表面肌电图在肌肉功能评估中的应用

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1、2007年7月刊大众科技2007.7（总第95期）DAZHONGKEJI(CumulativelyNo.95)表面肌电图在肌肉功能评估中的应用12蔚二文，陈维毅（1.大同市第五人民医院，山西大同037006；2.太原理工大学，山西太原030024）【摘要】表面肌电图的信号检测是一种无创电生理检测方法，其信号的检测分析在临床诊断、康复医学及运动医学中具有重要意义。本文介绍表面肌电信号的分析处理方法及其在肌肉功能评估中的应用研究现状。【关键词】表面肌电图；肌肉；应用【中图分类号】R4【文献标识码】C【文章编号】1008-1151（2007）07－0120-03F

2、requency,MF)。MF斜率已经被用作一个在维持等长收缩过（一）sEMG程中的疲劳度指数。在肌肉疲劳过程中可出现以下生理现象：表面肌电图（surfaceelectromyography，sEMG），又如运动单位的同步性、慢/快肌纤维的募集顺序改变、代谢称动态肌电图（dynamicelectromyography,DEMG），是从方面的改变（包括能量产生形式的改变、缺氧、H+浓度增肌肉表面通过电极引导、记录下来的神经肌肉系统活动时的加、细胞膜传导性降低），EMG信号的频率趋向于低频率的生物电信号。它与肌肉的活动状态和功能状态之间存在着不转变。因此，应用E

3、MG信号可进行疲劳测定，并对疲劳过同程度的关联性，因而能在一定程度上反映神经肌肉的活动。程中相关的生理现象进行测定。SEMG通过快速频谱分析[4]肌肉运动中产生的生物电通过两个测量电极（相对于参考电程序可获得有关疲劳（或耐力测试）的指标。极）产生电位差，差分放大器检测到该信号后，经过放大、此外，sEMG的FFT频谱曲线并非呈典型的正记录后所得到的图形，现代高档的sEMG都是把放大的信号再态分布，因而从统计学角度而言，使用MF刻画sEMG的频谱转化为数字信号，经过通讯系统传输给微机。微机中的分析特征的变化要优于MPF,但在具体实践中人们发现，在反映肌软件对所获

4、得的数据进行分析处理，从而完成测试评估等科肉的活动状态和功能状态上MPF更具敏感性。研或临床诊断任务。sEMG是一种简单、无创、容易被受试者2.时域分析接受的肌电活动，可用于测试较大范围内的EMG信号，并时域分析是将肌电信号看作时间的函数，用来刻画时间有助于反映运动过程中肌肉生理、生化等方面的改变；不仅序列信号的振幅特征，主要包括积分肌电值（IEMG）、均方可在静止状态测定肌肉活动，而且可在各种运动过程中持续根值（RMS）、平均振幅（MA）等。观察肌肉活动的变化；不仅是一种对运动功能有意义的诊断积分肌电是指所得肌电信号经整流滤波后单位时间内曲[1]评价方法，

5、而且也是一种较好的生物反馈治疗技术。因而在线下面积的总和，它可反映肌电信号随时间进行的强弱变化[5][6]临床医学的神经肌肉疾病诊断、高等院校人机工效学领域的。肌电积分用于分析肌肉在单位时间内的收缩特性，其计肌肉工作的工效学分析，体育系统（体科所）疲劳判定、运算公式如下：t+T动技术合理性分析、肌纤维类型和无氧阈值的无损伤性预测，iEMG=∫t

6、EMG(t)

7、dt医院康复领域神经肌肉疾病诊断，肌肉功能评价等高等方面均方根值（RMS）和IEMG一样也可在时间维度上反映sEMG[2]均有重要的实用价值。信号振幅的变化特征，它直接与EMG信号的电功率相关,具有更加

8、直接的物理意义。（二）sEMG常用分析指标平均振幅（MA）反映肌肉电信号的强度，与参与的运动1.频域分析单位数目。分析方法是对sEMG信号进行快速傅立叶转换(FFT)，获3.幅频联合分析（jointanalysisofEMGspectrumand得sEMG信号的频谱或功率谱，反映sEMG信号在不同频率分application,JASA）[3][7]量的变化，较好地在频率维度上反映sEMG的变化。目前，JASA分析是Alivin.Luttmann等最先提出的，是一种在频域分析方面常用以下两种指标进行分析，即平均功率频同时考虑EMG振幅和频谱变化的一种新的疲劳测

9、定方法，这率(meanpowerFrequency，MPF)和中位频率(Median样才能更好地反映肌肉疲劳的真实情况。幅频联合分析同时【作者简介】蔚二文（1972-），男，山西大同人，大同市第五人民医院工程师，硕士，从事生物医学工程研究。120对sEMG信号的振幅和频谱变化加以综合考虑，有效辨别因肌针对肌肉康复治疗手段，特别是康复运动训练手段，可力增加或因疲劳状态而产生的肌电信号变化的类似现象。作为治疗前、后疗效对比及随访的评估方法。例如利用ｓＥ4.小波分析法ＭＧ辅助诊断腰背部疾患评估椎旁肌功能。在手术、外伤、[8]小波分析法是一种把时域和频域结合起来的分

10、析方法，颈肩腰腿痛及其他肌肉功能障碍情况下，通过潜在