脑卒中患者腰背屈伸肌表面肌电与坐位平衡相关性分析

目的:探讨脑卒中患者坐位下竖脊肌、腹直肌的表面肌电信号与坐位平衡的关系。方法:收集脑卒中患者15例为试验组,健康人15例为对照组。测试过程:①受试者均在平衡仪(Teconbody,PK245)上进行坐位平衡测试,睁眼30s和闭眼30s,记录平衡仪参数(重心摆动长度、面积、X轴压力中心、Y轴压力中心);②受试者坐于平衡仪上,前后最大范围的进行腰背屈伸活动,在此同时用表面肌电(MEGA-6000)对双侧竖脊肌、腹直肌进行测试,通过肌电值原始数据分析计算出测试肌肉的对称指数。结果:在睁眼和闭眼坐位及坐位下前后最大范围运动时,脑卒中患者竖脊肌的对称指数比健康人的对称指数大,且差异均存在显著性意义(P0.05);而腹直肌的对称指数组间比较无差异性(P0.05)。平衡仪参数与肌电信号的对称指数无显著相关性。结论:脑卒中患者坐位下躯干肌两侧存在不平衡性,但是竖脊肌、腹直肌肌电信号激活的程度对坐位平衡功能无直接影响。     

表面肌电信号的分析和特征提取

背景:表面肌电信号的检测与分析对临床诊断人体功能状况以及患者康复具有重要意义.目的:对表面肌电信号的采集、信号处理、特征分析和特征值提取方面进行分析.方法;在人体屈伸肘部的过程中,选取人体上肢4块肌肉(肱三头肌,肘肌,肱二头肌,肱桡肌)分别检测表面肌电信号,对表面肌电信号进行陷波和带通滤波等预处理(优化).在此基础上分析表面肌电信号的特征,并应用不同的特征值提取方法对优化后的表面肌电信号进行了特征提取.结果与结论:时域方法最早应用于肌电信号分析,易提取、方法简单;频域方法提取的特征值较稳定,使得频域方法成为肌电信号处理技术的主流;以小波变换为代表的时-频分析方法因结合了时域、频域两方法的特性,在肌电信号分析方面颇有潜力.     

三种常见划船运动对肩胛部、腹部和下背部肌肉激活的比较

摘要 目的：评估和比较杠铃俯身划船、哑铃俯身划船、哑铃跪姿单臂划船对肩胛部、腹部和下背部的肌肉激活程度。 方法：本研究使用表面肌电图（sEMG）记录24例受试者的斜方肌中束、斜方肌下束、竖脊肌、腹直肌和腹外斜肌的最大等长收缩（MIVC）和划船运动时的表面肌电信号。MIVC的表面肌电信号采用徒手抗阻的方法采集,受试者使用并保持最大的、持续的力量收缩肌肉,记录最大表面肌电值。使用8最大重复值（8RM）的负荷进行划船运动,肌肉的激活程度用划船运动的表面肌电值占MIVC的表面肌电值的百分比表示,即% MIVC。使用Freidman检验和Dunn-Bonferroni后续检验分析三种划船练习之间肌肉激活程度的差异。 结果：在杠铃俯身划船、哑铃俯身划船和哑铃跪姿单臂划船时,腹外斜肌的激活程度分别为16.98% MIVC、17.02% MIVC和35.23% MIVC;腹直肌的激活程度分别为12.02% MIVC、9.28% MIVC和11.64% MIVC;竖脊肌的激活程度分别为109.09% MIVC、106.30% MIVC和54.38% MIVC;斜方肌中束的激活程度分别为100.91% MIVC、109.31% MIVC和107.82% MIVC;斜方肌下束的激活程度分别为58.47% MIVC、53.91% MIVC和60.12% MIVC。与杠铃俯身划船和哑铃俯身划船相比,哑铃跪姿单臂划船引起更高程度的腹外斜肌激活（P≤0.05）和更低程度的竖脊肌激活（P≤0.05）。杠铃俯身划船和哑铃俯身划船的肌肉激活程度差异无显著性意义（P>0.05）。 结论：与杠铃俯身划船和哑铃俯身划船相比,哑铃跪姿单臂划船对腹部和下背部的肌肉激活程度不同。对于腹部肌肉较弱的个体,建议使用杠铃俯身划船和哑铃俯身划船作为初阶练习。对于下背部肌肉较弱的个体,可选择哑铃跪姿单臂划船作为初阶练习。     

采集表面肌电信号应用于动作识别的可行性

背景：文献表明上肢前臂运动时所产生的表面肌电信号具有非线性特征,而肢体运动时肌电信号又呈现出非平稳特性。目的：设计一种简单的拾取电路采集表面肌电信号,拟应用于动作肌电信号的特征识别。方法：根据表面肌电信号的特点,设计高共模抑制比的前端放大电路,抑制共模干扰;采用低通滤波电路,有源双T带阻滤波器对信号进行去噪处理;对采集得到的信号进行小波包变换,得到信号的特征量。结果与结论：所设计的表面肌电信号检测电路具有较高共模抑制比,并能有效地滤除50Hz工频信号,可以满足肌电信号采集电路的基本要求。肌电信号的处理结果表明采用子频段能量值的方法可以区分手部4种不同动作。     

采集表面肌电信号应用于动作识别的可行性

背景:文献表明上肢前臂运动时所产生的表面肌电信号具有非线性特征,而肢体运动时肌电信号又呈现出非平稳特性.目的:设计一种简单的拾取电路采集表面肌电信号,拟应用于动作肌电信号的特征识别.方法:根据表面肌电信号的特点,设计高共模抑制比的前端放大电路,抑制共模干扰;采用低通滤波电路,有源双T带阻滤波器对信号进行去噪处理;对采集得到的信号进行小波包变换,得到信号的特征量.结果与结论:所设计的表面肌电信号检测电路具有较高共模抑制比,并能有效地滤除50 Hz工频信号,可以满足肌电信号采集电路的基本要求.肌电信号的处理结果表明采用子频段能量值的方法可以区分手部4种不同动作.     

基于肌电传感器的下肢残肢康复训练模式识别的研究

目的 提出一种面向下肢截肢患者,可实现等长和等张训练的下肢残肢康复训练识别的新方法.方法 使用表面肌电传感器采集并分析10例小腿截肢者在康复训练中股直肌的表面肌电信号,对下肢康复训练模式进行识别.结果 利用肌电信号的平均绝对值、方差和功率谱比值进行特征值的提取,可以用肌电信号的特征值作为输出建立表面肌电信号与下肢残肢康复动作之间的关系.结论 该方法利用肌电信号可以完成对下肢残肢康复动作的识别,可作为进一步探索下肢残肢康复训练系统的训练方案的依据.     

基于小波和非线性指标的表面肌电信号动作特征分析

由于表面肌电信号的复杂性,使得寻找到适合其分类的特征是非常困难的事情,因此,特征选取在表面肌电信号的模式识别中有着决定性的作用.表面肌电信号具有非平稳,非线性的特性.小波分析是一种分析非平稳信号的有效工具,而最大Lyapunov指数己广泛应用于判定非线性指标中.文章基于小波分析和Lyapunov指数的特点,提出了算法上的改进方案,利用小波分析和最大Lyapunov指数相结合的方法对表面肌电信号进行分类识别,取得了很好的分类效果.     

腰背核心肌群在等速旋转运动中力矩和表面肌电的特征

目的:收集腰背核心肌群在等速旋转运动中的肌力矩和表面肌电图肌电信号,加以处理分析,研究受试者背阔肌、腹外斜肌、腹内斜肌在脊柱等速旋转运动中的改变,揭示其变化的规律及临床意义.方法:健康男性受试者24名,分别收集其在30°/s、60°/s、120°/s速度下脊柱旋转运动中的旋转力矩,以及双侧背阔肌、腹外斜肌、腹内斜肌的肌电信号.结果:等速旋转运动中,左右侧等速旋转力矩均随着速度的增大略微减小,但无显著性意义,各速度下左旋/右旋力矩差异无显著性意义;左右侧等速旋转过程中背阔肌、腹外斜肌、腹内斜肌肌电振幅的均方根值(RMS)亦随速度的增大而减少,30°/s与120°/s间差异有显著性意义(P＜0.01);各肌肉间比较差异有显著性意义(P值均＜ 0.05);其中以腹外斜肌激活最为明显;速度与肌肉间存在交互效应,差异有显著性意义(P＜0.05).结论:等速旋转运动中,正常人负责产生旋转动作的肌肉主要是对侧腹外斜肌、同侧背阔肌和腹内斜肌,尤以腹外斜肌为主;左旋/右旋时峰力矩值及背阔肌、腹外斜肌、腹内斜肌的RMS均随速度的增大而减少.     

有源电极表面肌电信号在检测中的应用

目的:准确地检测表面肌电信号。方法:研究减小表面肌电信号检测中的噪声方法,探讨如何采用差分结构放大器、有源电极、滤波器等方法设计电极单元,以及电极形状和正确的放置方法。结果:采用仪用放大器AD620设计了双极性的有源电极成功用于表面肌电信号检测。结论:实验表明,采用有源电极可以提高信噪比,减小噪声,有效地提取出表面肌电信号。     

有源电极表面肌电信号在检测中的应用

目的：准确地检测表面肌电信号。方法：研究减小表面肌电信号检测中的噪声方法，探讨如何采用差分结构放大器、有源电极、滤波器等方法设计电极单元，以及电极形状和正确的放置方法。结果：采用仪用放大器AD620设计了双极性的有源电极成功用于表面肌电信号检测。结论：实验表明，采用有源电极可以提高信噪比，减小噪声，有效地提取出表面肌电信号。     

青少年特发性脊柱侧弯症患者椎旁肌表面肌电信号时域指标变化规律

目的:采用表面肌电图（sEMG）检测技术对青少年特发性脊柱侧弯症(AIS)患者脊柱旁凸、凹侧椎旁肌肌电活动时域指标变化规律进行初步探讨。方法:AIS患者25例,男7例,女18例,年龄11—21岁;正常对照组少年14例,男4例,女10例,年龄12—19岁;两组受试者均执行BST实验、抬物实验,采用ME6000型表面肌电仪记录受试者双侧椎旁肌表面肌电信号时域指标平均肌电值（AEMG）、频谱面积（SPA）。结果: AIS患者脊柱旁顶椎区凸、凹侧椎旁肌AEMG(凸侧106.76±47.73μV/s, 凹侧67.93±26.11μV/s,P<0.01),SPA（凸侧11.01±8.81 m2,凹侧4.38±3.14m2,P<0.01）,差异具有显著性意义;正常对照组椎旁肌左、右侧表面肌电值差异无显著性意义。结论: AIS患者脊柱旁顶椎区凸、凹侧椎旁肌肌电活动不对称,表面肌电图可用作评定AIS脊柱旁凸、凹侧肌电活动差别的客观检查之一,具有较好的临床应用价值。     

鼻咽癌放疗后患者吞咽时颏下肌群和舌骨下肌群表面肌电信号特征分析

目的 研究鼻咽癌（NPC）放疗后患者吞咽时颏下肌群和舌骨下肌群的表面肌电信号特征。 方法 选取经吞咽造影检查证实存在咽期吞咽障碍的NPC放疗后患者15例，设为患者组，另选取健康受试者15例设为健康组，采用表面肌电图（sEMG）进行检测，分别记录受试者干吞咽和吞咽3ml浓流质时颏下肌群和舌骨下肌群的sEMG信号，对2组受试者的肌电活动持续时间、平均振幅和峰值进行比较。 结果 患者组在干吞咽和吞咽3ml浓流质时颏下肌群和舌骨下肌群的sEMG持续时间［干吞咽时颏下肌群和舌骨下肌群的sEMG持续时间分别为（1.94±0.60）s（3.43±0.94）s；吞咽3ml浓流质时颏下肌群和舌骨下肌群的sEMG持续时间分别为（1.96±0.61）s和（3.45±0.92）s］较健康组均显著延长，组间差异均有统计学意义（P<0.05），且患者组吞咽3ml浓流质时颏下肌群和舌骨下肌群的sEMG持续时间显著长于干吞咽时，差异均有统计学意义（P<0.05）。患者组在干吞咽和吞咽3ml浓流质时颏下肌群和舌骨下肌群的sEMG峰值和平均振幅均显著高于健康组，组间差异均有统计学意义（P<0.05），且患者组吞咽3ml浓流质时颏下肌群和舌骨下肌群的sEMG峰值和平均振幅亦显著高于干吞咽时，差异均有统计学意义（P<0.05）。 结论 NPC放疗后患者吞咽时颏下肌群和舌肌下肌群表现为强化收缩，可在吞咽过程中发挥代偿作用。     

不同病情程度脑瘫患儿的表面肌电图特征初探

目的：探讨不同病情程度脑瘫患儿的表面肌电图特征.方法：脑瘫患儿100例作为观察组,30例正常儿童作为对照组,2组均给予双侧肱二头肌、肱三头肌、腓肠肌、胫骨前肌的表面肌电图测试;分为被动活动和最大等长收缩（MIVC）2种状态,测试指标为肌电积分值（iEMG）、中值频率（MF）和协同收缩率（CR）.结果：在被动活动状态下,随着病情程度加重,患儿肱二头肌、腓肠肌iEMG值逐渐增高（P＜0.05）;在MIVC状态下,随着病情程度加重,各组患儿肌肉iEMG值及MF值逐渐降低,肱三头肌、胫骨前肌CR逐渐增高（均P＜0.05）.结论：脑瘫患儿的表面肌电图特征与正常儿童存在显著性差异,随着病情程度的加重,脑瘫患儿时域、频域指标呈现相应的特征.     

Decoding subtle forearm flexions using fractal features of surface electromyogram from single and multiple sensors

Background  

Identifying finger and wrist flexion based actions using a single channel surface electromyogram (sEMG) can lead to a number of applications such as sEMG based controllers for near elbow amputees, human computer interface (HCI) devices for elderly and for defence personnel. These are currently infeasible because classification of sEMG is unreliable when the level of muscle contraction is low and there are multiple active muscles. The presence of noise and cross-talk from closely located and simultaneously active muscles is exaggerated when muscles are weakly active such as during sustained wrist and finger flexion. This paper reports the use of fractal properties of sEMG to reliably identify individual wrist and finger flexion, overcoming the earlier shortcomings.     

脑卒中患者不同强度随意运动时的sEMG反应特点

目的：观察不同强度静态及动态运动负荷对脑卒中患者四肢肌肉sEMG信号变化的影响,研究脑卒中患者四肢肌肉活动的表面肌电信号特征与其神经运动控制的关系。方法：24例脑卒中患者参加本项研究,采用患、健侧自身对照实验方法设计,采用上肢屈肘和下肢伸膝静态运动,以及肘关节和膝关节动态屈伸运动负荷试验,采集主动肌和拮抗肌的表面肌电信号,分析信号振幅和拮抗比值等sEMG信号活动特征。结果：最大用力收缩时,上、下肢患侧主动肌AEMG小于健侧,而拮抗比大于健侧;小强度静态运动负荷过程中,患侧上肢主动肌的AEMG略高于患侧,拮抗比明显大于健侧。患侧下肢股外侧肌（VL）、股直肌（RF）和股内侧肌（VM）的平均AEMG、?T标准化值大于健侧,拮抗比小于健侧;小强度动态运动负荷过程中,上肢患侧主动肌AEMG明显高于健侧。下肢患侧VL、RF和VM的AEMG均值具有增大趋势,但无明显差异。而患侧拮抗比明显小于健侧。结论：脑卒中患者由于高位神经元和运动控制功能受损,导致其患侧在最大随意收缩时运动单位募集能力下降,而在轻负荷运动时运动单位募集过度。     

表面肌电图在环咽肌失弛缓患者吞咽障碍评定中的应用

目的 观察舌骨下肌群和颏下肌群表面肌电图(sEMG)在缺血性脑卒中后环咽肌失弛缓患者吞咽评定中的应用价值。方法 2015年1月至2019年12月,本院缺血性脑卒中后咽期吞咽障碍患者48例,根据透视荧光吞咽检查(VFSS)结果,存在环咽肌功能异常者为观察组,无环咽肌功能异常者为对照组,各24例,同期选取健康志愿者24例为健康组。行sEMG检测,记录三组在静息,空吞咽,吞咽水、浓流质、糊状食物等不同模式下,舌骨下和颏下肌群的均方根值(RMS),观察RMS与VFSS的相关性。结果 各组各肌群RMS均随吞咽难度提高而显著升高(F > 77.652, P< 0.001)。相同吞咽模式下,观察组各肌群RMS最高,其次为对照组和健康组(F > 42.505, P< 0.001)。各肌群RMS与VFSS评分呈正相关(r > 0.548, P <0.05)。结论 检测缺血性脑卒中后环咽肌失弛缓患者咽期颏下及舌骨下肌群sEMG,可初步揭示吞咽肌收缩力,为临床筛查和评估吞咽功能提供帮助。     

Cervical flexion: a study of dynamic surface electromyography and range of motion

BACKGROUND: In the comprehensive assessment of painful conditions, dynamic surface electromyography (sEMG) and range of motion (ROM) recordings can provide information regarding muscle spasm, antalgic postures, fear of pain (protective guarding), muscle injury, and disordered movement caused by pain. This study examines ROM and sEMG patterns observed during cervical flexion. OBJECTIVE: To demonstrate 2 distinctive sEMG recruitment and dynamic ROM patterns observed during cervical flexion and return to mid-line. DESIGN: Single-subject design with independent measurement of dynamic ROM and sEMG. SETTING: Applied clinical setting. PARTICIPANTS: Two subjects with normal ROM and cervical muscles were studied. MAIN OUTCOME MEASURE: One subject was studied with sEMG. looking at the cervical paraspinals and sternocleidomastoid muscles; the other subject was studied with an active ROM device. Three cervical movements were studied: lower cervical flexion, atlantoaxial (upper) cervical flexion, and a combination upper/lower cervical flexion. RESULTS: The active ROM device indicates larger movements (higher degrees of flexion) for the lower cervical flexion compared with upper flexion. The combined movement indicates a differential movement from 2 spinal segments. The sEMG recordings indicated differential recruitment patterns. The sternocleidomastoid recruits briskly during the flexion phase of the upper cervical flexion movement, whereas the cervical paraspinals recruit briskly during return to mid-line when the lower cervical flexion is used. The combined upper then lower cervical flexion movement recruits both sets of muscles. CONCLUSIONS: The results of the study indicate 2 distinct movement patterns associated with upper versus lower cervical flexion and 2 distinct sEMG recruitment patterns. The study suggests that these 2 distinct movements involve 2 distinct cervical segments and are associated with recruitment of different muscle groups. Applied clinical research on the cervical spine should use sEMG recordings to assess both the upper and lower flexion movements as the standard for the study of cervical flexion.     

基于表面肌电信号的手指运动模式识别系统

目的：建立一套基于表面肌电信号（sEMG）的手指运动模式识别系统。方法：研发了基于有源电极的sEMG检测装置和包含信号采集、分析、离线识别和在线识别模块的配套软件。结果：该系统能够同时采集4个通道sEMG数据，用16种时域、频域和时频域方法对其分析，并可以对7种sEMG特征提取及分类方法进行对比研究，还能在线控制假手。结论：本系统为多指、多自由度假手sEMG控制方法的研究提供了一个实验平台．该系统不仅可以用于手指运动模式识别，而且也可以用于人体其他运动模式的sEMG特征提取方法和分类器的对比研究。     

电刺激治疗痉挛型双瘫患儿疗效的表面肌电分析

目的应用表面肌电图对脑瘫患儿电刺激前后的肌电活动进行分析。方法对20例痉挛型双瘫患儿进行功能性电刺激,并于治疗前后分别用临床方法和表面肌电仪进行评估。结果治疗后患儿功能位测试肱二头肌、股四头肌的肌电积分降低,而自主收缩测试的肌电积分升高。结论经电刺激治疗可使患儿肌张力降低,肌力增强。表面肌电仪可以作为电刺激治疗痉挛型双瘫患儿的疗效客观评估方法。     

恢复期脑卒中患者膝关节拮抗肌群在动态运动负荷下对协同收缩率的影响

目的观察动态运动负荷对脑卒中患者膝关节拮抗肌群协同收缩率变化的影响。方法11例脑卒中患者(偏瘫组)和14例正常人(正常组)利用动态运动负荷诱发双侧下肢屈伸膝关节,采用表面电极引导和记录肌电信号并进行线性时、频分析。结果偏瘫组与正常组组内中位频率(MF)、平均功率频率(MPF)、平均肌电值(AEMG)膝关节拮抗肌群协同收缩率均值变化无显著性差异(P>0.05);组间比较,MF膝关节拮抗肌群协同收缩率均值变化无显著性差异(P>0.05);偏瘫组MPF膝关节拮抗肌群协同收缩率明显增高,AEMG膝关节拮抗肌群协同收缩率明显降低(均P<0.01)。结论MPF、AEMG膝关节拮抗肌群协同收缩率能反映动态运动负荷下脑卒中患者下肢肌肉表面肌电信号变化,而MF膝关节拮抗肌群协同收缩率并不能很好地反映动态运动负荷下脑卒中患者下肢肌肉表面肌电信号变化。