肌电相关知识及电极介绍

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1、肌电相关知识及电极介绍目录一、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1.运动单位(MotorUnit)什么是运动单位？完成神经控制下肌肉收缩的最小的功能单位。一个运动单位包括胞体、树突、轴突及其分支以及其控制下的肌纤维。一、肌电相关知识2.肌电信号的组成肌电图所记录的肌电信号是众多运动单位的肌电信号的重合。肌电电极也不可能只记录到肌电活动的一个点。3.运动神经传导速度4.生物电信号的幅值和频率表面肌电信号的峰峰值一般为0~6mV，均方根值为0~1.5mv。频率为0~500Hz，主频介于50~150Hz，干扰范围一般介于0~60Hz。5.肌电电

2、极的分类表面电极针型电极埋入电极微电极电极的质量直接影响测试的结果。电极：为了测量和记录生物机体的生物电位或电流而安置在机体和测量仪器之间的导电界面（电极理化反应），其作用是把机体内的离子流（生物电位）转换为电路中的电子流（生物电信号）。提供参考电位的电极称为参考电极。我们处在一个无处不在的大电场（50Hz共模干扰）之中，人体变成一个大的电容，体表本身就有一定的电势。为了排除非人体自主产生的电压，这需要有一个基准电压，这个电压就是参考电压，必须由参考电极提供。这就是为什么要摆放参考电极。7.如何摆放参考电极？参考电极可以摆放在体表的骨性标志上或不参加测试运动的肌肉的

3、肌腱处。关键是在测试中参考电极不能采集到自主运动的电信号。6.为什么要摆放参考电极？二、肌电测量主要电极介绍肌电图是研究肌肉活动的一种有效的手段。最早是Piper(1912)用表面电极引导出了随意收缩时的肌电活动单位，其后Adrian和Bronk(1929)发展为用同心型针电极引出运动单位的活动电位，Buchthal等再进一步发展为多极电极。目前，用微电极引导单肌纤维的活动，今年来国内外都已广泛使用。电极分类：测量肌电信号采用的测量电极可以分为针电极和表面电极分类。针电极针电极多用于临床诊断和基础研究。优点可以测量深层肌肉的肌电活动，而且针电极涉及的运动单元数目少，

4、更具针对性，能清楚地导出单个运动电位或单个肌纤维的电位变化，能研究肌肉内深部某一束肌纤维的功能。缺点所测试的区域小，不能反应整块肌肉的机能状态；有创性，而且进针的位置、深浅及手法都十分关键，对操作者的要求很高；无法测量运动时的肌电变化。表面电极表面肌电电极适用于浅表骨骼肌，可直接应用于运动训练中。表面电极用直径1cm以内的银—氯化银电极作为引导电极，把电极固定在被测定肌肉的皮肤上（当肌肉收缩时，根据容积导体原理，动作电位可从肌纤维组织液的导电作用，反映到皮肤表面），一般放在肌腹处或放在肌肉运动点处。安放电极前，需注意：该处皮肤用丙酮或酒精溶液擦拭，使皮肤阻抗在一定范

5、围内；将电极沿肌纤维行走方向平行放置，间隔2~3cm，做双极导出。容积导体原理人和动物的机体存在着大量的体液，而体液可作为容积导体将肌肉活动所产生的生物电变化传至体表，因此，在机体任何部位安置引导电极，通过放大器都能引导到肌肉的电活动，所记录到的肌电变化曲线就是肌电图。优点方便易行，不会造成损伤，容易被受试者接受；所测得的肌电变化可以反应整块肌肉的机能变化；适于测量运动时的肌电变化。缺点引导出的肌电是许多运动单位电位的综合电位，波形复杂，不便分析；不能较细致地反映肌肉内部某部位或某一运动单位的肌电变化情况；皮肤的电阻较大，用表面电极所记录到的肌电会有所减弱。肌电电极

6、所记录的是电极周围一个区域的肌电活动。二个表面电极所能记录的肌纤维电位只有1－2cm范围。因此，仅凭借两个电极是不可能记录到整个肌肉的肌电图。要记录整个肌肉的肌电图需要多个排列的和多组的、或者大面积的电极。表面阵列电极虽然sEMG信号检测手段克服了针电极的有创，但传统的双电极sEMG只能记录一块肌肉的运动单元综合电活动，不能提供肌肉不同空间位置的电活动信息。近年来出现了一种基于阵列电极的sEMG信号检测方法。优点可以通过同时记录肌肉表面多个空间位置的电活动，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。利用不同的触点输出的刺激脉冲之间的

7、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。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。1方法实验对象8名大学生志愿者，其中男性4名，女性