表面肌电的原理与应用
表面肌电图
指所得肌电信号经整流滤波求单位时间内曲线下面积的总和
附录：SEMG常用参数指标
●频域指标
（1）MF 中位频率 （2）MPF 平均功率频率 两指标主要用来定量描述表面肌电信号功率谱曲线的转移或者各种频率 分量的相对变化 ，通常与肌肉功能状态即疲劳程度有关
●其他指标
（1）Force 压力 通过压力传感器测出的压力值 （2）Goni 小角度 通过小关节角度传感器测出的数值
肌电图的主要作用
▪ 它能帮助我们“看”到肌肉。 ▪ 它可以测试肌肉的功能。 ▪ 建立治疗和训练方案。 ▪ 帮助受试者“找到”和训练他的肌肉。 ▪ 分析和提高运动能力。 ▪ 监测肌肉在人类工程学研究上的反映。
表面肌电适应症
▪ 肌力肌张力评估
▪ 下腰痛评估
▪ 吞咽困难评
▪ 术前术后功能评估
▪ 脑瘫评估
▪3、测试电极位置放置的不同
每次测试电极位置在肌腹上的位置都不可能完全一致，或 者电极在不同测试对象同一肌肉肌腹表面的放置位置也不 可能完全一样，因此得到的肌电信号结果也不可能具有绝 对可比性。
▪ 4、外部杂音（External noise）
来自外界的电磁环境中的杂音，一种无变化的电信号，它常 使肌电图基线增宽或干扰肌电信号的记录。
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报告及分析
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报告及分析
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报告及分析
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表面肌电临床案例演示
吞咽困难评估
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表面肌电临床案例演示-吞咽困难
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表面肌电临床案例演示-吞咽困难评估
步骤： 1、放松状态测试20s 2、干咽测试（3次） 3、咽水测试（3次） 4、流质吞咽测试（3次）
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报告及分析
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报告及分析
表面肌电信号检测电路的原理与设计方法
表面肌电信号检测电路的原理与设计方法表面肌电信号（Surface Electromyographic Signals, sEMG）是一种用于检测人体肌肉活动的生物电信号。
sEMG信号检测电路的设计是为了提取和测量这些信号，用于各种应用，如康复医学、运动控制、人机交互等。
本文将介绍sEMG信号检测电路的原理、设计方法和相关考虑因素。
一、表面肌电信号简介表面肌电信号是通过肌肉纤维活动而产生的电信号，由肌肉活动引起的离子流动引起了肌肉组织的生物电势变化。
sEMG信号具有较低的幅度和较高的噪声水平，需要通过合适的电路设计和信号处理技术来提取有用的信息。
二、表面肌电信号检测电路的原理表面肌电信号检测电路主要由前置放大器、滤波器和增益控制器组成。
其工作原理如下：1. 前置放大器：前置放大器用于增强sEMG信号的幅度，以便后续的信号处理。
由于sEMG信号的幅度较小，前置放大器应具有高放大倍数、低噪声和宽频带特性。
常用的前置放大器电路包括差分放大器和双电源放大器。
2. 滤波器：滤波器用于去除sEMG信号中的噪声和无关频率成分，以提取感兴趣的信号。
常用的滤波器包括低通滤波器和带通滤波器。
低通滤波器主要用于去除高频噪声，带通滤波器可选择性地通过感兴趣的频率范围。
3. 增益控制器：增益控制器可根据需求调整sEMG信号的放大倍数，以适应不同的应用场景。
它可以通过选择不同的反馈电阻或电压增益控制电路来实现。
三、表面肌电信号检测电路的设计方法在设计表面肌电信号检测电路时，需要考虑以下因素：1. 电源选择：应选择适宜的电源电压和电流，以满足电路的工作要求，并保证信号的质量和稳定性。
2. 前置放大器设计：根据sEMG信号的幅度和噪声水平，选择合适的放大倍数和前置放大器电路。
同时，注意选择低噪声、宽频带的运算放大器和适当的反馈电路。
3. 滤波器设计：根据应用需求，选择合适的滤波器类型和截止频率。
滤波器的设计应考虑滤波器特性、阶数和滤波器电路的实现方式。
表面肌电图简介及应用
谢谢观看
无强迫参与
尊重受试者的意愿，不强 迫或诱导其参与表面肌电 图实验。
知情同意
在实验前向受试者充分解 释实验目的、过程和潜在 风险，并获得其书面知情 同意。
安全问题与注意事项
设备安全
确保表面肌电图设备符合 相关安全标准，操作过程 中避免设备故障或意外事 故。
受试者安全
在实验过程中密切关注受 试者状态，确保其安全无 虞。
康复训练
表面肌电图可以监测肌肉活动状态， 指导患者进行针对性的康复训练，提 高康复效果。
运动科学研究应用案例
运动技术分析
表面肌电图可以分析运动过程中肌肉活动的协调性，为运动员提供改进运动技术的依据。
运动疲劳研究
通过表面肌电图研究运动疲劳过程中肌肉活动的变化，有助于了解运动疲劳产生的机制。
假肢控制与生物反馈训练应用案例
损伤。
无创检测
表面肌电图不需要通过插入肌肉或神 经的方式进行检测，因此不会引起疼
痛或不适。
实时反馈
表面肌电图能够实时反映肌肉的活动 状态，有助于及时发现和纠正肌肉功 能异常。
广泛的应用领域
表面肌电图在多个领域都有应用，如 运动生理学、康复医学、神经科学等。
局限性
易受干扰
表面肌电图信号容易受到其他电信号、 电磁干扰等因素的影响，导致信号质 量下降。
表面肌电图简介及应用
目录
• 表面肌电图的基本概念 • 表面肌电图的应用领域 • 表面肌电图的优缺点 • 表面肌电图的实际应用案例 • 表面肌电图的伦理与安全问题
01
表面肌电图的基本概念
定义与原理
定义
表面肌电图（sEMG）是一种通过 贴在皮肤表面的电极记录肌肉活动 的电信号的技术。
基于表面肌电的运动单位活动特性分析及应用
摘要
基于表面肌电的运动意图识别方法是一种通过分析人体肌肉产生的电信号来 推断运动意图的技术。本次演示旨在综述该领域的研究现状、方法和技术，以及 实验设计和结果分析，探讨其存在的问题和未来发展趋势。
引言
Hale Waihona Puke 随着人工智能和生物医学工程的不断发展，运动意图识别在人体运动分析、 康复医疗、人机交互等领域具有广泛的应用前景。基于表面肌电的运动意图识别 方法通过采集和分析人体肌肉在运动过程中的电信号，能够有效地推断出运动者 的意图，提高人机交互的准确性和效率。然而，该领域仍存在一些问题和挑战， 如信号噪声干扰、个体差异对识别精度的影响等。
在运动实践中，表面肌电和运动单位活动特性的研究具有重要的应用价值。 首先，通过对表面肌电信号的分析，可以直观地评估神经肌肉系统的功能状态， 进而为运动员的疲劳监测、伤病预防和个体化训练提供指导。例如，在力量训练 中，教练可以根据表面肌电信号的变化趋势，适时调整训练计划，以最大限度地 发挥运动员的潜能。
尽管表面肌电在运动医学和临床神经生理学领域已得到广泛应用，但关于其 与运动单位活动特性的关系仍有许多未解之处。现有的研究主要集中在表面肌电 的信号特征及其在肌肉疲劳、损伤和神经控制等方面的应用，而对运动单位活动 特性的研究多见于神经生理学和生物力学领域。因此，本研究旨在弥合这一知识 鸿沟，为运动领域的深入研究提供新的视角。
此外，我们还可以通过表面肌电信号的变化，来判断上肢运动的训练效果。 例如，经过一段时间的训练后，某块肌肉的表面肌电信号有所增强，可能说明该 肌肉的力量和耐力得到了提升。这种结果可以为运动员的训练提供参考依据。
结论
本次演示通过对表面肌电的基本原理和上肢运动分析的关键技术的介绍，探 讨了表面肌电在上肢运动分析中的应用。实验结果表明，表面肌电可以有效地监 测上肢运动的生理状态和评估损伤情况，为上肢运动的研究提供了一个新的视角 和方法。
表面肌电图的分析与应用研究
4 表面肌电图的分析与应用研究表面肌电（surface electromyography, sEMG）图在电生理概念上虽然与针电极肌电图相同，但表面肌电图的研究目的，所使用的设备以及数据分析技术与针电极肌电图是有很大区别的。
相对与针电极肌电图而言，其捡拾电极为表面电极。
它将电极置于皮肤表面，使用方便，可用于测试较大范围内的EMG信号。
并很好地反映运动过程中肌肉生理生化等方面的改变。
同时，它提供了安全、简便、无创的客观量化方法，不须刺入皮肤就可获得肌肉活动有意义的信息，在测试时也无疼痛产生。
另外，它不仅可在静止状态测定肌肉活动，而且也可在运动过程中持续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方法，而且也是一种较好的生物反馈治疗技术[50]。
4.1 肌电（electromyography, EMG）信号的产生原理及模式4.1.1肌电信号的产生原理肌肉收缩的原始冲动首先来自脊髓，然后通过轴突传导神经纤维，再由神经纤维通过运动终板发放冲动形成肌肉收缩，但每根肌纤维仅受一个运动终板支配，该运动终板一般位于肌纤维的中点。
当神经冲动使肌浆中Ca2+浓度升高时，肌蛋白发生一系列变化，使细胞丝向暗带中央移动，与此相伴的是ATP的分解消耗和化学能向机械功的转换，肌肉完成收缩。
在肌肉纤维收缩的同时也相应地产生了微弱的电位差，这就是肌电信号的由来。
人体骨骼肌纤维根据功能分为Ⅰ型慢缩纤维，又称红肌，亦即缓慢-氧化型肌纤维；Ⅱa型和Ⅱb型快缩纤维，又称白肌。
“红肌”力量产生较慢，其特点是ATP产生是氧化代谢产生的（即其含有较高的氧化能力），可以维持较长的工作时间，作用主要为保持耐力。
快肌纤维则主要是无氧酵解（糖原代谢）途径，故在相对较短的时间内，易产生疲劳和乳酸堆积[46]。
所以，不同纤维类型因其收缩类型不同，能量代谢改变不同，生理作用不同，故其收缩时的肌电信号也有不同特征，故而肌电信号反过来也可相应反映耐力、生化改变，也就是疲劳度、代谢等方面的情况。
表面肌电信号信号处理方法及其应用
表面肌电信号信号处理方法及其应用全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：表面肌电信号（Surface Electromyography，简称sEMG）是通过将一对电极放置在人体表面以测量肌肉电活动的一种技术。
sEMG 可以用来研究肌肉收缩模式、运动控制、疼痛评估以及康复训练等领域。
为了提取和处理sEMG信号，需要一系列信号处理方法来识别和分析特定的生物特征。
sEMG信号的种类繁多，包括静态和动态信号、噪声信号、交叉传导干扰等。
如何有效地处理sEMG信号成为了研究和实践中的关键问题。
sEMG信号的处理方法可以分为前端处理和后端处理两个阶段。
前端处理主要包括信号获取、预处理和特征提取。
在信号获取阶段，需要选择合适电极类型、布置和放置位置以保证信号的准确性和稳定性。
预处理阶段包括滤波、放大、降噪等步骤，旨在将原始信号进行去噪和增强。
特征提取阶段则是从预处理后的信号中提取出有价值的特征，如幅度、频率、时域或频域特征等。
后端处理主要包括模式识别、分类和应用。
模式识别技术通过机器学习算法将特征化的sEMG信号与肌肉运动模式进行关联，实现对肌肉运动的识别和分类。
常见的模式识别方法包括支持向量机、人工神经网络、模糊逻辑等。
分类技术则进一步将不同的肌肉运动模式进行区分和识别，为康复训练和疾病诊断提供依据。
应用阶段将处理后的sEMG信号应用于康复训练、人机交互、假肢控制等领域，从而提高生活质量和康复效果。
除了传统的处理方法，近年来还出现了一些新的sEMG信号处理技术。
基于深度学习的特征提取和分类方法已经在sEMG信号处理中取得了很好的效果。
深度学习通过构建多层神经网络进行特征从原始信号中学习和提取，能够更有效地处理复杂的sEMG信号。
生物信息学技术也开始应用于sEMG信号处理中，通过对生物特征的分析和模拟，实现对sEMG信号更深层次的理解和处理。
表面肌电信号的处理方法及其应用是一个不断发展和创新的领域。
随着研究和技术的进步，我们相信在未来，sEMG信号处理将更加高效和智能化，为康复训练、生物医学工程和健康管理等领域带来更多的应用和推动。
表面肌电在体育中的应用
表面肌电在体育中的应用
表面肌电在体育中的应用
表面肌电（Surface EMG）作为一种常用的电子生理学技术，可以测
量肌肉的电活动，是一种非侵入性的方法，被用于研究人体肌肉功能
和运动的控制方式。
随着科技的发展，表面肌电在体育中的应用越来
越广泛。
第一，表面肌电在运动员的运动评估中扮演了重要的角色。
通过测量
肌肉电活动的变化，可以客观地评估运动员的肌肉力量和控制能力。
运动员可以根据肌肉电活动的反馈，进行针对性的训练，提高肌肉力
量和技术技能，提升运动表现。
第二，表面肌电可以用于研究不同运动技能和运动方法对肌肉活动的
影响。
通过比较不同运动技能和运动方法对肌肉活动的影响，运动员
可以选择更有效的运动技能和方法，提高运动表现。
比如，研究发现，划船运动员在划船时肌肉的电活动比较集中，说明划船对肌肉的刺激
比较高，可以增强肌肉力量和耐力。
第三，表面肌电可以用于研究运动员的运动损伤。
通过测量受伤肌肉
的电活动变化，可以预测运动员可能会出现的运动损伤，并及时采取
干预措施，减少运动损伤的风险。
综上所述，表面肌电在体育中的应用是非常广泛的，运动员和教练员
可以通过表面肌电的反馈，更有效地进行训练和提高运动表现。
未来，随着科技的不断发展，表面肌电在体育中的应用将会更加广泛，为运
动员和教练员提供更多的科技支持。
表面肌电信号检测电路在人体运动模拟与康复训练中的应用研究
表面肌电信号检测电路在人体运动模拟与康复训练中的应用研究表面肌电信号（Surface Electromyography, sEMG）检测电路是一种用于测量肌肉活动的技术，该技术已被广泛应用于人体运动模拟与康复训练领域。
通过对sEMG信号的检测和分析，人们可以获得关于肌肉活动的信息，从而为康复训练提供科学依据。
一、sEMG检测电路的原理及构成sEMG检测电路主要由传感器、前置放大器和数据采集系统组成。
传感器负责将肌肉活动转化为电信号，前置放大器用于将微弱的肌电信号放大，数据采集系统则负责将放大后的信号转化为数字信号进行处理和分析。
二、sEMG检测电路的应用场景1. 运动模拟sEMG检测电路在运动模拟中起着重要的作用。
通过对运动模拟器官肌肉群的sEMG信号检测，可以实时监测肌肉的活动情况，从而达到更准确的运动模拟效果。
比如，在机器人技术中，sEMG检测电路可以帮助机器人学习和模仿人体的运动，实现更加自然和精确的动作。
2. 康复训练sEMG检测电路在康复训练中也发挥着重要的作用。
通过监测患者肌肉的sEMG信号，医生和康复师可以了解患者的肌肉活动情况，制定针对性的康复训练计划。
同时，sEMG检测电路还可以对康复训练的效果进行评估和调整，为康复治疗提供科学依据。
三、sEMG检测电路的优势与挑战1. 优势sEMG检测电路具有非侵入性、易操作、成本低等优点。
它可以实时监测肌肉活动，并将信号转化为数字数据进行处理，为运动模拟和康复训练提供准确的肌肉活动信息。
2. 挑战sEMG检测电路在应用中也存在一些挑战。
首先，sEMG信号受到噪声和干扰的影响，因此需要进行滤波和增益调整等处理。
其次，不同个体、不同位置的肌肉可能产生不同的sEMG信号，因此需要对信号进行准确的解读和分析。
四、sEMG检测电路的未来发展趋势随着科学技术的不断发展，sEMG检测电路也在不断改进和创新。
未来，sEMG检测电路有望具备更高的精度和稳定性，并可以实现对多个肌肉群的同时检测。
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表面肌电的原理与应用
1. 引言
肌电图（electromyogram，EMG）是记录肌肉活动的一种方法，通过检测肌肉表面的电活动来分析肌肉的收缩情况。
表面肌电（surface EMG，sEMG）是指通过电极贴附在肌肉表面来获取肌电信号的一种方法。
本文将介绍表面肌电的原理和它在医学和科学研究中的应用。
2. 表面肌电的原理
表面肌电是通过贴附在肌肉表面的电极来检测肌肉产生的电信号。
当肌肉收缩时，肌肉纤维会发生电活动，这些电活动可以在肌肉表面被电极捕捉到。
表面肌电信号主要包括两种类型的活动：肌电阶跃和肌电波形。
•肌电阶跃：肌电阶跃是指肌肉在开始收缩时的电信号变化，通常表现为一个电压阶跃。
肌电阶跃的幅度和速度可以反映肌肉收缩的强度和快慢。
•肌电波形：肌电波形是指肌肉收缩过程中的电信号变化，通常表现为一个周期性的波形。
肌电波形的形态可以反映肌肉收缩的时程和模式。
表面肌电信号在获取后可以进行信号处理和分析，以提取相关的特征参数和信息。
3. 表面肌电的应用
3.1 生物医学研究
表面肌电在生物医学研究中有广泛的应用。
它可以用于研究肌肉生理功能，如肌肉的力量和疲劳特性。
通过分析表面肌电信号，可以评估肌肉的力量和稳定性，并了解肌肉的疲劳程度。
表面肌电还可以用于研究肌肉运动控制和协调，如运动技能的学习和训练。
3.2 运动医学
表面肌电在运动医学中有重要的应用价值。
它可以用于评估肌肉功能和运动性能，以及运动损伤的康复。
通过分析表面肌电信号，可以判断肌肉的活动模式和协调性，发现潜在的运动损伤风险。
表面肌电还可以用于指导运动康复训练，根据肌电信号的变化调整训练计划，促进康复效果。
3.3 人机交互
表面肌电在人机交互领域也有广泛的应用。
通过捕捉肌电信号，可以实现人体姿势和手势的识别。
通过分析表面肌电信号，可以识别人体肌肉的活动模式，并将其转化为相应的控制指令，实现与计算机、智能设备的交互。
3.4 生物反馈训练
表面肌电也可以被应用于生物反馈训练中。
生物反馈是一种通过监测和反馈个体生理信息，调整其身体和心理状态的方法。
通过分析表面肌电信号，可以实时反馈个体的肌肉活动信息。
通过生物反馈训练，个体可以调整肌肉的活动模式和协调性，提高肌肉的功能和控制能力。
4. 结论
表面肌电是一种非侵入性的肌电检测方法，可以通过贴附在肌肉表面的电极捕捉到肌肉产生的电信号。
表面肌电在医学和科学研究中有广泛的应用，可以用于研究肌肉生理功能、运动医学、人机交互和生物反馈训练等领域。
通过分析表面肌电信号，可以获取有关肌肉活动的重要信息，为相关领域的研究和应用提供支持。