肌电图测定和分析

1、关于肌电图的测定与分析第一张，PPT共八十三页，创作于2022年6月2第一节 肌电图的测试分析原理第二节 表面肌电图的应用第三节 肌电图分析软件的使用第二张，PPT共八十三页，创作于2022年6月3骨骼肌在兴奋时，会由于肌纤维动作电位的传导和扩布而发生电位变化，这种电位变化称为肌电。用适当的方法将骨骼肌兴奋时发生的电位变化引导、放大并记录所得到的图形，称为肌电图。一、肌电图定义第三张，PPT共八十三页，创作于2022年6月4第四张，PPT共八十三页，创作于2022年6月5第五张，PPT共八十三页，创作于2022年6月6Noraxon Telemyo 2400T G2 遥测肌电图仪第六张，PPT

2、共八十三页，创作于2022年6月7引导肌电信号的电极分类： 引导肌电信号的电极可分为两大类，一类是针电极，另一类是表面电极。1.针电极2.表面电极第七张，PPT共八十三页，创作于2022年6月8轻度用力时用针电极从20个不同部位记录到的正常人肱二头肌的运动单位电位 不同程度收缩时骨骼肌肌电图（表面电极引导） 第八张，PPT共八十三页，创作于2022年6月9 二、EMG信号的特征与处理幅度范围：放大前 010 mV (+5 to -5) 有效频率范围：0 - 500 Hz 主要频率范围：50 150 Hz第九张，PPT共八十三页，创作于2022年6月10信号处理的一般概念采集频率信噪比（Sign

3、al-to-noise ratio）EMG信号的能量与噪音信号的比例。信号失真（Distortion of the signal）EMG signal should be altered as minimally as possible for accurate representation第十张，PPT共八十三页，创作于2022年6月11电信号噪音特征电子设备固有噪音所有电器均有，使用高质量设备可减少。频率范围：0 几千 Hz。环境噪音电磁幅射源（无线电广播、电线、荧光灯）主要频率：50 Hz幅度：1 3倍 EMG signal运动伪迹电极与皮肤、电极线缆可以合适的线路减少频率范围：0 20

4、 Hz第十一张，PPT共八十三页，创作于2022年6月12通过电极和放大器减少信号干扰差动（微分）放大减少电磁辐射噪音双电极输入电极的稳定性电极的化学稳定性电极的移动、排汗、湿度变化等随着电极品质的提高，对皮肤处理、剃除毛发的要求在下降。第十二张，PPT共八十三页，创作于2022年6月13差动（微分）放大Differential Amplification第十三张，PPT共八十三页，创作于2022年6月14EMG 电极的放置 一般在肌腹中间。不要靠近肌腱、不要在肌肉边缘、要与肌肉平行。第十四张，PPT共八十三页，创作于2022年6月15不同放置部位的EMG结果第十五张，PPT共八十三页，创作于

5、2022年6月16参考电极的放置（接地）尽可能远离记录电极电中性组织 （多骨组织）良好的电极接触（大尺寸、良好的粘合接触）第十六张，PPT共八十三页，创作于2022年6月17滤波器类型便件滤波器模拟电路：放大器、电阻、电容软件滤波器数字滤波器（数学运算）第十七张，PPT共八十三页，创作于2022年6月18滤波器的种类LPFilter20 Hz250 Hz低通过滤波Low pass filter (LP)第十八张，PPT共八十三页，创作于2022年6月19BPFilter20 Hz250 Hz带通滤波Band pass filter (BP)Filter第十九张，PPT共八十三页，创作于2022

6、年6月20BS20 Hz250 Hz带阻滤波器Band stop filter (BS)Example: 50 Hz filter50 Hz第二十张，PPT共八十三页，创作于2022年6月21相位移动Phase Shift过滤器引起相位改变通过过滤器时，频率成份的时间延迟也可能会产生波形扭曲通过电路的改进、过滤窗口的选择去除Shift第二十一张，PPT共八十三页，创作于2022年6月22肌电整流类型Rectification Raw EMGFull-waveRectified EMGHalf-wave Rectified EMGDelete第二十二张，PPT共八十三页，创作于2022年6月23

7、积分IntegrationArea Under a CurveUnits = mV - msec第二十三张，PPT共八十三页，创作于2022年6月24EMG 幅度分析均方根振幅Root Mean Square第二十四张，PPT共八十三页，创作于2022年6月25过零率Number of Zero Crossings信号通过零值基线的次数。在进行FFT运算前曾广泛应用。第二十五张，PPT共八十三页，创作于2022年6月26EMG 频谱分析Frequency Spectrum快速傅利叶转换Fast Fourier Transform (FFT)平均功率频率MPF是所有频率成份功率的平均值对应的频率

8、。中位频率（ Median Frequency）是把功率谱曲线分成功率或面积相同的两部分的频率第二十六张，PPT共八十三页，创作于2022年6月27运动单位的同步化Motor Unit Synchronization非同步化活动减少EMG幅度。运动单位的同步化增加了EMG幅度第二十七张，PPT共八十三页，创作于2022年6月28运动单位同步化时EMG幅度与力第二十八张，PPT共八十三页，创作于2022年6月29标准化Normalization是否可以直接比较不同受试者的EMG呢？影响因素不同的肌肉横断面不同的肌肉长度不同的快慢肌纤维比例不同的肌纤维募集方式不同的肌纤维激动频率第二十九张，PPT

9、共八十三页，创作于2022年6月30标准化方法用最大用力值来标准化用最大用力值的百分比表示亚极量用力，如 50%、75%等。一般用最大随意收缩（isometric MVC）。第三十张，PPT共八十三页，创作于2022年6月31MVC 时的股四头肌积分肌电值= 5.76 mV - msec50% 亚极量收缩时积分肌电值 = 2.13 mV - msec2.13 mV - msec5.76 mV - msec=比例:.37第三十一张，PPT共八十三页，创作于2022年6月32电机械延迟Electromechanical Delay (EMD)EMD是指EMG开始到产生力量之间的延迟。延迟的生产与电

10、活动要沿T横管系统传入、肌浆网释放钙离子、Actin-Myosin crossbridges的形成、一系列弹性成份的牵拉有关。第三十二张，PPT共八十三页，创作于2022年6月33猫行走时比目鱼肌的EMG信号。Force直接从跟腱 (achilles tendon)测得。在EMG开始约70 ms后产生力，EMG结束后约70时力终止。第三十三张，PPT共八十三页，创作于2022年6月34第一节 肌电图的测试分析原理第二节 表面肌电图的应用第三节 肌电图分析软件的使用第三十四张，PPT共八十三页，创作于2022年6月35一、利用肌电测定神经的传导速度 如果在神经通路的两个或两个以上的点上给予电流刺

11、激，从该神经所支配的肌肉上记录诱发电位，然后根据下列公式可计算出神经的传导速度。 V=S/t式中:V为神经传导速度，单位为米/秒；t为两刺激点从刺激开始到肌肉开始收缩的时间差，单位为秒；S为两刺激点之间的距离，单位为米。 第三十五张，PPT共八十三页，创作于2022年6月36尺神经运动神经传导速度的测定S1：肘部的刺激电极 S2：腕部的刺激电极 R：记录电极 第三十六张，PPT共八十三页，创作于2022年6月37二、利用肌电图研究肌肉疲劳肌肉疲劳时其肌电活动也会发生变化，因此可以用肌电来研究肌肉疲劳的发生及机制。(1)肌肉工作过程中肌电幅值的变化 肌电幅值是指肌电信号的振幅大小。在肌电研究过程

12、中，反应肌电幅值的指标有积分肌电(EMG)和均方根振幅(RMS)。第三十七张，PPT共八十三页，创作于2022年6月38第三十八张，PPT共八十三页，创作于2022年6月39 在肌肉等长收缩至疲劳的研究过程中发现，在一定的范围内，肌电幅值随着肌肉疲劳程度的加深而增加。 不同持续时间股直肌、股外肌IEMG的增长情况第三十九张，PPT共八十三页，创作于2022年6月40(2)肌肉工作过程中肌电信号的频谱变化 在肌肉工作过程中，肌电信号的频率特性可随着肌肉的机能状态的改变而发生变化。反应肌电信号的频率特性的指标有平均功率频率(MPF)和中心频率(FC)。肌肉疲劳前后肌电频率谱变化 第四十张，PPT共

13、八十三页，创作于2022年6月41 随着疲劳程度的加深，肌电信号的频谱左移，即平均功率频率降低。 不同持续时间股直肌、股外肌肌电图MPF的下降情况 第四十一张，PPT共八十三页，创作于2022年6月42三、利用肌电图评价肌力一般情况下，当肌肉以不同的负荷进行收缩时，其肌电信号IEMG同肌力成正比关系，即肌肉产生的张力越大IEMG越大。第四十二张，PPT共八十三页，创作于2022年6月43Lippold (1952), Close (1972) & Bigland-Ritchie (1981)认为IEMG与张力是线性关系。Zuniga and Simmon (1969) & Vrendenbre

14、gt and Rau (1973) 认为IEMG与张力是非线性关系。等长收缩isometric时EMG与力量是线性的，在等张收缩isotonic时是非线性的(Weir et al., 1992) 。第四十三张，PPT共八十三页，创作于2022年6月44Isometric 与 Isotonic Contractions第四十四张，PPT共八十三页，创作于2022年6月45肌肉力量与肌电的线性关系柯菲因(Chaffin)等人发现当肌肉用40%MVC以下强度收缩时，肌力与肌电呈线性关系。60%MVC以上强度时，肌力与肌电也呈线性关系，但此时的直线斜率较大。而肌力在40%-60%MVC时，肌力与肌电之

15、间的线性关系往往就不存在了。第四十五张，PPT共八十三页，创作于2022年6月46离心(eccentric)收缩时EMG幅度小于向心(concentric)收缩 (Komi, 1973; Komi et al., 1987)第四十六张，PPT共八十三页，创作于2022年6月47在匀速屈肘运动中肌张力与IEMG的关系 A 的心收缩 B 离心收缩第四十七张，PPT共八十三页，创作于2022年6月48四、利用肌电图分析肌纤维类型不同类型的肌纤维在疲劳时的肌电图特征也不同。慢肌纤维百分数较高的受试者（ST%59）,在各种负荷(30%MVC、50%MVC及79%MVC)至疲劳的工作中,MPF下降斜率比慢

16、肌纤百分数较低的受试者(ST0.05)。还发现817岁儿童少年的MVC、RMVC及C均随年龄增长而增大。肌力(MVC及RMVC)与股外肌FT%间只有低度相关(r=0.23,r=0.30;P0.05),而肌力(MVC)与肌围间却有密切相关(r=0.69,P0.01)。第五十三张，PPT共八十三页，创作于2022年6月54五、利用肌电进行动作分析 在运动过程中可用多导肌电记录仪将肌电记录下来。然后，根据运动中每块肌肉的放电顺序和肌电幅度，结合高速摄像等技术，对运动员的动作进行分析诊断。 分析某项运动技术，找出在完成该项动作时有哪些肌肉参加；各个肌肉用力程度怎样；顺序如何；直接为科学地安排教学与训练

17、提供依据。第五十四张，PPT共八十三页，创作于2022年6月55绕螺时的肌电变化第五十五张，PPT共八十三页，创作于2022年6月56第五十六张，PPT共八十三页，创作于2022年6月57第五十七张，PPT共八十三页，创作于2022年6月58 某受试者40cm下落跳时股外肌(EMG1)、股二头肌(EMG2)肌电图和测力台同步记录到的对地面垂直作用力(Fz)示意图第五十八张，PPT共八十三页，创作于2022年6月59上体竖直作主动起蹲时股四头肌的肌电图（2毫伏、400毫秒）1.股外肌；2.股直肌；3.股内肌 第五十九张，PPT共八十三页，创作于2022年6月60国家队射箭运动员动作技术的肌电特性

18、中国体育科技 2007年6期张秀丽 刘卉 刘学贞运用美国产Noraxon表面肌电遥测系统对国家射箭队男、女各12名运动员进行测试。国家射箭队运动员在射箭动作的不同阶段尚存在部分不合理的肌肉用力特点。相对来说,无论是举弓时的肌肉激活顺序、主要肌肉用力特点,还是动作的一致性,均是女子运动员较男子运动员合理。以肌电RMS幅值的“标准差与平均数的比值”这个派生指标对运动员进行多支箭肌肉用力的一致性评价较合理。第六十张，PPT共八十三页，创作于2022年6月61振动与非振动力量练习时肌电图变化的比较研究西安体育学院学报 200421(4)许以诚 高炳宏 刘文海 米卫国（上海体育科学研究所） 受试者在振动

19、和非振动条件下,分别以动力性和静力性两种不同方式的进行屈肘练习,练习时施加不同的负荷,测试肱二头肌、屈腕肌和肱三头肌、伸腕肌的肌电图.负荷与肌肉收缩的方式相同时,振动条件下主动肌的肌电IEMG/s值都比非振动时大；动力性收缩时,振动轻负荷与非振动重负荷时IEMG/s值相差不大。这说明,在振动条件下进行力量训练,能够募集更多的运动单位参与收缩,提高肌肉的兴奋水平。第六十一张，PPT共八十三页，创作于2022年6月62第六十二张，PPT共八十三页，创作于2022年6月63六、其他应用Myomo e100：修复身体运动机能戴起来像一个手臂护套一样，myomo e100 神经机器人系统用EMG 传感器

20、探测电子肌肉活动并触发刺激器帮助中风患者手臂重新恢复运动。 第六十三张，PPT共八十三页，创作于2022年6月64第六十四张，PPT共八十三页，创作于2022年6月65假肢手的控制球型抓握柱状抓握精确抓握侧向抓握第六十五张，PPT共八十三页，创作于2022年6月66A指浅屈肌、指深屈肌B屈拇长肌A指伸肌B拇长伸肌、拇短伸肌C食指伸肌 D.小指伸肌第六十六张，PPT共八十三页，创作于2022年6月67EMG Signal Processing:System Flowchart第六十七张，PPT共八十三页，创作于2022年6月68计算机鼠标的生理学控制EOG 眼电图：在视网膜色素上皮和光感受器细胞

21、之间存在的视网膜静电位。于暗、明适应条件下在被检者内、外眦角各置一电极所检测到的电流随眼球的转动而变化，记录下来的电位就是眼电图。 第六十八张，PPT共八十三页，创作于2022年6月69微软研究院打算申请的专利-将EMG连结手臂肌肉，感应手指的动作，解读复杂的手势，进而遥控打开车门或是控制随身听。 人机输入界面-游戏(空气吉他) 应用。第六十九张，PPT共八十三页，创作于2022年6月70高跟鞋对步态、姿态及下肢的影响高跟鞋在给予穿着者美感的同时,会引发拇外翻、小趾内翻、胼胝、跟腱炎等足部疾病。通过步态分析、足底压力分析、下肢肌电信号测量分析,了解不同高度的鞋跟对人体步态、姿态和对足、踝、膝、

22、髋和脊柱的影响及作用机制。穿着高跟鞋改变足底压力水平及其分布，膝关节和踝关节弯曲角度有明显不同，且步幅、步长、最大膝曲屈角、踝关节弯曲角度等都有显著变化。第七十张，PPT共八十三页，创作于2022年6月71第七十一张，PPT共八十三页，创作于2022年6月72肌肉疲劳时肌氧与EMG参数的变化及其内在联系玉林师范学院学报 2006年 第27卷 第03期 作者: 李秀荣, 陆世添探讨运动肌肉疲劳是否是由缺氧引起。发现肌氧含量与IEMG呈显著负相关(r=-0.852-0.986)。说明肌肉活动取决于局部氧代谢状况,缺氧可能是导致肌肉疲劳的主要因素。第七十二张，PPT共八十三页，创作于2022年6月7

23、3第一节 肌电图的测试分析原理第二节 表面肌电图的应用第三节 肌电图分析软件的使用第七十三张，PPT共八十三页，创作于2022年6月74第七十四张，PPT共八十三页，创作于2022年6月75第七十五张，PPT共八十三页，创作于2022年6月76第七十六张，PPT共八十三页，创作于2022年6月77第七十七张，PPT共八十三页，创作于2022年6月78Data AnalysisGraphical and numerical display of Basic results Cumulative amplitude distributions Work / loading - bilateral differences Onset slope with activation times Activation order Onset times Peak values Physiologic gaps - level, density, duration Marker events Cursor analysisZoom in, zoom out Selectable areas of interest Spectrum Analysis, Fast Fourier Tra