肌电图的测定与分析课件

《肌电图的测定与分析课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《肌电图的测定与分析课件（84页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、肌电图的测定与分析1运动生理学实验理论肌电的测定与分析肌电图的测定与分析2l第一节第一节 肌电图的测试分析原理肌电图的测试分析原理l第二节 表面肌电图的应用l第三节 肌电图分析软件的使用肌电图的测定与分析3l骨骼肌在兴奋时，会由于肌纤维动作电位的传骨骼肌在兴奋时，会由于肌纤维动作电位的传导和扩布而发生电位变化，这种电位变化称为导和扩布而发生电位变化，这种电位变化称为肌电肌电。l用适当的方法将骨骼肌兴奋时发生的电位变化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，称为引导、放大并记录所得到的图形，称为肌电图肌电图。肌电图的测定与分析4肌电图的测定与分析5肌电图的测定与分析

2、6肌电图的测定与分析7 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，一类是针电极针电极，另一类是，另一类是表面电极表面电极。1.1.针电极针电极2.2.表面电极表面电极肌电图的测定与分析8l轻度用力时用针电极从轻度用力时用针电极从2020个不同部位记录到的正常个不同部位记录到的正常人肱二头肌的运动单位电人肱二头肌的运动单位电位位 不同程度收缩时骨骼肌肌电不同程度收缩时骨骼肌肌电图（表面电极引导）图（表面电极引导）肌电图的测定与分析9l幅度范围：放大前 010 mV(+5 to-5)l有效频率范围：0-500 Hz l主要频率范围：50 150 Hz肌电图的测定与分析1

3、0l采集频率采集频率l信噪比（信噪比（Signal-to-noise ratio）EMG信号的能量与噪音信号的比例。l信号失真（信号失真（Distortion of the signal）EMG signal should be altered as minimally as possible for accurate representation肌电图的测定与分析11l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。l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 signall运动伪迹电极与皮肤、电极线缆可以合适的线路

4、减少频率范围：0 20 Hz肌电图的测定与分析12l差动（微分）放大减少电磁辐射噪音双电极输入l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l随着电极品质的提高，对皮肤处理、剃除毛发的要求在下降。肌电图的测定与分析13肌电图的测定与分析14肌电图的测定与分析15肌电图的测定与分析16l尽可能远离记录电极l电中性组织（多骨组织）l良好的电极接触（大尺寸、良好的粘合接触）肌电图的测定与分析17l便件滤波器模拟电路：放大器、电阻、电容l软件滤波器数字滤波器（数学运算）肌电图的测定与分析18LPFilter20 Hz250 Hzl低通过滤波lLow pass filter(LP)肌电图的测

5、定与分析19BPFilter20 Hz250 Hzl带通滤波lBand pass filter(BP)Filter肌电图的测定与分析20BS20 Hz250 Hzl带阻滤波器lBand stop filter(BS)Example:50 Hz filter50 Hz肌电图的测定与分析21l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l通过电路的改进、过滤窗口的选择去除Shift肌电图的测定与分析22Raw EMGFull-waveRectified EMGHalf-wave Rectified EMGDelete肌电图的测定与分析23Area Under a Curv

6、eUnits=mV-msec肌电图的测定与分析24NiiEMGNRMS12)(1NiiEMGNRMS12)(1均方根振幅Root Mean Square肌电图的测定与分析25l信号通过零值基线的次数。l在进行FFT运算前曾广泛应用。肌电图的测定与分析26l快速傅利叶转换Fast Fourier Transform(FFT)l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。medmedffdffSdffS0)()(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肌电图的测定与分析27运动单位的同步化Motor Unit Synchronizati

7、on非同步化活动减少EMG幅度。运动单位的同步化增加了EMG幅度肌电图的测定与分析28运动单位同步化时EMG幅度与力肌电图的测定与分析29l是否可以直接比较不同受试者的EMG呢？l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肌电图的测定与分析30l用最大用力值来标准化l用最大用力值的百分比表示亚极量用力，如 50%、75%等。l一般用最大随意收缩（isometric MVC）。肌电图的测定与分析31lMVC 时的股四头肌积分肌电值=5.76 mV-msecl50%亚极量收缩时积分肌电值=2.13 mV-msec2.13 mV-msec5.7

8、6 mV-msec=比例:.37肌电图的测定与分析32lEMD是指EMG开始到产生力量之间的延迟。l延迟的生产与电活动要沿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。肌电图的测定与分析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。肌电图的测定与分析34l第一节 肌电图的测试分析原理l第二节第二节 表面肌电图的应用表面肌电图的应用l第三节 肌电图分析软件的使用肌电图的测定与分析35如果在神经通路的两个或两个以上的点

9、上给予电如果在神经通路的两个或两个以上的点上给予电流刺激，从该神经所支配的肌肉上记录诱发电流刺激，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位，然后根据下列公式可计算出神经的传导速度。度。V=S/tV=S/tl式中式中:V:V为神经传导速度，单位为米为神经传导速度，单位为米/秒；秒；t t为两为两刺激点从刺激开始到肌肉开始收缩的时间差，刺激点从刺激开始到肌肉开始收缩的时间差，单位为秒；单位为秒；S S为两刺激点之间的距离，单位为为两刺激点之间的距离，单位为米。米。肌电图的测定与分析36l尺神经运动神经传导速度的测定尺神经运动神经传导速度的测定lS1S1：肘部的刺激

10、电极：肘部的刺激电极 S2S2：腕部的刺激电极：腕部的刺激电极 R R：记录电：记录电极极 肌电图的测定与分析37l肌肉疲劳时其肌电活动也会发生变化，因此可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。以用肌电来研究肌肉疲劳的发生及机制。l(1)(1)肌肉工作过程中肌电幅值的变化肌肉工作过程中肌电幅值的变化l 肌电幅值是指肌电信号的振幅大小。在肌电肌电幅值是指肌电信号的振幅大小。在肌电研究过程中，反应肌电幅值的指标有积分肌电研究过程中，反应肌电幅值的指标有积分肌电(EMG)(EMG)和均方根振幅和均方根振幅(RMS)(RMS)。肌电图的测定与分析38肌电图的测定与

11、分析39l不同持续时间股直肌、股外肌不同持续时间股直肌、股外肌IEMGIEMG的增长情况的增长情况肌电图的测定与分析40l 在肌肉工作过程在肌肉工作过程中，肌电信号的频率中，肌电信号的频率特性可随着肌肉的机特性可随着肌肉的机能状态的改变而发生能状态的改变而发生变化。反应肌电信号变化。反应肌电信号的频率特性的指标有的频率特性的指标有平均功率频率平均功率频率(MPF)(MPF)和和中心频率中心频率(FC)(FC)。肌肉疲劳前后肌电频率谱变化肌肉疲劳前后肌电频率谱变化 肌电图的测定与分析41不同持续时间股直肌、股外肌肌电图不同持续时间股直肌、股外肌肌电图MPFMPF的下降情况的下降情况 肌电图的测定

12、与分析42l一般情况下，当肌肉以不同的负荷进行收缩时，其肌电信一般情况下，当肌肉以不同的负荷进行收缩时，其肌电信号号IEMGIEMG同肌力成正比关系，即肌肉产生的张力越大同肌力成正比关系，即肌肉产生的张力越大IEMGIEMG越越大。大。肌电图的测定与分析43lLippold(1952),Close(1972)&Bigland-Ritchie(1981)认为IEMG与张力是线性关系。lZuniga and Simmon(1969)&Vrendenbregt and Rau(1973)认为IEMG与张力是非线性关系。l等长收缩isometric时EMG与力量是线性的，在等张收缩isotonic时是

13、非线性的(Weir et al.,1992)。肌电图的测定与分析44肌电图的测定与分析45l柯菲因柯菲因(Chaffin)等人发现等人发现当肌肉用当肌肉用40%MVC以下强以下强度收缩时，肌力与肌电呈度收缩时，肌力与肌电呈线性关系。线性关系。60%MVC以上以上强度时，肌力与肌电也呈强度时，肌力与肌电也呈线性关系，但此时的直线线性关系，但此时的直线斜率较大。而肌力在斜率较大。而肌力在40%-60%MVC时，肌力与肌电时，肌力与肌电之间的线性关系往往就不之间的线性关系往往就不存在了。存在了。肌电图的测定与分析46离心(eccentric)收缩时EMG幅度小于向心(concentric)收缩(Ko

14、mi,1973;Komi et al.,1987)肌电图的测定与分析47在匀速屈肘运动中肌张力与在匀速屈肘运动中肌张力与IEMGIEMG的关系的关系 A A 的心收缩的心收缩 B B 离心收缩离心收缩肌电图的测定与分析48l不同类型的肌纤维在疲劳时的肌电图特征也不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（同。慢肌纤维百分数较高的受试者（ST%59ST%59）,在各种负荷在各种负荷(30%MVC(30%MVC、50%MVC50%MVC及及79%MVC)79%MVC)至疲劳至疲劳的工作中的工作中,MPF,MPF下降斜率比慢肌纤百分数较低的下降斜率比慢肌纤百分数较低的受

15、试者受试者(ST49)(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)。肌电图的测定与分析54l在运动过程中可用多导肌电记录仪将肌电记录下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。进行分析诊断。l分析某项运动技术，找出在完成

16、该项动作时有哪分析某项运动技术，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；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提供依据。直接为科学地安排教学与训练提供依据。肌电图的测定与分析55绕螺时的肌电变化绕螺时的肌电变化肌电图的测定与分析56肌电图的测定与分析57肌电图的测定与分析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)示意图肌电图的测定与分析59l上体竖直作主动起蹲时股四头肌的肌电上体竖直作主动起蹲时股四头肌的肌电图（图（2 2毫伏、毫伏、400400毫秒）毫秒）

17、l1.1.股外肌；股外肌；2.2.股直肌；股直肌；3.3.股内肌股内肌 肌电图的测定与分析60l中国体育科技中国体育科技 2007年年6期期l张秀丽 刘卉 刘学贞l运用美国产运用美国产Noraxon表面肌电遥测系统对国家射箭队表面肌电遥测系统对国家射箭队男、女各男、女各12名运动员进行测试。名运动员进行测试。l国家射箭队运动员在射箭动作的不同阶段尚存在部分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。不合理的肌肉用力特点。l相对来说相对来说,无论是举弓时的肌肉激活顺序、主要肌肉用无论是举弓时的肌肉激活顺序、主要肌肉用力特点力特点,还是动作的一致性还是动作的一致性,均是女子

18、运动员较男子运动均是女子运动员较男子运动员合理。员合理。l以肌电以肌电RMS幅值的幅值的“标准差与平均数的比值标准差与平均数的比值”这个派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。合理。肌电图的测定与分析61l西安体育学院学报西安体育学院学报 2004 21(4)l许以诚许以诚 高炳宏高炳宏 刘文海刘文海 米卫国（上海体育科学研究所）米卫国（上海体育科学研究所）l受试者在振动和非振动条件下受试者在振动和非振动条件下,分别以动力性和静力性分别以动力性和静力性两种不同方式的进行屈肘练习两种不同方式的进行屈肘练习,练习时施加不同的负荷练习

19、时施加不同的负荷,测试肱二头肌、屈腕肌和肱三头肌、伸腕肌的肌电图测试肱二头肌、屈腕肌和肱三头肌、伸腕肌的肌电图.l负荷与肌肉收缩的方式相同时负荷与肌肉收缩的方式相同时,振动条件下主动肌的肌振动条件下主动肌的肌电电IEMG/s值都比非振动时大；动力性收缩时值都比非振动时大；动力性收缩时,振动轻振动轻负荷与非振动重负荷时负荷与非振动重负荷时IEMG/s值相差不大。值相差不大。l这说明这说明,在振动条件下进行力量训练在振动条件下进行力量训练,能够募集更多的运能够募集更多的运动单位参与收缩动单位参与收缩,提高肌肉的兴奋水平。提高肌肉的兴奋水平。肌电图的测定与分析62肌电图的测定与分析63l戴起来像一个

20、手臂护套一样，myomo e100 神经机器人系统用EMG 传感器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。肌电图的测定与分析64肌电图的测定与分析65球型抓握柱状抓握精确抓握侧向抓握肌电图的测定与分析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.小指伸肌肌电图的测定与分析67 Prosthetic Hand Controller EMG Amplification Device A/D Converter Classifier Signal Processing Time Sample Extraction Feature Extraction

21、 Transformation 肌电图的测定与分析68计算机鼠标的生理学控制计算机鼠标的生理学控制lEOG 眼电图：在视网膜色素上皮和光感受器细胞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。肌电图的测定与分析69l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。l人机输入界面-游戏(空气吉他)应用。肌电图的测定与分析70l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。l通过步态分析、足底压力分析、下肢肌电信号测量分

22、析,了解不同高度的鞋跟对人体步态、姿态和对足、踝、膝、髋和脊柱的影响及作用机制。l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。肌电图的测定与分析71肌电图的测定与分析72l玉林师范学院学报 2006年 第27卷 第03期 作者:李秀荣,陆世添l探讨运动肌肉疲劳是否是由缺氧引起。l发现肌氧含量与IEMG呈显著负相关(r=-0.852-0.986)。l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。肌电图的测定与分析73l第一节 肌电图的测试分析原理l第二节 表面肌电图的应用l第三节第三节 肌电

23、图分析软件的使用肌电图分析软件的使用肌电图的测定与分析74肌电图的测定与分析75肌电图的测定与分析76肌电图的测定与分析77肌电图的测定与分析78lGraphical 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,d

24、uration Marker events Cursor analysislZoom in,zoom out lSelectable areas of interest lSpectrum Analysis,Fast Fourier Transform(FFT)showing median frequency,mean power frequency and zero crossing rate Single spectrum Average spectrum Fatigue test lNormative database of fatigue tests lFollow-up analys

25、is with trend reports 肌电图的测定与分析79肌电图的测定与分析80l成都泰盟科技有限公司BL-420S生物信号处理仪l连接好仪器，1通道接尺侧腕屈肌，2通过接桡侧腕屈肌，3通道接张力传感器。l参数设置：1、2通道灵敏度（G）1mv,时间常数（T）0.02,高通滤波（F）1000hz，扫描速度250ms/div。3通道灵敏度（G）20mv,时间常数（T）DC,高通滤波（F）20hz，扫描速度250ms/div。肌电图的测定与分析81l最大力量测试：最大力量测试：尽力握握力传感器，记录尽力握握力传感器，记录3通道曲线的格数，通道曲线的格数，此时为最大负荷，然后，以此格数的此时

26、为最大负荷，然后，以此格数的80%，60%，40%，20%，握握力传感器，测试完，握握力传感器，测试完毕保存实验结果。毕保存实验结果。注意：两个负荷间间隔时间不要太短，防止注意：两个负荷间间隔时间不要太短，防止肌肉疲劳；每个负荷至少持续肌肉疲劳；每个负荷至少持续1S。肌电图的测定与分析82l实验数据处理：从BL-420S生物信号处理系统的文件菜单打开保存文件，打开excel表格，点击区间测量。测量各负荷下，1，2通道1s曲线的的面积（积分肌电）。在退出TM_WAVE程序之前，可以最小化Excel应用程序，但不要关闭。肌电图的测定与分析83lLoeb,G.E.,Gans,C.(1986)Elec

27、tromyography for Experimentalists.The University of Chicago Press,Chicago,ILlBasmajian,J.V.,DeLuca,C.J.(1985)Muscles Alive.Williams&Wilkins,Baltimore,MDlMoshou,D.,Hostens,I.,Ramon,H.(2000)Wavelets and Self-Organizing Maps in Electromyogram Analysis.Katholieke Universiteit LeuvenlDeLuca,C.J.(1993)The Use of Surface Electromyography in Biomechanics.Neuro Muscular Research Center,Boston UniversitylDeLuca,C.J.(2002)Surface Electromyography:Detection and Recording.Delsys Incorporated.肌电图的测定与分析