表面肌電分析系統(tǒng)——SEMG采集問題

隨著檢測技術和信號處理手段的發(fā)展，用SEMG代替針電極EMG進行臨床無損診斷已成為生物醫(yī)學和醫(yī)學界研究的熱點問題之一。人體的SEMG很微弱、易受干擾，測量難度大，如何有效采集提取SEMG已成為SEMG應用的關鍵技術之一。

目前應用的SEMG采集裝置大多將采集到的SEMG通過導線傳送到數(shù)據(jù)采集卡或特定的醫(yī)類儀器進行分析處理，采樣電極粘貼于皮膚表面，電極供電則間接來自市電。這種方法的顯著不足如下：

(1) 需要儀器完成信號采集，應用場合受限制，如無法采集短跑運動中的運動員肢體SEMG；

(2) 因有導線相連，當肢體運動時，易導致電極與皮膚間的相對運動，影響采集結果;

(3) 供電電源由市電處理后獲取，引入了較大的工頻干擾，增加了數(shù)據(jù)處理難度；

(4) 若導線較長，則極易引入環(huán)境中的其他干擾，如電磁干擾等。

表面肌電分析系統(tǒng)——硬件電路設計

根據(jù)神經(jīng)生理知識，肌肉動作電位將產(chǎn)生-90mV到30mV的電勢差，由于人體是電的不良導體(1MΩ數(shù)量級內(nèi)阻)，故從體表的貼片電極上只能獲得1mV左右的峰值。根據(jù)文獻，SEMG中往往混合著甚低頻(接近直流)和高頻的干擾信號，而有效的肌電信號頻譜分布在10-500Hz間。故從貼片電極檢測出的信號需經(jīng)過高通濾波(隔直處理)、高倍放大、低通濾波(濾除高頻干擾)等信號調(diào)理過程。

采樣電極采用Ag/AgCl表面電極，其極化電壓小，能快速獲得穩(wěn)定的肌電信號。本設計中一個電極由三片相互平行的Ag/AgCl電極構成，中間電極為參考地端，兩側兩個構成差分輸入端。引入的參考地端電極有效降低了噪聲干擾，提高了共模抑制能力。

表面肌電分析系統(tǒng)介紹

本系統(tǒng)中，PC機軟件采用Visual C 設計完成，主要涉及的內(nèi)容為人機界面設計、串口通信編程、簡單算法實現(xiàn)和文件讀寫操作。人機界面設計主要用到一些按鈕、文本框等控件，用以提供對肌電信號采集裝置的控制;所有的通信編程使用控件MSCOMM實現(xiàn)，在PC機安裝CP2102驅(qū)動后，本裝置會被識別為一個串口設備;簡單算法主要實現(xiàn)對接收到的數(shù)據(jù)進行分析處理，還原為實際電壓值;讀寫文件實現(xiàn)將讀取到的肌電信號以文本形式存儲下來，便于利用其他數(shù)學工具(如MATLAB)進行分析處理。

選擇表面肌電分析系統(tǒng)的9大理由

1.美觀輕巧簡便的設計；

2.各部件之間的連接完全無線；

3.擁有數(shù)據(jù)更新儲存卡，保證數(shù)據(jù)完整性；

4.電極粘貼方便，不需要膠帶加固；

5.電極尺寸可調(diào)，對不同患者和不同體表適應性更強；

6.軟件有專門的模板（臨床或體育都適用）；

7.能實現(xiàn)多視角同步攝像頭錄像；

8.擁有信號處理可變溢放大器；

9.全球采集肌電信號的設備之一。

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