表面肌电图
表面肌电图在腰痛患者ODI指数和JOA评分评估中的临床应用
doi: 10.13241/ki.pmb.2020.20.014表面肌电图在腰痛患者o d i指数和j o a评分评估中的临床应用*狄之昕江澜董慧妹张晗曹曼林么(上海交通大学附属第六人民医院康复医学科上海200050)摘要目的:探讨表面肌电图在腰痛患者腰椎Oswestry功能障碍指数(ODI)和日本骨科协会评估治疗分数(JOA)评估中的临床应 用。
方法:选择2019年6月至2020年6月我院接诊的80例腰痛患者进行研究，通过将患者按照腰部VAS评分的不同划为对照 组(VAS评分S 5分)和观察组(5 *<V A S评分<10分）,每组各40例，两组患者均接受接受常规治疗和肌电仪检测。
比较治疗 前后两组患者运动传导速度（MCV)、股神经的感觉传导速度（SCV)、动作电位的潜伏期、长肌力（IMS)、腰背肌后伸活动度 (ROM)、ODI指数和JOA评分的变化情况。
结果：治疗后，观察组运动传导速度、股神经的感觉传导速度指标水平均低于对照组，动作电位的潜伏期长于对照组(P C0.05);观察组长肌力、腰背肌后伸活动度指标水平均低于对照组(P C0.05);观察组Oswestry 功能障碍指数(ODI)高于对照组，曰本骨科协会评估治疗分数(JOA)评分低于对照组(PC0.05)。
结论:腰痛患者中存在着明显的 表面肌电图信号改变，且随着腰痛程度的加剧，改变程度越明显，有助于评估患者病情。
关键词:表面肌电图；腰痛；腰椎Oswestry功能障碍指数；日本骨科协会评估治疗分数；临床应用中图分类号:R49;R741.044文献标识码:A文章编号：1673-6273( 2020 )20-3865-05Clinical Application of Surface Electromyography in Evaluation of ODI Index and JOA Score in Patients with Low Back Pain*DIZhi-xin, JIANG Lan, DONG Hui-mei, ZHANG Han, CAO Man-lin^(Department o f R ehabilitation Medicine, Sixth People's Hospital Affiliated to Shanghai Jiaotong University, Shanghai, 200050y China) ABSTRACT Objective:To explore the clinical application of surface elec加myography in the evaluation of the Oswestry dysflinc-tion index(ODI)of the lumbar spine in patients with low back pain and the Japanese Orthopaedic Association Evaluation Treatment Score(JOA).Methods:80 patients with low back pain who were admitted to our hospital from June2019 to June2020 were selected for the study.The patients were according to the difference of waist VAS score,the patients were divided into a control group(VAS score^ 5 points)and an observation group(5points<VAS score<10 points),40 cases in each group,patients in both groups received conventional treatment and parison of motor conduction velocity(MCV),sensory conduction velocity of femoral nerve (SCV),latency of action potential,long muscle strength(IMS),range of motion(ROM),ODI index and JOA before and after treatment Change in score.Results:After treatment,the observation group's motor conduction velocity and femoral nerve sensory conduction velocity index levels were lower than those of the control group,and the latency of action potentials was longer than that of the control group(P<0.05); the long muscle strength and back extension activity index levels of the observation group were lower than those of the control group(P<0.05); the Oswestry Dysfunction Index(ODI)of the observation group was higher than that of the control group,and the Japanese Orthopaedic Association's Evaluation Treatment Score(JOA)score was lower than that of the control group (P<0.05). Conclusion:There are obvious changes in surface electromyography signals in patients with low back pain,and as the degree of low back pain intensifies,the more obvious the changes are,which helps to evaluate the patient's condition.Key words:Surface electromyography;Low back pain;lumbar Oswestry dysfunction index;Japanese orthopaedic association Evaluation of treatment score;Clinical applicationChinese Library Classification(CLC):R49; R741.044 Document code:AArticle E D: 1673-6273(2020)20-3865-05*基金项目：上海市科技攻关项目（1973900)作者简介:狄之昕（1990-)，男，本科，住院医师，研究方向:表面肌电图在治疗下腰痛患者中的应用研究，电话：189****0243，E-mail:***************△通讯作者:曹曼林（1962-)，女，硕士研究生，主任医师，研究方向：手外伤(收稿日期:2020-06-28接受日期:2020-07-23)刖目在临床治疗中发现导致患者出现腰部疼痛的原因常见的 有二十多种，主要的是脊柱和腰部肌肉软组织所引起的病变M。
表面肌电图基础知识-PPT文档资料
针肌电图
针肌电图是应用电子学仪器记录肌肉静止或收缩 时的电活动，及应用电刺激检查神经、肌肉兴奋及传 导功能的方法。通过此检查可以确定周围神经、神经 元、神经肌肉接头及肌肉本身的功能状态。 多为2-4通道。 医院神经科：运动神经元疾病：神经根与神经丛 疾病;周围神经病;单神经病和嵌压性神经病及颅神经 疾病;神经肌肉接头传递障碍性疾病 肌肉疾病：以肌肉异常活动为特征的神经肌肉疾 病
4.5步态分析（康复科、神经科、骨科、各体育学校、 竞技运动队、体科所、综合院校体育系、综合院校的 人体工效学方向 ）
揭示肢体有无残疾、确 定步态异常的性质和程度，为 进行行走功能评定和矫治异常 步态提供必要的依据。(例如： 某患者根据其他康复评定结果 认为股四头肌的肌张力正常且 无肌痉挛，但是通过步态分析 却可能发现股四头肌的异常运 动。) 通过对康复训练前后的步 态检查和手术、安装支具前后 步态的对比，可以定量地、客 观的反映患者治疗前后的功能 状态，为确立有效的康复训练 方案提供依据，尤其在偏瘫康 复中应用广泛。
力－位置
干扰因素 劣质电极 皮肤不够清洁 毛发 射频干扰（短波，微波等电磁干扰） 更换电极 用酒精清洁皮肤 必要时可刮去毛发
解决方法
关闭射频干扰源或远离射频发射源
三、表面肌电信号分析
表面肌电图的分析包括时域分析和频域分析： 时域分析以时间为函数的图形，横坐标为时间，纵坐标为 幅值；
频域分析以频率为函数的图形，横坐标为频率，纵坐标为 波幅或功率。
sEMG为体育科学的研究提供了重要的依据与评 价方法，它可以在运动过程中间接测定肌肉力量，也 可以进行运动技术分析。其应用机理是肌肉收缩强度 越大，肌电图的幅度增加。
4.7肌电图的运动学
手法肌肉测试 步态分析 跳跃
表面肌电图仪
产品临床应用
1、适用于神经损伤引起的肌力、肌张力异常的评估和治疗
2、适用于各种步态异常的患者的步态分析 3、适用于颈肩腰背痛的评估和治疗、
4、适用于斜颈、脊柱侧弯等评估和训练
5、适用于运动损伤以及体育运动的科学研究
禁忌症： 装有心脏起搏器患者 皮肤病
效益分析
收费项目 肌电图 310100023 电子生物反馈疗法 340100018
每月使用人次 100
收费标准 150元/次
年收益 180000元
300
20元/次
72000元
年总收益：约25.2万元
竞争对比
产品名称 产地 通道输出 上海诺诚 中国 4、8、16通道可选择，多通道同步采集 加拿大TT 加拿大 10、20、30、40通道 SA7550 Noraxon U.S.A. Inc. 美国 4、8、16通道 TeleMyo2400T Mega Electronics Ltd. 芬兰 ME 6000
表面肌电图仪
产品原理及功能
表面肌电图(surface electromyography, sEMG)是一种通过表 面电极采集肌肉运动单位的电活动信号，经过放大、记录后所得 到的图形。表面肌电图在医疗、体育、机工程学、工伤评定等领 域都得到了广泛的应用。 表面肌电技术作为一种定量评估的手段，目前在疾病病理特 征的描述、发病机制的探索、疾病诊断和评估、治疗手段的评价
和比较等诸多方面都发挥了重要的作用。
产品功能
肌电信号采集界面 个通道相互独立 主界面：病历管理，所有数据均可回放， 功能项目选择
产品功能
肌肉可自由选择
六大测试项目
产品功能
肌肉可自由选择
表面肌电图PPT课件
阻抗
电极和皮肤间界面阻抗过高 两个电极间的阻抗过于失衡
可造成放大器的共模抑制失效 放大过程就会受到来自房间内 频率为60Hz的干扰
阻抗
欲降低皮肤阻抗以获得有价值、有意义 的肌电信号，需依赖sEMG仪的放大器 放大器的特征之一是输入阻抗 输入阻抗——
放大器为吸收抵达电极-皮肤表面的 肌电信号微电流而需要的阻抗，目的是 放大这一微弱信号的
一、sEMG的发展简史
1969年，首次应用sEMG生物反馈技术 进行放松训练，并应用于心理治疗 此后，更为广泛地应用于康复医学评定 和治疗，并应用于神经学和泌尿学 近年来，应用途径更为广泛（如作为神 经肌肉疾患的再训练、偏瘫患者功能康 复的辅助手段等）
二、sEMG的解剖、生理基础
肌肉的显微结构 肌电位的形成过程 运动单位和神经肌肉的连接 肌纤维的分类
sEMG与针电极EMG的区别
sEMG与针电极EMG的区别
电极置于皮肤表面
仅能有效地应用于浅 表肌肉
测试较大范围内的肌 肉EMG信号 来自于多个运动单位
使用方便
反映运动过程中的肌 肉生理、生化等改变
将电极插入肌肉内
重复检查时难保持一 致Байду номын сангаас定位 测试的范围较小 很少被交调失真影响 重测信度较sEMG低 研究深层肌肉的运动 学和神经生理学活动
肌肉收缩是多个运动 单位共同参加活动的 结果
神经肌肉的连接
由神经轴突末梢(突 触前膜)，运动终板 (肌纤维膜，突触后) 及两者间的突触间隙 构成
每一根肌纤维仅受一 个运动终板支配，该 运动终板一般位于肌 纤维的中点
肌纤维的分类
Ⅰ型纤维： 慢肌纤维，红肌 力量产生较慢 氧化代谢产生ATP 工作时间较长 作用主要为保持耐力
表面肌电图在肌骨骼疾病临床评估的现状和展望34
表面肌电图在肌骨骼疾病临床评估的现状和展望摘要】表面肌电图是一种高效的评价工具，在肌肉骨骼系统疾病评估中发挥着重要作用。
其可将肌肉功能和康复效果等指标以量化的形式表现出来，为临床康复提供参考。
表面肌电图具有无创、多样分析等特点，特别是在运动分析、肌肉功能的评估方面有着很好的应用研究。
在制定康复计划和目标时充分利用这些指标，对监测康复效果具有一定的参考意义。
希望对表面肌电图在临床康复方面的应用进行论述，扩大其应用范围。
【关键词】表面肌电，肌骨骼[ 中图分类号 ]R2[ 文献标号 ]A[ 文章编号 ]2095-7165（2019）06-0236-01表面肌电(surfaceelectromyography，sEMG)信号是神经肌肉系统在进行随意性和非随意性活动时产生的生物电变化经表面电极引导、放大、显示和记录[1]。
所获得的一维电压时间序列信号，其振幅为0～5000μV，频率为30～350Hz，反映了大脑运动皮层控制之下的脊髓运动神经元的生物电活动形成于众多外周运动单位电位在时间和空间上的总和。
近年来，随着表面肌电检测及分析技术的进步，使其在康复医学、运动医学、体育科学、人体工程学、人类环境改造学、神经病学等领域均具有广阔的应用前景[2]。
1表面肌电的指标表面肌电图临床评估常用指标主要有时域指标、频域指标、激活时间和激活顺序指标、协调性指标等。
时域分析是将肌电信号看作时间的函数，用来刻画时间序列信号的振幅特征，主要包括平均振幅值(averageelectromyogram，AEMG)、积分肌电值(integratedelectromyogram，iEMG)、均方根值(rootmeansquare，ＲMS)等[3]，一定程度上可反映出肌肉活动时运动单位激活的数量、每个运动单位的放电大小、参与活动的运动单位类型以及同步化程度。
频域分析指标是通过对自相关函数做快速傅立叶变换(fastfouriertransform，FFT)，据功率谱密度(powerspectrumdensity，PSD)确定表面肌电中不同频段信号分布，能够较好地在频率维度上反映表面肌电的变化情况，主要包括平均功率频率值(meanpower frequency，MPF)、中位频率值(medianfrequency，MF)，是临床常用判断肌肉活动时的疲劳程度的指标，其值大小与肌肉组织中快慢肌纤维的组成比例有关。
表面肌电图在肌肉功能评估中的应用
表面肌电图在肌肉功能评估中的应用摘要：研究在肌肉功能评估中应用表面肌电图的应用效果。
采用表面肌电图仪，用积分肌电和平均功率评率、中位频率等对神经肌肉所致的肢体功能障碍进行肌张力、肌力、肌肉疲劳度进行评估，表面肌电图在肌肉功能康复评估中的价值。
初步研究结果表明表面肌电图不但可评估治疗前患者受损神经肌肉功能和健侧的差异，还可评估治疗前后患侧肌肉功能恢复的情况，可根据恢复情况调整治疗方案，是一种客观评价治疗方法的有效手段。
关键词：表面肌电图；肌肉；功能；评估肌电图（EMG）是用肌电仪记录肌肉生物电图形，在评价机体系统活动方面起着重要的作用，可用专用的肌电图仪进行测量。
优点是定位性好、干扰小、易识别，但是此检查多采用针电极插入肌肉检测肌电信号，是一种有创检测方法，在临床受到一定的应用限制[1]。
表面肌电图（sEMG）是从肌肉表面经电极引导记录下来的神经肌肉系统活动的生物电信号，无论是在肌肉的功能状态还是活动状态中均存在不同程度的关联性，可在某种程度上反映神经肌肉活动。
肌肉运动产生电位差，差分放大器检测该信号经放大记录得到的图形再转化为数字信号，经通讯系统传给微机，微机软件进行数据处理从而完成测试评估等临床诊断工作[2]。
sEMG是一种无创、简单、易被患者接受的肌电活动，可反映运动肌肉生化、生理等方面的改变，可在静止状态及运动中测定肌肉活动，是一种很好的生物反馈治疗技术，对运动功能有诊断意义。
近年来，在我国sEMG已经从运动医学扩展到康复医学，特别是在神经肌肉病损功能的康复评估中，已开始发挥作用。
本康复科自引进表面肌电图仪已经有近百例神经肌肉受损患者进行检测和评估，现将积累的经验在此总结，旨为临床提供一定的参考价值。
1.表面肌电图常用指标分析表面肌电图在评估神经肌肉功能受损常用的指标有平均功率频率、肌电积分以及中位频率。
中位频率和平均功率频率是判断肌肉活动疲劳度的常用指标；肌电积分是评估肌肉在单位时间内的收缩性。
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。
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。
肌电图的测定与分析
S( f )df S( f )df
0
f me d
25
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
26
运动单位同步化时EMG幅度与力
27
标准化Normalization
是否可以直接比较不同受试者的EMG呢？ 影响因素
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。
59
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 2004 21(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.
5) 有效频率范围： 0 - 500 Hz 主要频率范围： 50 – 150 Hz
8
信号处理的一般概念
采集频率 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（Distortion of the signal）
EMG signal should be altered as minimally as possible for accurate representation
表面肌电图(SEMG)临床应用新进展
肌肉协调性评估
➢ 身体突然失稳时，正常人提供腰椎节 段性稳定的多裂肌存在提前激活，而 在下腰痛患者中激活时间延迟，提示 腰痛患者腰椎稳定性下降
➢ 习惯性踝关节扭伤患者突然失稳时， 腓骨长短肌的激活时间较正常人延迟 ，弹性的肌贴和稳定鞋佩戴等措施可 以减少扭伤的发生率[1]，进一步改善 踝关节周围肌群的稳定性[2]。
表面肌电图的特点
➢ 无创、实时、客观 ➢ 信号受多因素影响，分析指标多样 ➢ 一定程度反映肌肉疲劳、肌力、肌
肉收缩协调性等特征
表面肌电图常用指标
时域指标
将肌电信号看作时间的函数，用来刻画时间序列信号的振幅特征 反映运动单位募集数量的变化，其值与肌肉收缩力有关 ➢ 平均肌电值（average electromyogram，AEMG ） ➢ 积分肌电值(integrated electromyogram，iEMG） ➢ 均方根值（root mean square，RMS）
表面肌电图(SEMG)临床应用新进展
一、SEMG基本知识介绍
肌电图诊断技术
• 肌电图（electromyography，EMG），应用电子学仪器记录肌肉静 止或收缩时的电活动，及应用电刺激检查神经、肌肉兴奋及传导功能 的方 。
• 表面肌电图（surface electromyography，sEMG），又称动态肌电 图（dynamic electromyography ,DEMG），是从肌肉表面通过电 极引导、记录下来的神经肌肉系统活动时的生物电信号。
频域指标
通过对原始数据做FFT变换，据功率谱密度确定表面肌电信号中不同 频段信号分布情况，随肌肉运动至疲劳出现肌电频谱左移，频率下降 ➢ 中位频率值（median frequency，MF） ➢ 平均功率值（mean powe调性指标
表面肌电图诊断技术临床应用 (2)
表面肌电图诊断技术临床应用什么是表面肌电图诊断技术？表面肌电图诊断技术（Surface Electromyography，简称sEMG）是通过检测肌肉表面的电信号来评估肌肉功能和疾病的一种非侵入性诊断技术。
sEMG可以实时地检测和记录肌肉收缩和放松的电活动，从而提供了有关肌肉活动和功能异常的信息。
sEMG技术的原理sEMG技术利用表面肌电图仪器，将电极粘贴在肌肉表面，通过记录肌肉表面电位的变化来检测肌肉的活动。
肌肉的收缩和放松会引起肌肉纤维的电活动，这些电活动会通过神经传导到肌肉的表面，被sEMG电极所接收。
sEMG信号是一种微弱的生物电信号，它包含了来自神经肌肉系统的多种信息。
通过将sEMG信号放大和处理，可以得到有关肌肉收缩强度、肌肉协调性和疾病状态等方面的信息。
sEMG技术在临床应用中的价值sEMG技术在临床应用中具有广泛的价值。
以下是sEMG技术在不同领域的应用示例：运动医学sEMG技术可以用于评估运动员的运动能力和肌肉协调性。
通过记录运动过程中肌肉的sEMG信号，可以分析运动的力度、频率和协调性等指标，对运动员的训练和康复进行指导。
神经科学sEMG技术可以用于研究神经肌肉系统的功能和疾病。
通过记录肌肉的sEMG信号，可以评估神经系统的功能状态，例如神经传导速度、神经病变程度等，为神经科学研究提供重要参考。
康复医学sEMG技术可以用于评估和指导康复训练。
通过记录患者受损肌肉的sEMG信号，可以评估其肌肉功能的恢复程度，并为康复训练提供个性化的指导和反馈。
人机交互sEMG技术可以用于人机交互界面的设计和控制。
通过记录用户的sEMG信号，可以实现基于肌肉活动的人机交互，例如肌电控制的假肢和外骨骼等。
sEMG技术的优势和挑战sEMG技术具有以下优势：•非侵入性：sEMG技术不需要插入体内电极，对人体没有伤害。
•实时性：sEMG技术可以实时地监测和记录肌肉的电活动。
•灵敏性：sEMG信号可以捕捉到肌肉活动的微小变化，提供高分辨率的数据。
表面肌电图
常规治疗以医师经验为主
现代康复：评估
个性化治疗方案
常规PT治疗以单纯手法为主
现代康复：流程化、标准化的自动化治疗
常规治疗：病人不易坚持
记录由皮肤表面电极 得到的神经肌肉系统 活动时的生物电信号
噪音/伪迹
皮肤电阻 – 清洁皮肤 脂肪组织 肌肉位置 心电干扰 电子装置 组织温度 皮肤和电极位置的改变
放松状态
左转90度
右转90度
再次放松
方案四：脊柱侧弯评估
设定站立位、左转、右转、弯腰等动作来评估
方案五：吞咽困难评估
方案六：步态分析（ 10肌电）
方案七：步态分析 （肌电+角 度）
肌电信号的频域特征
综述文献一、二
相关文献30篇
文献一：《表面肌电图在神经肌肉病损功能评估中 的应用》
结论：可以对数种疾病导致的功能障碍进行肌力， 肌张力，和肌肉疲劳度的评估
中国临床康复·第22期·第8卷
文献二：《表面肌电图的发展与应用》 结论：临床上常见的神经-肌肉、骨骼-肌肉功能
常规肌力、肌张力评估： 主观描述性、有禁忌症
级别
名称
0 零（Zero O） 1 微缩（Trace ,T） 2 差（Poor ,P） 3 尚可（Fair ,F） 4 良好（Good ,G） 5 正常（Normal,N）
标准 无可测知的肌肉收缩
相当正常 肌力的%
0
有轻微收缩，但不能引起关节活动
10
有减重状态下能作神关经节全系范围统运动查体主要体征：25
方案一：肌力 / 肌张力：定
量评估
• 评估过程以数据形式记录 • 影像资料与数据同步 • 可分析肌肉疲劳、收缩持续时间
表面肌电图
三、临床应用目的
• • • • • • 1、间接评价肌力 2、评价肌张力 3、观察肌肉的运动模式 4、疗效评价 5、评价肌肉的疲劳度 6、用于生物反馈治疗
第二节 数据采集与分析
• 一、数据采集 • （一）肌肉的选择 • 选择代表性肌肉或主动肌 • 如果是运动学分析，往往需要多通道同时 记录多个肌肉电活动或主动肌和拮抗剂以 及辅助肌。 • （二）皮肤的处理
小结
• sEMG为临床提供了一种安全、简单、无创、 有关肌肉功能状况的检查手段，它可以对 所有肌肉的工作情况、工作效率进行量化、 并指导患者进行神经、肌肉功能训练。其 重要性和实用性已被越来越多的康复医生 接受并应用于临床及科研工作，但仍需注深入康复医学工作。
表面肌电图
第一节 概述
• 表面肌电图（surface electromyography， sEMG），又称动态肌电图，是从肌肉表面通过 电极引导、记录下来的神经肌肉系统活动时的 生物电信号。 sEMG是一种简单、无创、容易 被受试者接受的肌电活动，可用于测试较大范 围内的E M G 信号，并有助于反映运动过程中 肌肉生理、生化等方面的改变；不仅可在静止 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 功能有意义的诊断评价方法，而且也是一种较 好的生物反馈治疗技术。
三、常用参数
• • • • • • • • （一）波幅分析 1、最大振幅 2、平均EMG 3、积分EMG 4、均方根 (二)频率分析 1、功率谱密度 反应不同频率段的肌肉放电强度
三、常用参数
• 2、中位频率
• 用于观察在维持等长收缩过程中疲劳的程 度 • 3、平均频率 • 也作为肌肉疲劳的肌电指标。但不同的研 究者结果显示上述参数对疲劳敏感度的结 论存在差异，临床中应酌情应用。
表面肌电图基础知识
双极电极的模型
表面肌电信号示意图 图形显示的是一块肌 肉的许多肌纤维的电 压值叠加后的效果。 压值叠加后的效果。
表面肌电图:肌肉在运动或收缩过程中会产生生物电， 表面肌电图 肌肉在运动或收缩过程中会产生生物电， 肌肉在运动或收缩过程中会产生生物电 在皮肤表面通过两个测量电极测量生物电的电压值， 在皮肤表面通过两个测量电极测量生物电的电压值， 经过放大器放大、 经过放大器放大、记录后所得到的图形 ，称为表面 肌电图。 肌电图。
平均功率频率和中位频率则是临床判别肌肉活动时的疲劳 度的最常用指标 。
四、表面肌电临床应用 表面肌电图的信号检测是一种无创 电生理检测方法， 电生理检测方法，其信号的检测分析在 临床诊断、 临床诊断、康复医学及运动医学中具有 重要意义。 重要意义。
4.1脑瘫、卒中后偏瘫评估（神经内科、康复科） 脑瘫、卒中后偏瘫评估（神经内科、康复科） 脑瘫
4.4疲劳研究（康复科、各体育学校、竞技运动队、 疲劳研究（康复科、各体育学校、竞技运动队、 疲劳研究 体科所、综合院校体育系、 体科所、综合院校体育系、综合院校的人体工效学方 向）
肌肉疲劳的测定无论在康复医学还 是体育科研都有重要意义 有研究表明， 有研究表明，中位频率在肌肉疲劳 时向低频转移，并与肌肉疲劳有较 时向低频转移， 好的相关性。 好的相关性。
主 评 的 的差
4.2疼痛评估（康复科、疼痛诊疗研究中心、疼痛科、 疼痛评估（康复科、疼痛诊疗研究中心、疼痛科、 疼痛评估 骨科） 骨科）
腰部肌肉收缩协调性 肌肉疲劳程度 肌肉收缩力量 评价肌肉功能水平及 状态， 状态，为腰痛病人寻 找临床指标
腰痛病人腰部的易疲劳测试或术后肌肉耐疲劳效果测试； 腰痛病人腰部的易疲劳测试或术后肌肉耐疲劳效果测试； 辅助诊断腰背部疾患评估椎旁肌功能； 辅助诊断腰背部疾患评估椎旁肌功能； 在手术、外伤、颈肩腰腿痛及其他肌肉功能障碍情况下， 在手术、外伤、颈肩腰腿痛及其他肌肉功能障碍情况下， 通过潜在的肌电信号改变确定肌肉的功能障碍、 通过潜在的肌电信号改变确定肌肉的功能障碍、疼痛等严 重程度。 重程度。
表面肌电图在推拿临床研究中的应用
CH
I
NA
SNATUROPATHY,Nov
２０１９,Vo
l
２７No
２１
表面肌电图在推拿临床研究中的应用
周 勇
(山东省济宁市盲人按摩医院,山东 济宁 ２７２０１９)
【摘要】 表面肌电图(
sEMG)是神经肌肉系统进行收缩
活动时生物电变化经 表 面 电 极 引 导、放 大、显 示 和 记 录
[]
２
１ sEMG 指导推拿手法的规范化操作 方磊等 ５ 通
过对不同水平推拿医 师 以 不 同 力 量 操 作 一 指 禅 推 法 的
上肢肌电信号 MF、
i
EMG、
CR 进行研究,表明一指禅操
作过程中的核心主动 肌 群 是 尺 侧 屈 肌 群、桡 侧 伸 肌 群、
肱三头肌和三角肌;在手法外摆阶段应增强肱三头肌伸
i
EMG)、均 方 根 值 (
RMS)、
平均肌电值(
AEMG)及 协 同 收 缩 率 [
CR,
CR＝ 拮 抗 肌
积分肌电面积/(拮抗肌 积 分 肌 电 面 积 ＋ 主 动 肌 积 分 肌
电面积)×１００％ ]等. 频 域 指 标 有 中 位 频 率 (MF)、平
均功 率 频 率 (MPF)、时 间ＧMPF 曲 线 的 斜 率 (MPF
数量、参与 活 动 的 运 动 单 位 类 型 及 同 步 化 程 度.RMS
是一段时间内瞬间肌电图平方平均的平方根,是放电的
有效 值,与 AEMG 意 义 基 本 相 同.CR 是 反 映 拮 抗 肌
在主动收缩过程中所占比例. MPF 和 MF 在反映肌肉
功能水平的差异方面具有良好的特异性和敏感性,是临
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• 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。
29
报告及分析
30
报告及分析
31
报告及分析
32
表面肌电临床案例演示
吞咽困难评估
33
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）
35
报告及分析
36
报告及分析
2: 启动BioNeuro Infiniti 评估系统,主界面相关菜单如下显示：
12
注意：在该画面的右边为五个常用的快捷菜单。分别为开始开放式训 练，开始方案式训练，数据库管理，CF卡设置。其中最常用的是开始 开放式训练和开始方案式训练以及数据库三个功能。
13
3 ：单击方案式训练 出现以下界面 在本对话框中，如果首次对一个患者进行训练，则要点击画面右下角的 “添加新用户”按钮
8表面肌电ຫໍສະໝຸດ 件及连接1. 2. 表面肌电硬件 表面肌电连接
9
表面肌电硬件
A-J 10通道
肌 电 传 感 器
背 面 电 池
大 关 节 角 度 传 感 器
10
表面肌电连接
• 连接电极线时应将两白点相对而连，否则会导致针脚损坏，造成不必要的麻烦
•
用USB线将机器与电脑相连接
11
表面肌电操作流程 1:双击打开桌面上的 图标
21
影响肌电信号的因素
•
1、测试局部的组织特性 包括皮肤及皮下脂肪的厚薄、温度、生理变化等都会影响肌电信号。
皮下脂肪厚度对肌电信号的影响
• 2、串扰（cross talk）
既有相邻肌肉组织 对测试部位肌电信 号的串扰，也有可 能来自其它设备的 干扰，如：ECG， 尤其在测试上肢肩 部肌肉时，ECG的 波峰信号常可以干 扰EMG的记录。
• 5、电极和内部的放大器 电极的质量和内部放大器的杂音干扰也会对肌电信号产生影响，也会使基线增宽。内部放 大器的杂音干扰对基线的影响通常被要求小于
5Vm 。
表面肌电临床案例演示
肌力肌张力评估
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表面肌电临床案例演示-肌力肌张力评估
步骤： 1、20s前基线测试 2、A通道肌肉被动牵伸（3次） 3、B通道肌肉被动牵伸（3次） 4、A通道肌肉主动收缩（3次） 5、B通道肌肉主动收缩（3次） 6、20s后基线放松测试
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 脊柱侧弯评估 斜颈评估 两通道开放式分析（包含时域/频域/时频分析） 多通道开放式分析（包含时域/频域/时频分析） 步态分析（包含肌电、压力、大角度、小角度）
表面肌电分析系统 临床应用
康复评定科
陈伟
1
目录
1 2 3 4 5
表面肌电原理及适应症 表面肌电硬件及连接
表 面 肌 电 操 作 流 程
表面肌电临床案例演示 附：表面肌电参数指标及收费
2
表面肌电原理及适应症
1. 表面肌电基本原理
2. 表面肌电适应症
3
表面肌电基本原理
• 表面肌电图（surface electromyography， sEMG），又称动态肌电图 （dynamic electromyography ,DEMG），是从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。 肌肉运动中产生的生物电通过两个测量电极（相对于参考电极）产生电位差， 差分放大器检测到该信号后，经过放大、记录后所得到的图形，现代高档的 sEMG都是把放大的信号再转化为数字信号，经过通讯系统传输给微机。微机 中的分析软件对所获得的数据进行分析处理，从而完成测试评估等科研或临 床诊断任务。sEMG是一种简单、无创、容易被受试者接受的肌电活动，可用 于测试较大范围内的E M G 信号，并有助于反映运动过程中肌肉生理、生化 等方面的改变；不仅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评价方法， 而且也是一种较好的生物反馈治疗技术。因而在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肉工作的工效学分析，体育系统（体科所） 疲劳判定、运动技术合理性分析、肌纤维类型和无氧阈值的无损伤性预测， 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有重要的实用 价值。
7：点击右上角的开始按钮 ，进入测试界面，测试过程按任意键 继续下一步操作，评估结束后点击保存按钮存储评估数据
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8：点击数据库，选择相关患者及病例后点击“分析/报告”进行数据分 析，如下图所示
19
9：进入分析界面后，点击
按钮生成报告，如下图所示：
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10：选择打印相关指标，点击生成报告按钮，如下图显示
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4： 在本对话框中，输入患者的一些基本资料，如姓名，年龄，家庭 住址等，输入完毕后点击 OK
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5： 点击定义新训练 进入评估界面
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6：将通讯协议设置成Flexcomp Infiniti，然后选择所需的评估方案（如 ：肌力肌张力评估、下腰痛评估、吞咽困难评估等），点击OK进入评估 界面
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4
•
肌电图就是被记录的肌膜动作电位。肌膜动作电位的必然结果是骨骼肌的兴奋－收缩 耦合，所以肌电图代表着肌肉的收缩。EMG提供了一个可观察神经系统的窗口。
临床意义
• 通常情况下，一块健康人的健康肌肉 在不需要它时，它是处于“关闭”状 态的。如果它仍然在活动，那么可能 是下列情况的一种信号：肌肉痉挛、 疼痛反应、肌张力增高、关节不稳、 紧张、肌肉协调性差等。