肌电图的测定与分析
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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
精选ppt
11
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
低通过滤波 Low pass filter (LP)
20 Hz
250 Hz
LP
Filter
精选ppt
18
带通滤波 Band pass filter (BP)
20 Hz
250 Hz
Filter BP
Filter
精选ppt
19
带阻滤波器 Band stop filter (BS)
– Example: 50 Hz filter
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
fme d
S(f)df S(f)df
0
fme d
精选ppt
26
运动单位的同步化 Motor Unit Synchronization
非同步化活动减少EMG 幅度。
精选ppt
运动单位的同步化增 加了EMG幅度
50 Hz
20 Hz
BS
250 Hz
精选ppt
20
相位移动Phase Shift
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
精选ppt
Shift
21
肌电整流类型Rectification
Raw EMG
Full-wave Rectified EMG
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。
精选ppt
12
差动（微分）放大 Differential Amplification
精选ppt
13
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。
27
运动单位同步化时EMG幅度与力
精选ppt
28
标准化Normalization
是否可以直接比较不同受试者的EMG呢？ 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
Hale Waihona Puke Baidu
精选ppt
29
标准化方法
用最大用力值来标准化 用最大用力值的百分比表示亚极量用力，如
50%、75%等。 一般用最大随意收缩（isometric MVC）。
精选ppt
30
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 5.76 mV - msec
= .37
精选ppt
31
电机械延迟Electromechanical Delay (EMD)
EMD是指EMG开始到产生力量之间的延迟。 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。
精选ppt
32
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。
– 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
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10
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。
Half-wave Rectified EMG
精选ppt
Delete 22
积分Integration
Area Under a Curve
Units = mV - msec
精选ppt
23
EMG 幅度分析
均方根振幅Root Mean Square
RMS 1 N EM(iG )2
N i1
RMS 1 NEM(G i)2 N i1
精选ppt
24
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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25
EMG 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。
不同程度收缩时骨骼肌肌电 图（表面电极引导）
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8
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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9
信号处理的一般概念
采集频率 信噪比（Signal-to-noise ratio）
精选ppt
3
精选ppt
4
精选ppt
5
Noraxon Telemyo 2400T G2 遥测肌电图仪
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6
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 针电极，另一类是表面电极。
1.针电极
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2.表面电极
7
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
精选ppt
14
不同放置部位的EMG结果
精选ppt
15
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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16
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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17
滤波器的种类
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
精选ppt
2
一、肌电图定义
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 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。
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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11
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
低通过滤波 Low pass filter (LP)
20 Hz
250 Hz
LP
Filter
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18
带通滤波 Band pass filter (BP)
20 Hz
250 Hz
Filter BP
Filter
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19
带阻滤波器 Band stop filter (BS)
– Example: 50 Hz filter
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
fme d
S(f)df S(f)df
0
fme d
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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。
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运动单位的同步化增 加了EMG幅度
50 Hz
20 Hz
BS
250 Hz
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20
相位移动Phase Shift
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
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Shift
21
肌电整流类型Rectification
Raw EMG
Full-wave Rectified EMG
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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12
差动（微分）放大 Differential Amplification
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13
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。
27
运动单位同步化时EMG幅度与力
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28
标准化Normalization
是否可以直接比较不同受试者的EMG呢？ 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
Hale Waihona Puke Baidu
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29
标准化方法
用最大用力值来标准化 用最大用力值的百分比表示亚极量用力，如
50%、75%等。 一般用最大随意收缩（isometric MVC）。
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30
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 5.76 mV - msec
= .37
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31
电机械延迟Electromechanical Delay (EMD)
EMD是指EMG开始到产生力量之间的延迟。 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。
精选ppt
32
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。
– 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
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10
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。
Half-wave Rectified EMG
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Delete 22
积分Integration
Area Under a Curve
Units = mV - msec
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23
EMG 幅度分析
均方根振幅Root Mean Square
RMS 1 N EM(iG )2
N i1
RMS 1 NEM(G i)2 N i1
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24
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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25
EMG 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。
不同程度收缩时骨骼肌肌电 图（表面电极引导）
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8
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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9
信号处理的一般概念
采集频率 信噪比（Signal-to-noise ratio）
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3
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4
精选ppt
5
Noraxon Telemyo 2400T G2 遥测肌电图仪
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6
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 针电极，另一类是表面电极。
1.针电极
精选ppt
2.表面电极
7
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
精选ppt
14
不同放置部位的EMG结果
精选ppt
15
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）
精选ppt
16
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）
精选ppt
17
滤波器的种类
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
精选ppt
2
一、肌电图定义
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 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。