分成4 段， 分别计算每段的 RMS 值。
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3 结果
计算出每个受试者所有动作的 RMS 值， 然后对每一力量水平下重复5 次的特征值数据取平均。图 1 显示了各通道 sEMG 信号RMS 值在不同力量水平下的幅值变化。
图1 各通道 sEMG 信号 RMS 值随力量水平变化
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图2 显示了不同电极点位置记录的 sEMG 信号RMS 随力量水平变化的变化曲线， 可知， 在食指活动模式下， 通道2 记录的 sEMG 信号对力量变化最敏感， 通道5 次之， 其余四个通道 RMS 对力量敏感度较差。 通道 2 和通道 5 的RMS 对力量水平的灵敏度几乎为其他通道的两倍。
图2 各通道 sEMG 信号 RMS 随力量水平变化曲线
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4 讨论
各通道 sEMG 信号 RMS 随力量水平增加呈现递增趋势 通过图 1 观察发现， 不同电极点位置记录到的sEMG 信号 RMS 均随力量水平的增加而增加。
Reiners 等用针电极观察到肌肉运动单位的发放率均随肌肉力量的增加而呈现递增趋势， 当肌肉收缩力量较小时， 低阈值的运动单位被募集， 其发放率较低， 产生的动作电位较小;当肌肉收缩力量较大时， 阈值较高的运动单位被募集， 高阈值运动单位发放率更快， 也较不规则， 电极测得的动作电位较大[12]。
另外， 以传统双电极结构也记录到 sEMG 信号的幅度(RMS)随力量增加而增加的变化趋势。
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这说明随力量水平增加而募集的高阈值、 高发放率的运动单元的电活动通过肌肉组织和皮肤的传导与综合， 也