表面肌电分析

表面肌电简介及分析方法

一、表面肌电信号概念

表面肌电信号 (surface electrom yographic signal, sEMG 信号)是从皮肤表面

通过电极引导并放大，显示记录神经肌肉活动时的生物电信号，主要是浅层

肌肉和神经干综合的电活动。表面肌电信号主要有参与活动的运动单位数量、放电频率、同步化程度、募集的模式等有关。

二、表面肌电信号主要是通过时阈和频阈两个方面进行分析

1、sEMG 信号的时域分析方法

时域分析用于刻画肌电图时间序列的振幅特征，主要指标包括积分肌电（integrete EMG，iEMG）、均方根值（root mean square，RMS）、平均振幅（MA）。

积分肌电值（integrated EMG, iEMG）是一段时间内肌肉中参与活动的运动单

位放电总量，其值大小在一定程度上反映参加工作的运动单位的数量多少和

每个运动单位的放电大小。用来分析在单位时间内肌肉的收性。

平均振幅表示肌电信号的强弱，其大小与参与活动的运动单位数目和放电频率的同步化程度有关。

2、sEMG 信号的频域分析方法

频阈方面的分析主要是在频率维度上反映 sEMG 的变化，表面肌电信

号的频域分析广泛应用于肌肉疾病诊断和肌肉疲劳检测。利用表面肌电信号进行傅立叶转换（FFT），获得的频谱或功率谱反映信号在不同频率上的变化。常用指标有平均功率频率（Mean Power Frequency, MPF）和中位频率（Median Frequency, MF）。

MF 指放电频率的中间值，即肌肉收缩过程中放电频率的中间值，一般也

是随着运动时间的增大而呈递减的趋势。。由于骨骼肌中快慢肌纤维组成比例不同，导致不同部位骨骼肌之间的 MF 值不同。快肌纤维兴奋表现在高频放电，慢肌纤维则在低频。一般在中高强度的运动时，MPF 和 MF 值会有所下降，频谱左移，则说明局部肌肉出现疲劳。并且导致反映频谱曲线特征的 MPF 和 MF 产生相应的下降。

3、sEMG在肌肉功能评价中的应用

（Ⅰ）利用sEMG评价肌肉疲劳

MPF或MF随肌肉活动持续时间的延长或肌肉活动次数的增加呈线性

规律下降，且下降速度主要与负荷大小或肌肉疲劳程度相关，

（Ⅱ）利用sEMG预测肌纤维类型

表面肌电信号特征（主要是MPF）与肌肉中Ⅰ型肌纤维的比例呈线性负相关，或与Ⅱ型肌纤维的比例呈线性正相关

（Ⅳ）利用sEMG研究肌肉活动的协调程度

由于表面肌电具有实时性和多靶点同步测量的优点，表面肌电图可以很

好地评定完成某个动作的各个肌肉激活的先后顺序和肌肉发力的先后顺序，肌肉停止活动的先后顺序，以及各肌肉之间的协调作用关系。