表面肌电信号概述
表面肌电信号(sEMG)是通过电极记录自肌肉表面的神经肌肉系统活动所产生的一维时间序列信号。其变化受多个因素的影响,包括参与活动的运动单位数量、活动模式和代谢状态等。sEMG能够在非侵入性的状态下实时准确反映肌肉的活动及功能状态。

信号预处理
原始的表面肌电信号需要经过滤波、漂移校正、特殊伪迹去除等预处理步骤,才能进行后续分析:
- 滤波
- 高通滤波(5-10Hz):消除呼吸等低频干扰。
- 低通滤波(400-500Hz):抑制肌纤维震颤引起的高频噪声。
- 工频陷波:使用IIR数字滤波器消除50Hz/60Hz电力干扰。
- 基线漂移校正
- 硬件补偿:设备内置温度/湿度漂移自动校正。
- 软件算法:根据静息段数据计算基线偏移量,并实现动态补偿。
- 信号整流技术
- 全波整流:保留完整信号特征,适用于积分肌电(iEMG)分析。
- 半波整流:侧重于检测爆发性肌电,尤其用于肌电学参数计算。
- 数据归一化
- 同步标记
- 力学触发:利用足底压力开关标记步态周期。
- 视觉同步:通过视频帧标记关键动作节点。
- 运动捕捉:使用惯性传感器进行时空对齐。
信号分析方法
经过预处理后,我们可以获得肌肉收缩的激活时间、顺序及振幅等参数,常用的分析方法包括:
- 时域分析
- 积分肌电(IEMG):反映特定时段内运动单元的总放电量。
- 均方根振幅(RMS):评估肌肉收缩强度的动态均值。
- 平均振幅(MA):关键指标,用于评估运动单元的募集数量与放电的同步性。
- 频域分析
- 通过快速傅里叶变换获取肌电频谱,以分析不同频率特征的信息,计算平均功率频率(MPF)和中值频率(MF)。
- 时频联合分析
- 小波变换技术提高了时频分析的分辨率,具备优越的抗噪特性。
- 非线性分析
- 使用分形维数、样本熵和李雅普诺夫指数等指标,量化肌肉收缩的复杂度及预测疲劳状态。
无线表面肌电技术应用
MILE米乐的表面肌电技术因其无创性、实用性和便捷性,已广泛应用于骨科、运动医学、康复训练及神经科学等领域。成为分析骨科疾病、辅助手术诊断及康复计划的重要工具。
在中风恢复中,sEMG可帮助监测患侧肌肉的剩余电活动,指导机器人辅助训练。对于脊髓损伤患者,它评估下肢肌肉的激活能力。此外,sEMG用于诊断和追踪周围神经损伤的术后恢复。MILE米乐甚至助力慢性病管理,通过评估老年患者的肌肉功能衰退程度,设计个性化的抗阻训练方案。
系统特点与优势
MILE米乐的无线表面肌电系统,采用先进的无线传输技术,具备高精度、远程监测和耐用性,适合多种应用场景。系统支持全面的信号处理功能,帮助研究者和临床医生实现高效便捷的肌电分析。
总结而言,MILE米乐以其卓越的表面肌电技术和系统,为医疗、体育和康复领域提供了强大的支持,助力改善患者的生活质量。