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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。
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差动（微分）放大 Differential Amplification
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EMG 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。
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过零率Number 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。
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EMG 频谱分析Frequency 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。
不同持续时间股直肌、股外肌肌电图MPF的下降情况 不同持续时间股直肌、股外肌肌电图MPF的下降情况 MPF
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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， 一般情况下，当肌肉以不同的负荷进行收缩时，其肌电信 IEMG同肌力成正比关系 即肌肉产生的张力越大IEMG 同肌力成正比关系， IEMG越 号IEMG同肌力成正比关系，即肌肉产生的张力越大IEMG越 大。
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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 Hz
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4
5
Noraxon Telemyo 2400T G2 遥测肌电图仪
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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 引导肌电信号的电极可分为两大类， 针电极，另一类是表面电极 表面电极。 针电极，另一类是表面电极。
2.表面电极 2.表面电极 1.针电极 1.针电极
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轻度用力时用针电极从20 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
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不同放置部位的EMG结果 不同放置部位的EMG结果
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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）
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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）
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滤波器的种类
低通过滤波 Low pass filter (LP)
不同类型的肌纤维在疲劳时的肌电图特征也不 慢肌纤维百分数较高的受试者（ST% 59） 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 在各种负荷(30%MVC、50%MVC及79%MVC)至疲劳 的工作中,MPF ,MPF下降斜率比慢肌纤百分数较低的 的工作中,MPF下降斜率比慢肌纤百分数较低的 受试者(ST<49)要低，当负荷增加时更明显。 受试者(ST<49)要低，当负荷增加时更明显。 (ST<49
运动生理学实验理论 肌电的测定与分析
运动生理学教研室 周越 博士 副教授
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
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一、肌电图定义
骨骼肌在兴奋时， 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， 导和扩布而发生电位变化，这种电位变化称为 肌电。 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。 引导、放大并记录所得到的图形，称为肌电图。 肌电图
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
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肌电整流类型Rectification 肌电整流类型Rectification
Raw EMG
Full-wave Rectified EMG
Half-wave Rectified EMG
Delete 22
积分Integration 积分Integration
Area Under a Curve
Units = mV - msec
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EMG 幅度分析
均方根振幅Root Mean Square
RMS =
1 N
EMG (i ) 2 ∑i =1
N
RMS =
1 N
∫
N
i =1
EMG(i ) 2
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MVC 时的股四头肌积分肌电值= 5.76 mV - msec 50% 亚极量收缩时积分肌电值 = 2.13 mV - msec
比例:
2.13 mV - msec 5.ห้องสมุดไป่ตู้6 mV - msec
=
.37
31
电机械延迟Electromechanical 电机械延迟Electromechanical Delay (EMD)
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离心(eccentric)收缩时EMG幅度小于向心(concentric)收缩 (Komi, 1973; Komi et al., 1987)
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在匀速屈肘运动中肌张力与IEMG的关系 在匀速屈肘运动中肌张力与IEMG的关系 IEMG A 的心收缩 B 离心收缩
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四、利用肌电图分析肌纤维类型
20 Hz
250 Hz
LP
Filter
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带通滤波 Band pass filter (BP)
20 Hz
250 Hz
Filter
BP
Filter
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50 Hz
带阻滤波器 Band stop filter (BS) – Example: 50 Hz filter
20 Hz 250 Hz
BS
20
相位移动Phase 相位移动Phase Shift
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Isometric 与 Isotonic Contractions
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肌肉力量与肌电的线性关系
柯菲因(Chaffin)等人发现 等人发现 柯菲因 当肌肉用40%MVC以下强 当肌肉用 以下强 度收缩时， 度收缩时，肌力与肌电呈 线性关系。 线性关系。60%MVC以上 以上 强度时， 强度时，肌力与肌电也呈 线性关系， 线性关系，但此时的直线 斜率较大。而肌力在40%斜率较大。而肌力在 60%MVC时，肌力与肌电 时 之间的线性关系往往就不 存在了。 存在了。
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ST运动单位产 生的 EMG信 号幅度低、持 续时间长。 FT运动单位产 生的 EMG信 号幅度高、持 续时间短。
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《体育科学》1990年02期 体育科学》1990年02期
肌纤维组成的无损测定法和仪器 高强;尹吟青;王楠;秦 光侠;马磐 研究的目的是探索一种无损测定男青年股外肌肌纤维 组成的方法及研制肌纤维组成无损测定仪。由43名受 试者取得等长肌力及肌电图等12项指标,用逐步回归的 (FT ) 方法从上述指标中筛选出与股外肌快肌纤维％(FT％) 密切相关的3项指标,从而建立推测肌纤维组成的三元回 3 , 归方程。以该方程为模型,开发了肌纤维组成测定仪。 该仪器所得测试结果与活检结果对比,平均误差为2.84 ％(SD=2.48％),有较高的精确性。本研究可取代活检方 法,用于运动选才。 【作者单位】：北京体育学院;北京体育学院;北京体育 学院;天津大学;天津大学
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
f med
∫
0
S ( f )df =
∞
∫ S ( f )df
f med
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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
不同程度收缩时骨骼肌肌电 表面电极引导） 图（表面电极引导）
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二、EMG信号的特征与处理 二、EMG信号的特征与处理
幅度范围： 放大前 0–10 mV (+5 to -5) 有效频率范围： 0 - 500 Hz 主要频率范围： 50 – 150 Hz
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信号处理的一般概念
采集频率 信噪比（ 信噪比（Signal-to-noise ratio） ） – EMG信号的能量与噪音信号的比例。 信号失真（ 信号失真（Distortion of the signal） ） – EMG signal should be altered as minimally as possible for accurate representation
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《中国运动医学杂志》1990年03期 中国运动医学杂志》1990年03期
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在肌肉等长收缩至疲劳的研究过程中发现， 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。 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 不同持续时间股直肌、股外肌IEMG的增长情况 IEMG
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(2)肌肉工作过程中肌电信号的频谱变化
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Lippold (1952), Close (1972) & Bigland-Ritchie (1981)认为IEMG与张力是线性关系。 Zuniga and Simmon (1969) & Vrendenbregt and Rau (1973) 认为IEMG与张力是非线性关系。 IEMG 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) 。