第二部分-肌电测试方法(MEGAWIN-ME6000肌电测试系统)

实验八、肌电测试方法

（MegaWinME6000肌电测试系统）内容介绍：

一、实验目的与原理二、实验步骤与方法三、表面肌电图分析四、结果评定

一、目的和原理

肌电测量包括有损伤测量和无损伤测量两大类，其主要区别在于电极的使用上。前者使用的针电极，主要用于临床，后者使用表面电极。运动实践中的肌电测量大多采用无损伤类的表面肌电遥测技术，获得的肌电信号为表面肌电图（sEMG）。sEMG的采集是用电极膏将表面电极贴于皮肤表面，通过测两极间的电势差来确定肌电值。优点是操作简便，而且无创，易为受测者接受，既可反映整块肌肉的肌电变化情况，又可在运动中采集。缺点是不能采集到深层肌肉的肌电信号，而且影响其稳定性的因素较多，肌纤维组成、局部解剖结构、参加活动的运动单位的募集模式、募集数量、放电频率、放电同步化程度等均有可能影响肌电信号的表达。同时，皮下脂肪的厚度、体温变化以及外界环境的变化也会影响检测结果。肌电图在体育运动中应用比较广泛

常用肌电图研究肌肉的不同状态、肌肉之间的协调程度、收缩类型及强度、判断肌肉疲劳程度、肌肉损伤、评定肌肉素质等在以往的研究当中，已有人将肌力或肌力矩与肌电指标共同分析环节的运动及环节在运动过程中相关肌肉的肌电图指标的变换或肌肉贡献率等二、实验方法和步骤（一）测试前准备1.测试前对受试者进行基本身体形态指标测量2.受试者进行准备活动，时间的长短须根据环境温度、运动员的实际状态确定。3.每次实验之前，先将肌电仪系统预热0.5小时左右，让系统处于待机状态。对肌电仪进行初始设置，设置量包括采样频率、采样时间、滤波指数等，设置各道信号的放大倍数，并根据测量信号的强度而定。（二）测试要求及步骤1.要求测试肱二头肌在屈曲90度并以60%MVC等长收缩直至力竭的情况下测试出肱二头肌的肌电情况（每5分钟记录一次）。2.确定电极安置点：表面电极所贴位置为所测肌肉肌腹部分最隆起处。3.处理皮肤：75%医用酒精擦拭电极安放的表面皮肤。4.安置表面电极：等到皮肤完全干燥，将电极固定在已经处理的皮肤上。两电极中心相距d=20mm。同时需要固定的还有一个“参考电极”。5.检查电信号：电极粘贴完后，必须逐个检查电极的粘贴牢靠性，被测肌肉电极是否正确地连接到相应通道。6、参数设置7、开始采样8、测试结束保存测试结果（三）测量的注意事项1、电极要固定好2、电极贴的位置：贴电极的部位要统一，同一人几次测量都要贴在同一点上3、测试环境温度不同会对肌电图产生影响4、皮肤类型不同对肌电图会产生影响5、准备活动的时间、运动量要统一6、测试前要对皮肤阻抗进行监测7、同一受试者进行多组测试时，组间间隔要掌握好，原则上应达到完全恢复。对不同受试者进行测试时，他们之间的组间间隔要统一（四）与测力台等其它仪器同步测量根据运动技术的测试要求，有时肌电仪还与摄影和摄像机、测力台三种仪器同步测试，以保证它们在“测量时相”上的对应。同步方法有两种：一种是由测力台开始采样，激发同步信号与摄像机、肌电仪同步工作；另一种方法是由摄像机或肌电仪产生同步信号与测力台二者同步工作。三、表面肌电图分析肌电图（EMG）是对肌肉电信号的描述和记录。直接由肌电图仪记录下来的结果为原始EMG，从中可直接看出肌肉活动强弱，即EMG振幅值的大小和放电频率的高低。为更加细致地对EMG进行分析，要对原始EMG信号进行处理，通常有以下几种方法（图9-8）。原始肌电图全波整流肌电图平均肌电图（RMS）积分肌电图（IEMG）图9-8肌电图信号处理（一）全波整流肌电图它可产生EMG的绝对值，通常是正极性，原始的EMG的平均值为零。全波整流主要应用在不同肌群活动相位的半定量评价中，其幅值变化图形能很好地反映肌肉收缩水平的变化。(二）平均肌电图（均方根振幅，简称RMS）RMS往往用于描述数据的静态特征，反映的是一定时间内的肌肉放电平均水平。其计算公式为：

其中：N为采样点个数，Xi为每一点的肌电数据（幅值）。在肌肉等长收缩至疲劳的研究过程中发现，在一定范围内，肌电幅值随着肌肉疲劳程度的加深而增加。帕特普斯基（Petrofsky）让受试者的抓握肌以20%-70%MVC（最大随意肌肉收缩）的5种不同力量做等长收缩至疲劳的过程中，发现RMS呈线性增加。

70%MVC以上的等长收缩至疲劳时，虽然RMS在整个收缩过程中也随疲劳的加深而增大，但增大的幅度逐渐减小。在等张收缩至疲劳的过程中，RMS也随负荷增加而增大。（三）积分肌电图（简称IEMG）IEMG是指肌电图曲线下包围的面积，单位为：毫伏·秒（mv·s）。这样有EMG的活动，全波整流信号的积分值总是增加的。通过对IEMG的定量就可以判定肌肉活动的强弱。其计算公式为：其中：N1为积分起点，N2为积分终点，X(t)为肌电曲线，dt为采样的时间间隔。让受试者作等长收缩至疲劳，发现随着肌肉疲劳程度的增加，IEMG逐渐加大。有研究表明，优秀运动员的IEMG高于一般运动员。有学者认为，IEMG的变化除了与肌肉张力大小有关外，还与肌肉的拉长程度有关。（四）肌电的平均功率频率（PMF）和中心频率（FC）上述对肌电信号的处理分析直接是对时间变量的分析，而不涉及非时间变量，称为时域分析。对生物电分析还涉及考察实时信号的频率特征，称之为频谱分析。研究表明，在肌肉工作过程中，肌电的频率特征可随肌肉机能状态的改变而发生变化。反映肌电频率特性的指标有平均功率频率（PMF）和中心频率（FC）。在研究肌肉持续工作至疲劳过程中发现，随着疲劳程度的加深，肌