表面肌电分析系统1
表面肌电分析系统
项目计划书
>>>成人康复
目录
一、项目提供方简介
二、为什么要定量评定
三、为什么要定制方案
四、为什么是表面肌电分析系统（Flexcomp Infiniti System）
1.产品概述
2.定量评定
3.完美方案
4.功能拓展
5.生物反馈训练
五.部分客户名单
六.效益分析
1.收费标准：（以江苏地区收费为例）
2.治疗收费：
七.文献支持
一、项目提供方简介——南京伟思医疗科技有限责任公司
南京伟思医疗科技有限公司公司成立于2001年，是专业从事医疗器械、生物医学工程、家庭健康产品以及计算机软件开发、生产、销售为一体的高新技术企业。经过十余年的辛勤耕耘，目前已经发展
成为一家拥有自主研发能力、优良的产品线、先进的商业模式、优良的服务、强大的技术能力、优秀的年轻团队、完善的管理体系和积极进取的企业文化的中国知名的医疗器械及家用健康产品供应商。
公司积极与国内数百家公司机构、上千家医院及近万名个人用户进行了友好的合作，使我们的产品成为中国心理学、康复医学及家用健康领域具有影响力和竞争力的品牌之一。伟思公司设立职能部门、供应链、战略产品部、安思定事业部、市场部、客户部、渠道部。
伟思公司还将一如既往提升服务，全力支持我国康复事业的向前发展。
二、为什么要定量评定？
“在康复领域中，康复评定是一项基本的专业技能，是制定出好的治疗计划的基础。只有通过全面的、系统的和相近记录的康复评定，才有可能确定病人的具体问题，制定相应的干预计划。”“可以这样说，没有评定，就没有康复。”
目前在临床上经常使用的评定方法有定性评定、半定量评定和定量评定。定性评定容易受评定者和被评定者主观因素的影响，从而使分析结果有很大程度的模糊性和不确定性。这种不确定性有时会因为评定医师的差异性，而使结果差异被主观放大。
最常见的半定量评定方法以量表法最为常见。半定量评定的方法可以数量化地反映被试者的功能障碍水平和特点，但是由于两个分数相同的患者其功能障碍可以不同，他们可在不同的活动中得分或丢分，精确度不高。因此，不同患者之间的功能活动的潜在差异可能被掩盖，而且量表法的有效性在很大程度上取决于评定量表的可靠性。
定量评定，最突出的优点是将障碍的程度量化，相比定性分析和半定量评定而言，更精确、更客观、更详实。通过定量分析可以让研究者对对象的认识进一步精确化，更科学的揭示规律，把握本质，理清关系，预测疾病的发展趋势，并且制定相应的具体治疗计划。
三者比较发现，定量评定没有定性分析和办定量评定的固有缺点——主观误差，这使这种分析方式容易被重复，而且能够实现数据采集的完整性，科学的数据分析和处理，更易被广泛接受与推广。
三、为什么要定制方案？
定量评定数据的准确与否取决于两个属性：一个是标准化，另一个是数据完整性。例如：同一个人、同一时间的血压，用不同的测量方式或者测量工具，都会得出不同的测量结果，这就需要将整个数据采集的过程按照一定步骤确定和规范下来，规范的内容可包括：测量的部位，测量的方式，测量的动作，测量的程序等。只有将这些数据采集的过程标准化下来，才能让使用者有数值对照的基础，才有治疗成果对比的价值。
所以，在定量评定中，特别是较为开放性的数据采集方式中，就需要特定的方案在数据采集过程进行使用。而在不同的研究领域中需要使用不同的方案，这就要求每个方向都需要切合临床需求的定制方案，即：不同的研究方向给予定制不同的方案内容。如此才能最大程度的满足临床科研的准确需求，也为临床科学研究提供了操作上的最大效率和最大便利。、
由此看来，量化评定的标准化定制方案，对于临床有着强大的辅助作用，准确的契合了临床研究的最大需求。
四、为什么是表面肌电分析系统（Flexcomp Infiniti System）？
在康复评定中的量化评定已经发展成为临床医师、科研学者、疾病患者的共同需求，表面肌电分析系统（Flexcomp Infiniti System）作为一个专业化医疗设备，拥有着康复评定中迫切需要的“量化评定”和“完美方案”这两个重要特色。
1.产品概述
表面肌电分析评定系统（FlexComp Infiniti System）是加拿大Thought Technology公司面向医院康复医学科、神经内科、骨科、老年医学科、神经外科的新一代多功能诊断、评定分析仪器。
主要功能介绍：
肌力、肌张力评定
偏瘫上下肢评定
面瘫评定
下腰痛评定
脊髓损伤上下肢评定
髌骨软化症评定
.颈椎病评定
腰椎间盘突出症评定
步态分析：
（1）可同步、视频、动态采集步态中重要的生理信号。如：肌电信号、膝关节、髋关节、关节角度信号、足跟足尖压力信号等。
（2）重点分析步态时间动作效应关系、分期等。如：运动对称性、协调性、足跟着地、足尖离地的状况等。
（3）可分析异常步态、肌肉疲劳等临床关心的问题。
（4）多种方式实现步行周期的分期：支撑相、摆动相、双支撑相。如可通
过视频监测来实现步态分期，也可通过压力传感器来实现步态分期，各有优势，临床应用中可互补。
（5）可在（减重）步态训练当中，实时指导步态训练，通过步态分析中采集的数据来指导步态训练。
2.定量评定
表面肌电分析系统（FlexComp Infiniti System）通过不同的专业传感器，采集不同的生理参数，进行全身生理参数定量评定。
光纤：用于生物信号数据的高速传输，保证信号的采集与显示同步进行。最大程度消除系统误差。
无线蓝牙：实现数据远距离传输
传统表面肌电评定的同时，因为数据线连接的限制，同时也限制了被试的活动范围。无线蓝牙正是解决了这种传统的限制，让远距离的数据采集变为可能。
表面肌电传感器：用于肌肉恢复、放松、运动医疗、训练等。通过表面肌电传感器可得到包括：原始肌电值、均方根值、中值频率等。内置IC芯片，数据前置放大，降低干扰，独立参考电极，避免肌肉间的干扰。
脑电传感器(增配)：采集颅脑微电信号，用于神经生物反馈、注意力评估、神经症的非药物治疗。
心电传感器(增配)：用于心率变异性（heart rate variability，HRV）、心率值的检测与生物反馈的训练。
呼吸传感器(增配)：可对呼吸的频率、振幅进行实时检测，并可进行腹式或者胸式呼吸的深度生物反馈训练，用以放松与缓解压力。
皮阻传感器(增配)：提供了一个衡量精神压力的重要参数，通过检测手指部位的皮肤阻抗可以对精神状态进行客观评价，并且通过它进行的生物反馈治疗方法，也是一种相当完善与先进的用于缓解精神压力的疗法。
血容量搏动传感器(增配):是一种独特的心率检测设备，这种独特且便捷的传感器可用于心率的生物反馈训练用于训练和缓解焦虑等症状。
皮温传感器(增配):用于检测末梢血流量改变导致的细微的皮肤温度的改变，分辨率可达0.008℃，这种皮温的检测方式可用于放松训练和压力控制。
3.完美方案
肌力肌张力评定方案：面向卒中患者的肢体肌肉的定量评定方案在治疗与康复的前后，对于患者的肌肉功能进行量化评定，比如是否存在肌力低下、肌张力增高等异常表现，并且对于治疗效果给予确认，推进肢体功能康复量化评定的发展。
偏瘫上下肢评定方案：检测偏瘫患者上下肢肌群的
肌电信号，评估上下肢肌力肌张力的异常状况，对制定
有针对性的康复治疗方法及治疗疗效的评估具有重要
意义。
步态分析：用宏观步态动作和微观肌电水平沟通来进
行步态分析已经成为了一个具体化的导向，该方案可至少
同时对全身的十块肌肉进行步态的分析，甚至可以包括部
分周身关节角度数据的采集。这种微观结合宏观的步态评
定方式使步态分析更加丰富和准确。
面瘫评定方案：针对面部肌群运动功能障碍的患者，制定标准化的评定方案，完成一系列动作如皱眉、鼓唇、吹口哨等，通过表面电极采集患者面部肌群的肌电信号，评定其肌力肌张力的异常状况；该方法还可以用于患者治疗疗效的评价。
盆底肌肉功能评定：格雷泽(Glazer)评定（盆底肌肉功能评定），这是一种国际上标准化的评定方式，通过Glazer
教授几十年的研究，统计出了一套标准化的评定方式和标准值，并且对于每个评定步骤也有准确的临床意义，所以这种盆底肌肉功能评定结果还可以用于指导盆底肌肉功能恢复的治疗，为临床医师治疗方式的选择指明方向。
下背痛评定：下背痛患者存在着腰背部肌肉易痉挛、易损伤的问题，这种病痛的病因研究及疗效评价缺乏有效的分析手段和方法，表面肌电目前在国际上的疼痛研究已经得到了广泛的认可，测试方法可重复性高，具有高诊断评定意义。
个性定制方案：还可以根据您的临床学需要，
将您的要求反馈给我们，我们会为您定制专业的
系统方案，真正切合您的思想。
4.功能拓展（选配）
关节活动度套件：全身六大关节精确评定
关节活动度受限需要进行定量测量与准确评定，关节活动度套件为这种评定提供了简便的操作和准确的数据，测量的关节包括：腕关节、肘关节、肩关节、髋关节、膝关节、踝关节等。
心理套件：心身全面康复
脑卒中、脑损伤、脊髓损伤后的患者往往处于应激状态、长时间的高水平，心身全面康复已经成为科学康复的一个先进理念。
万能通道套件：实现数据共享
同步连接常用第三方设备，如等速肌力训练仪、压力平台、平衡仪等常用康复设备。
5.生物反馈训练
表面肌电除了能够提供方案式的定量评估之外，还可以进行生物反馈的训练，提供了评定+治疗+评定的康复新模式。
五.部分客户名单
六.效益分析
1.收费标准：（以江苏地区收费为例）
2.评定收费：
十通道表面肌电分析系统评定收费，
按医院每天做10个评定病人，每个病人做6条肌肉算：45*10*6=2700
科室临床用该设备
每月收费2700*22=59400
每年收费59400*12=712800
一年收回成本，收益明显。
七.文献支持
1. 表面肌电评定腰痛的研究现状
摘要：腰痛是许多疾病过程中的常见症状，严重影响了人们的生活和工作。深入开展腰痛的早期诊断和预防的研究，一直是医学界长期探讨的内容。表面肌电信号分析技术是近年来日渐完善的腰部肌肉功能评价方法。该方法能够实时地、准确地和在非损伤状态下反映肌肉活动状态和功能状态。在评价肌肉功能状态方面具有良好的特异性、灵敏性、局部性的特点，因而越来越受到关注。表面肌电信号直接提供腰肌的电学信息，它能够反应有关腰部肌肉的收缩协调性、肌肉的疲劳程度、以及肌肉的收缩力量，因此能够评价肌肉的功能水平和功能状态，其核心是建立客观、准确、可靠的检测和评价方法，从而为腰痛病人寻找客观的临床诊断指标，
并为临床的康复治疗提供评定指标。
关键词：表面肌电；腰痛；医务监督
2.持续等速被动运动对脑卒中患者下肢表面肌电的影响
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
表面肌电分析系统论证报告
濮阳县人民医院 仪器设备购置申请论证报告 仪器设备名称表面肌电分析系统 申请科室康复科 申报时间2017年6月14日 填表时间2017 年 6 月14 日
一、购置仪器设备概况 仪器设备名称中文表面肌电分析系统 英文FIexcomp Infiniti system 购置数量 1 参考价格 使用方向康复使用科室康复科 安装地点 （具体位置） 科室负责人 签字盖章 联系电话 主要技术指标 一、硬件参数： 1、*产品组成：产品硬件由表面肌电编码器、表面肌电传感器、TT-USB数据传输接口、 光纤、表面肌电电极片组成。 2、*模块化的10通道数字化信号编码器，可同时采集10通道表面肌电信号，在原有编 码器上可模块化式升级到20、30、40通道。（需提供编码器照片，照片应能清晰看到表面肌电通道） 3、信号编码器：电池供电；共模抑制比≥100dB；输入阻抗>50MΩ；输入噪声<1μV； 低电量提醒：用尽前20-30分钟；模数输出率14比特。 4、信号编码器采用智能通道技术：各通道可兼容使用所有传感器。 5、*数据光纤传输技术：数据传输速率达4000Mb/S。（需提供数据光纤连接编码器照片） 6、无线蓝牙传输，实现远距离遥测功能，传输距离超过100米。 7、三角状前置放大表面肌电传感器，采用独立传感器技术，内置IC芯片能对信号进行 前置运算，消除噪声和伪迹，并内含识别代码，种类齐全。 8、表面肌电传感器：输入阻抗10G?；输入范围1–1000μVRMS；灵敏度<0.1μVRMS；共 模抑制比>120dB；准确度±0.3μVRMS。 9、实时在线阻抗测试技术，可确定电极安放情况，确保采集的生理电波形记录没有伪 迹。 10、*系统内置CF卡，支持动态生理数据的采集、记录和存储功能。支持在训练过程中 配带信号处理器进行动态数据记录。 11、开放的系统模式：支持第三方设备，能够与目前国内外常用的仪器设备兼容，每个 通道都可连接第三方设备，如Biodex等速肌力训练仪、测力台等。 12、具有USB摄像头，支持视频实时处理功能。
表面肌电分析系统
表面肌电分析系统 项目计划书 >>>成人康复
目录 一、项目提供方简介 二、为什么要定量评定 三、为什么要定制方案 四、为什么是表面肌电分析系统（Flexcomp Infiniti System） 1.产品概述 2.定量评定 3.完美方案
4.功能拓展 5.生物反馈训练 五.部分客户名单 六.效益分析 1.收费标准：（以江苏地区收费为例） 2.治疗收费： 七.文献支持 一、项目提供方简介——南京伟思医
疗科技有限责任公司 南京伟思医疗科技有限公司公司成立于2001年，是专业从事医疗器械、生物医学工程、家庭健康产品以及计算机软件开发、生产、目前已经发展经过十余年的辛勤耕耘，销售为一体的高新技术企业。． 成为一家拥有自主研发能力、优良的产品线、先进的商业模式、优良的服务、强大的技术能力、优秀的年轻团队、完善的管理体系和积极进取的企业文化的中国知名的医疗器械及家用健康产品供应商。 公司积极与国内数百家公司机构、上千家医院及近万名个人用户进行了友好的合作，使我们的产品成为中国心理学、康复医学及家用健康领域具有影响力和竞争力的品牌之一。伟思公司设立职能部门、供应链、战略产品部、安思定事业部、市场部、客户部、渠道部。 伟思公司还将一如既往提升服务，全力支持我国康复事业的向前发展。 二、为什么要定量评定？ “在康复领域中，康复评定是一项基本的专业技能，是制定出好的治疗计划的基础。只有通过全面的、系统的和相近记录的康复评定，才有可能确定病人的”可以这样说，没有评定，就没有康复。”“具体问题，制定相应的干预计划。．
目前在临床上经常使用的评定方法有定性评定、半定量评定和定量评定。定性评定容易受评定者和被评定者主观因素的影响，从而使分析结果有很大程度的模糊性和不确定性。这种不确定性有时会因为评定医师的差异性，而使结果差异被主观放大。最常见的半定量评定方法以量表法最为常见。半定量评定的方法可以数量化地反映被试者的功能障碍水平和特点，但是由于两个分数相同的患者其功能障碍可以不同，他们可在不同的活动中得分或丢分，精确度不高。因此，不同患者之间的功能活动的潜在差异可能被掩盖，而且量表法的有效性在很大程度上取决于评定量表的可靠性。定量评定，最突出的优点是将障碍的程度量化，相比定性分析和半定量评定而言，更精确、更客观、更详实。通过定量分析可以让研究者对对象的认识进一步精确化，更科学的揭示规律，把握本质，理清关系，预测疾病的发展趋势，并且制定相应的具体治疗计划。三者比较发现，定量评定没有定性分析和办定量评定的固有缺点——主观误差，这使这种分析方式容易被重复，而且能够实现数据采集的完整性，科学的数据分析和处理，更易被广泛接受与推广。 三、为什么要定制方案？ 定量评定数据的准确与否取决于两个属性：一个是标准化，另一个是数据完整性。例如：同一个人、同一时间的血压，用不同的测量方式或者测量工具，都会得出不同的测量结果，这就需要将整个数据采集的过程按照一定步骤确定和规范下来，规范的内容可包括：测量的部位，测量的方式，测量的动作，测量的程序等。只有将这些数据采集的过程标准化下来，才能让使用者有数值对照的基础，才有治疗成果对比的价值。所以，在定量评定中，特别是较为开放性的数据采集方式中，就需要特定的方案在数据采集过程进行使用。而在不同的研究领域中需要使
【专科特色第八十三期】表面肌电技术
【专科特色第八十三期】表面肌电技术 一、简介表面肌电图(surface electromyography, sEMG)，又称动态肌电图(dynamicelectromyography, DEMG)，是从肌肉表面通过电极引导、记录下来的神经肌肉系统活动时的生物电信号。它与肌肉的活动状态和功能状态之间存在着不同程度的关联性，因而能在一定程度上反映神经肌肉的活动。肌肉运动中产生的生物电通过两个测量电极（相对于参考电极）产生电位差，差分放大器检测到该信号后，经过放大、记录后所得到的图形。现代高档的sEMG都是把放大的信号再转化为数字信号，经过通讯系统传输给微机。微机中的分析软件对所获得的数据进行分析处理，从而完成测试评估，以便于临床诊断或实验数据收集。 二、表面肌电特点（一）简单、无创、容易被受试者接受。sEMG不像针式肌电图，需要用针插入到检测的肌肉，它仅需在被检测的肌肉表面贴放电极。（二）测试范围较大。可检测一组功能肌群在肌肉运动时的EMG信号，并有助于反映运动过程中肌肉生理、生化等方面的改变。（三）便于临床诊断或实验数据收集。可检测到肌电活动电位的发生时期、振幅、积分值、频率等，最终提供各种分析报告。（四）可测定静止状态的肌肉活动，是一种较好的生物反馈治疗技术（即：肌电信号的收集→人体控制中枢→
调控肌肉组织生物电活动）。三、临床应用表面肌电图常用于肌力/肌张力评定、平衡功能评定、步态分析、受损肌肉功能评定、颈腰疾患的运动功能评定和疗效评价。此外，在临床上还可以用于量化评定痉挛、量化评定肌肉疲劳程度，以及指导和评价康复训练。四、分析指标表面肌电图的分析指标主要包括：频域分析、时域分析、幅频联合分析(JASA)、小波分析法等。其中，频域分析和时域分析是临床上最常用的分析指标。（一）频域分析频域分析是对sEMG信号进行快速傅立叶转换(FFT)，获得sEMG信号的频谱或功率谱，反映sEMG信号在不同频率分量的变化。目前，在频域分析方面常用以下两种指标进行分析，即平均功率频率(meanpower Frequency, MPF)和中位频率(MedianFrequency, MF)。sEMG的FFT频谱曲线并非呈典型的正态分布，因而从统计学角度而言，使用MF刻画sEMG的频谱特征的变化要优于MPF，但在具体实践中人们发现，在反映肌肉的活动状态和功能状态上MPF更具敏感性。（二）时域分析时域分析是将肌电信号看作时间的函数，用来刻画时间序列信号的振幅特征，主要包括积分肌电值(iEMG)、均方根值(RMS)、平均肌电值(average EMG, AEMG)等。iEMG值代表了一段肌电信号在单位时间下的面积总和（单位为：V·s），代表了这段时间内肌电值输出的加和量。RMS一样也可在时间维度上反映sEMG
表面肌电信号实验手册总结
实验基于sEMG时域特征特的动作识别 一、实验目的 1.了解肌电信号常用的时域分析方法； 2.利用MATLAB对肌电信号进行去噪、特征提取及动作识别； 二、实验设备 1.Wi-Fi表面肌电信号采集卡； 2.32位Windows XP台式机（Matlab 7.0软件）； 3.802.11b/g无线网卡； 三、实验内容 （1）学习信号的基本去噪方法，并用MATLAB实现； （2）学习肌电信号常用的时域特征并利用Matlab来进行波形长度（WL）符号改变数（SSC）、过零点（ZC）、威尔逊赋值（WAMP）等特征的提取； （3）学习神经网络信号处理方法，掌握BP神经网络的用法，将其用于肌电信号的动作识别。 学习以上三个部分，最终完成一整套肌电信号去噪、特征提取（选取一种特征）、基于特征的动作识别的MATLAB程序。 四、实验原理 （1）小波去噪 小波去噪方法是一种建立在小波变换基础上的新兴算法，基本思想是根据噪声在不同频带上的小波分解系数具有不同强度分布的特点，将各频带上的噪声对应的小系数去除，保留原始信号的小波分解系数，然后对处理后系数进行小波重构，得到纯净信号。 小波去噪的基本原理图如下
（2） 特征提取 时域分析是将肌电信号看成均值为零，而方差随着信号强度的变化而变化的随机信号。时域特征的计算复杂度低，提取比较方便。 最常用的方法有：方差，过零点数（Zero Crossing, ZC ），Willison 幅值（Willison Amplitude, WAMP ），绝对值平均值 (Mean Absolute Value, MA V ）和波形长度（Wave length ，WL ）等。在实际应用中，为了让特征可以包含更多的信息，往往选择用不同的时域特征组合形成联合特征向量。我们主要介绍一下几种方法： 过零率（ZC ）：为波形通过零线的次数,从一定程度上反映了信号的频率特性。为了降低零点引入的噪声，往往会引入一个阈值δ。计算方式如下： )(),sgn(11δ≥-+-++k k k k x x x x （1） Willison 幅值：是由Willison 提出一种对表面肌电信号的幅值变化数量进行计算的方法，经过后人的研究，对Willison 幅值的阈值有了明确的范围限定，目前认为V μ100~50 是最合适的阈值范围。其数学表示公式如公式（3-3）。 ∑=+-=N t i i x x f WAMP 1 1 （2） 其中：?? ?>=otherwise x if x f 阈值 01 )( 波形长度（WL ）：它是对某一分析窗中的波形长度的统计，波长可以体现该样本的持续时间、幅值、频率的特征。 ∑-=-+=1 1 ) ()1(1N i i x i x N WL （3） 符号改变斜率（SSC ）：为信号的的频率性能提供了一些附加信息，对于3个连续的采样点，给定阈值ω，通过下面的公式计算波峰波谷的个数。 ()()()N i x x x x i i i i ,,1,11 =≥-?-+-ω （4） （3） 神经网络 BP 神经网络又称误差反向传播（Back Propagation ），它是一种多层的前向型神经网络。在BP 网络中，信号是前向传播的，而误差是反向传播的。所谓的反向传播是指误差的调整过程是从最后的输出层依次向之前各层逐渐进行的。标准的BP 网络采用梯度下降算法，与Widrow-Hoff 学习规则相似，网络权值沿着性能函数的梯度反向调整。
表面肌电信号检测系统
信号处理 综合实训报告 题目表面肌电信号检测 学院通信与信息工程学院 专业及班级电子信息科学与技术1202 姓名李娟 学号 1207080205 指导教师赵谦 日期 2015年11月19日
一、研究的目的、意义 目的：表面肌电信号的检测主要是为了临床诊断及康复医学、运动医学等领域的研究分析。意义:表面肌电（surface electromyography, sEMG）信号是神经肌肉系统在进行随意性和非随意性活动时的生物电变化经表面电极引导、放大、显示和记录所获得的一维电压时间序列信号，其振幅约为0-5mV，频率0-500Hz，信号形态具有较强的随机性和不稳定性。与传统的针式肌电图相比，sEMG的空间分辨率相对较低，但是探测空间较大，重复性较好。基础研究表明，sEMG 信号源于大脑运动皮层控制之下的脊髓α运动神经元的生物电活动，信号的振幅和频率特征变化取决于不同肌肉活动水平和功能状态下的运动单位活动同步化、肌纤维募集等生理性因素，以及探测电极位置、信号串线（crosstalk）、皮肤温度、肌肉长度和肌肉收缩方式等测量性因素的共同作用。在控制良好的条件下，上述sEMG 信号活动的变化在很大程度上能够定量反映肌肉活动的局部疲劳程度、肌力水平、肌肉激活模式、运动单位兴奋传导速度、多肌群协调性等肌肉活动和中枢控制特征的变化规律，因而对于体育科学研究、康复医学临床和基础研究等具有重要的学术价值和应用意义。随着人们对肌电信号研究与了解的日益深入和肌电检测技术的进步，肌电信号处理手段的发展与肌电信号处理的广泛应用成为肌电信号研究的一个突出特点。肌电检测不仅是基础研究的需要，而且对于了解人体神经系统信息及康复工程都有着深远的意义。 二、实训内容 本组内容：肌电信号时域波形及频谱在上位机中的显示与处理 软件环境：LABVIEW 具体工作：LABVIEW和VISA的安装配置，程序的设计及后期的调试，以实现用LABVIEW进行串口通信,将所得数据转换并显示为波形的目的。 三、方案设计、工作流程 方案设计：
表面肌电图的分析与应用研究
4 表面肌电图的分析与应用研究 表面肌电（surface electromyography, sEMG）图在电生理概念上虽然与针电极肌电图相同，但表面肌电图的研究目的，所使用的设备以及数据分析技术与针电极肌电图是有很大区别的。相对与针电极肌电图而言，其捡拾电极为表面电极。它将电极置于皮肤表面，使用方便，可用于测试较大范围内的EMG信号。并很好地反映运动过程中肌肉生理生化等方面的改变。同时，它提供了安全、简便、无创的客观量化方法，不须刺入皮肤就可获得肌肉活动有意义的信息，在测试时也无疼痛产生。另外，它不仅可在静止状态测定肌肉活动，而且也可在运动过程中持续观察肌肉活动的变化；不仅是一种对运动功能有意义的诊断方法，而且也是一种较好的生物反馈治疗技术[50]。 4.1 肌电（electromyography, EMG）信号的产生原理及模式 4.1.1肌电信号的产生原理 肌肉收缩的原始冲动首先来自脊髓，然后通过轴突传导神经纤维，再由神经纤维通过运动终板发放冲动形成肌肉收缩，但每根肌纤维仅受一个运动终板支配，该运动终板一般位于肌纤维的中点。当神经冲动使肌浆中Ca2+浓度升高时，肌蛋白发生一系列变化，使细胞丝向暗带中央移动，与此相伴的是A TP的分解消耗和化学能向机械功的转换，肌肉完成收缩。在肌肉纤维收缩的同时也相应地产生了微弱的电位差，这就是肌电信号的由来。 人体骨骼肌纤维根据功能分为Ⅰ型慢缩纤维，又称红肌，亦即缓慢-氧化型肌纤维；Ⅱa型和Ⅱb型快缩纤维，又称白肌。“红肌”力量产生较慢，其特点是ATP产生是氧化代谢产生的（即其含有较高的氧化能力），可以维持较长的工作时间，作用主要为保持耐力。快肌纤维则主要是无氧酵解（糖原代谢）途径，故在相对较短的时间内，易产生疲劳和乳酸堆积[46]。所以，不同纤维类型因其收缩类型不同，能量代谢改变不同，生理作用不同，故其收缩时的肌电信号也有不同特征，故而肌电信号反过来也可相应反映耐力、生化改变，也就是疲劳度、代谢等方面的情况。 4.1.2表面肌电信号产生的模式 肌肉内组成单一运动单位的肌纤维，都被包围在兴奋和未兴奋的众多肌纤维及其它导电性良好的体液和组织中，各肌纤维动作电位的产生和传导都会在其外部介质中形成“容积导体导电”现象。产生动作电位的各肌纤维形成一个共同的
表面肌电图在康复治疗的应用
表面肌电图（surface electromyography， sEMG），又称动态肌电图（dynamic electromyography ,DEMG），是从肌肉表面通过电极引导、记录下来的神经肌肉系统活动时的生物电信号。它与肌肉的活动状态和功能状态之间存在着不同程度的关联性，因而能在一定程度上反映神经肌肉的活动。肌肉运动中产生的生物电通过两个测量电极（相对于参考电极）产生电位差，差分放大器检测到该信号后，经过放大、记录后所得到的图形，现代高档的sEMG都是把放大的信号再转化为数字信号，经过通讯系统传输给微机。微机中的分析软件对所获得的数据进行分析处理，从而完成测试评估等科研或临床诊断任务。sEMG是一种简单、无创、容易被受试者接受的肌电活动，可用于测试较大范围内的E M G 信号，并有助于反映运动过程中肌肉生理、生化等方面的改变；不仅可在静止状态测定肌肉活动，而且可在各种运动过程中持续观察肌肉活动的变化；不仅是一种对运动功能有意义的评价方法，而且也是一种较好的生物反馈治疗技术。因而高等院校人机工效学领域的肌肉工作的工效学分析，体育系统（体科所）疲劳判定、运动技术合理性分析、肌纤维类型和无氧阈值的无损伤性预测，医院康复领域神经肌肉功能评价等高等方面均有重要的实用价值。 1康复治疗疗效评定。 针对肌肉康复治疗手段，特别是康复运动训练手段，可作为治疗前、后疗效对比及随访的评估方法。例如利用ｓＥＭＧ辅助诊断腰背部疾患评估椎旁肌功能。在手术、外伤、颈肩腰腿痛及其他肌肉功能障碍情况下，通过潜在的肌电信号改变确定肌肉的功能障碍、疼痛等严重程度．S E M G 可与其他先进的康复测试和训练仪器结合，协助诊断和评定各种影响骨骼肌功能的情况，如与视频图像结合可较好地对某些日常活动功能的动作进行分析；与步态分析系统结合，分析异常步态的肌电活动情况；与同步摄像系统结合对照研究，有助于分析并纠正各种异常步态；与平衡测试训练仪和等速测试系统配合使诊断更为明确。 2ｓEMG在测定肌肉疲劳中的应用 肌肉疲劳的测定无论在康复医学还是体育科研都有重要意义，1975年Petrofsky等提出，肌肉疲劳时肌电功率谱中心频率（CF）由高频向低频转移，当疲劳致使工作停止时，中心频率都达到一个相同的终值后，中心频率已被广泛用于肌肉疲劳的定量分析，有研究表明，CF在肌肉疲劳时向低频转移，并与肌肉疲劳有较好的相关性。最大收缩力（MCV）下降50%时所对应的中心频率下降曲线对疲劳较敏感，较能反映疲劳程度。在肌肉疲劳产生机理方面，目前研究证实，随意性运动引起肌肉收缩力下降后，eEMG的最大H波与最大M波振幅比率明显降低，这种现象说明肌肉疲劳发生过程中的脊髓运动神经元兴奋性受到抑制，而脊髓运动神经元兴奋性的降低则可能是导致肌肉疲劳发生的重要因素。通过sEMG和eEMG比较分析，肌纤维活动电位的异常、神经肌肉接头部传导不全、脊髓运动神经元兴奋性低下等因素的共同作用，是导致肌肉疲劳发生的重要原因。 “肌电疲劳阈”（Electromyographic fatigue threshold, EMGFT）,由 Matsumoto等建立，他们认为随着肌肉疲劳的发生和发展，iEMG和RMS线形增加，并以此评价肌肉的工作性能。Matsu-moto等通过对21名女大学生受试者的研究发现,受试者在分别完成150W、200W、250W和300W强度，为时60s的踏车运动时,股外肌的积分肌电值与运动时间呈直线相关,各级运动时iEMG曲线的斜率与负荷强度间呈直线相关，认为应用sEMG可以对机体运动的疲劳阈值做出准确的检测。有学者认为预测肌肉的疲劳阈无论是动态还是静态运动，一般情况下，随着运动肌疲劳的发生和发展,表面肌电信号的FFT曲线可以发生不同程度的左移现象，并且导致反映频谱曲线特征的MPF和MF产生相应的下降，并以此利用sEMG判断肌肉的功能状况。有关sEMG功率谱左移原因，有学者在探讨肌肉疲劳过程中sEMG功率谱变化与H+的关系时发现，肱二头肌在以60%MVC静态疲劳负荷过程中MPF呈线性下降.在疲劳负荷后的恢复期,MPF恢复极其迅速,运动结束后仅2 s,MPF已恢复到整个下降范围的26.5%;至30 s,MPF已恢复到整个下降范围的87.7%.由此得出结论: 由[H+]增加引起的肌纤维动作电位传导速度下降不是决定sEMG功率谱左移的唯一因素,提示sEMG功率谱左
表面肌电分析系统论证报告
濮阳县人民医院 仪器设备购置申请论证报告仪器设备名称表面肌电分析系统 申请科室康复科 申报时间2017年6月14日 填表时间2017 年 6 月14 日 仪器设备名称中文表面肌电分析系统 英文FIexcomp Infiniti system 购置数量 1 参考价格 使用方向康复使用科室康复科 安装地点 （具体位置） 科室负责人 签字盖章 联系电话 主要技术指标 一、硬件参数： 1、*产品组成：产品硬件由表面肌电编码器、表面肌电传感器、TT-USB数据传输接口、 光纤、表面肌电电极片组成。 2、*模块化的10通道数字化信号编码器，可同时采集10通道表面肌电信号，在原有编 码器上可模块化式升级到20、30、40通道。（需提供编码器照片，照片应能清晰看到表面肌电通道） 3、信号编码器：电池供电；共模抑制比≥100dB；输入阻抗>50MΩ；输入噪声<1μV； 低电量提醒：用尽前20-30分钟；模数输出率14比特。 4、信号编码器采用智能通道技术：各通道可兼容使用所有传感器。 5、*数据光纤传输技术：数据传输速率达4000Mb/S。（需提供数据光纤连接编码器照片） 6、无线蓝牙传输，实现远距离遥测功能，传输距离超过100米。 7、三角状前置放大表面肌电传感器，采用独立传感器技术，内置IC芯片能对信号进行 前置运算，消除噪声和伪迹，并内含识别代码，种类齐全。 8、表面肌电传感器：输入阻抗10G?；输入范围1–1000μVRMS；灵敏度<0.1μVRMS；共 模抑制比>120dB；准确度±0.3μVRMS。 9、实时在线阻抗测试技术，可确定电极安放情况，确保采集的生理电波形记录没有伪
Trigno无线表面肌电系统医学应用
Trigno无线表面肌电系统应用 从1993年起，Delsys 就一直处于肌电描记领域的前沿，并引领相关设备技术的创新。Delsys的Parallel-Bar传感器为当今的肌电系统提供了一种信号质量、一 致性和可靠性均一流的技术基础。 作为新的产品，Trigno无线传感器在肌电感应技术领域具有 里程碑式的意思。革命性的设计使得Trigno实现无与伦比 的可靠性和信号质量，并摆脱了设备对病人动作的束缚，为 病人的测试提供高便携的肌电描记方案。 Trigno无线传感器具有多功能设计，在每个肌电信号传感器 内嵌有三轴加速度计，同时获得64通道的同步信号输出， 在获取病人表面肌电信号的同时获取更多的运动学信息，提供更广的分析数据类 型。 康复诊断与监测 对于康复人群和康复师，病人相关肌肉的用力特征是关键信 息，它与病人病情的评估、康复方案的制定、康复效果的监测 有着密切的联系。 Trigno通过对病人不同肌肉或肌肉群的同步电信号采集，可从 肌电数据中获取各肌肉发力顺序、发力程度等客观信息，为康 复前和康复各阶段的表现提供充分的依据。 步态和运动分析 通过对病人行走过程中下肢发力肌肉群的电信号的描记， Trigno可监测在步态过程中肌肉的用力表现，对同侧不同肌 肉以及对称侧相同肌肉的用力协调性进行更深入的研究。 其他应用 除了康复监测、步态分析等应用外，Trigno可广泛用于与肌 肉用力相关的医疗方向，如老年人护理、战时损伤管理、术 后功能分析等。 Trigno捕获的表面肌电信号的变化有助于从理论上了解神 经肌肉系统的基本活动规律，为肌肉活动的神经控制机制提 供科学依据。
系统参数及特点： ? 16个肌电通道，48个加速度计通道 ? 64通道实时同步模拟信号输出 ? 无线传输距离可达40米 ? 体积小：规格仅为37mm x 26mm x 15mm ? 重量超轻：14 g ? 全传输模式下可连续工作8小时 ? 16比特分辨率，采样频率4000Hz ? 通过USB端口连接电脑 ? 传感器间延迟<500us ? 加速度计量程可选：±1.5或 ±6g ? 实时反馈信号强度及电池状态 ? 支持多种生物信号反馈传感器 系统配置方案： 一、肌电单独连接 此配置时，64个数据通道通过 计算机USB端口直接流入肌电软件 读取和查看。 二、动作捕捉系统连接 此配置时，64个模拟信号输出 通道直接输出至视频捕捉系统或其 他数据采集卡。 三、双肌电系统连接 此配置可实现32肌电通道和96加速度计通道的数据捕捉。通过直观的图示界面可实时监控每个传感器的状态（电池电压、信号强度、网络连接）。双系统不仅可用于肌电系统，也能用于模拟输出和第三方数据采集系统。 可选配生物信号传感器： 双轴测角仪、压式传感器等
表面肌电图在临床应用的研究进展
表面肌电图在临床应用的研究进展 【摘要】表面肌电图(surface electromyography, sEMG)是一种通过表面电极记录肌肉运动单位的电活动信号，并对其进行定量观察分析的检查方法。作为一种客观定量的评估方法，表面肌电图在医疗、体育、人机工程学、工伤评定等领域都得到了广泛的应用。本文主要对近年来表面肌电在上述领域的应用进行综述。 【关键词】表面肌电图，医疗，体育，人机工程学 表面肌电信号是指神经肌肉系统在完成各种随意性和非随意性活动时产生的生物电变化经表面电极引导、放大、记录和显示所获得的一维电压时间序列信号。表面电极可直接置于皮肤表面，使用方便，可用于测试较大范围的肌电信号，并且提供了安全、简便、无创、无痛的客观指标。目前，表面肌电评测技术已经在临床疾病的诊断，肌肉力量的评定，肌肉疲劳程度的判断和假肢的控制等方面得到了广泛的应用。本文主要对近年来表面肌电技术在上述方面的应用做一个综述。 1.表面肌电技术在医疗领域的应用 表面肌电技术作为一种定量评估的手段，目前在疾病病理特征的描述、发病机制的探索、疾病诊断和评估、治疗手段的评价和比较等诸多方面都发挥了重要的作用。下面我们将以实例详细介绍表面肌电在脑卒中、下背痛、脑瘫、颈椎疾病、盆底疾病等诸多疾病的治疗和评估中发挥的作用。 1.1表面肌电技术在脑卒中治疗中的应用 脑卒中患者由于中枢神经系统受损，反射性交感神经营养不良、神经血管萎缩等原因常引起足下垂的并发症[1]。这与中枢神经系统受损后脊髓水平牵张反射亢进有关，在下肢表现为伸肌痉挛，即表现为踝跖屈内翻的偏瘫痉挛模式。足下垂的出现，可使患肢残存的运动功能或已恢复的运动功能再次丧失，严重影响下肢运动功能的恢复[2]。 近年来，国内外已有较多在脑卒中偏瘫患者中应用sEMG 技术的研究。2011年杨唐柱等人[3]通过采集和分析15例正常人（正常组）和10例偏瘫患者（偏瘫组）在执行抬臂、梳头、