表面肌电（Surface Electromyography，sEMG）是一种神经电生理检测工具，它利用贴在皮肤表面的电极来捕捉肌肉的电活动信号。以下是对表面肌电的详细介绍：
一、基本原理
表面肌电信号是浅层肌肉EMG（肌电信号）和神经干上电活动在皮肤表面的综合效应。当肌肉收缩时，会产生电活动，该电活动通过相邻的组织和骨骼传导，然后被相邻皮肤区域上的电极片记录下来。这些信号能够在一定程度上反映神经肌肉的活动状态。
二、特点
- 非侵入性：与针电极EMG相比，sEMG具有非侵入性、无创伤、操作简单等优点。
- 实时反馈：sEMG能够实时监测肌肉的活动状态，为运动员、康复患者等提供及时的反馈。
- 高灵敏度：sEMG能够捕捉到微小的肌肉电活动信号，对于评估肌肉功能、诊断神经肌肉疾病等具有重要意义。
三、主要应用
-
医学领域：
- 评估和诊断：sEMG已经成为评估和诊断神经肌肉疾病的重要工具。例如，在中风患者的康复过程中，sEMG能够监测肌肉的电活动，帮助医生评估肌肉功能恢复情况。
- 疼痛管理：慢性疼痛患者的肌电活动监测能够揭示过度紧张或不正常的肌肉活动，为医生制定疼痛管理策略提供依据。
-
运动科学：
- 运动员训练：sEMG可以实时监测运动员在训练和比赛中的肌肉使用情况，帮助教练和运动员了解肌肉的疲劳程度以及运动效率，从而调整训练方案，优化表现。
- 生物反馈系统：运动员佩戴表面肌电电极，通过监测肌肉活动来实时反馈运动效果。这种反馈有助于运动员了解自己的肌肉使用情况，调整姿势，从而防止运动损伤。
-
人机交互：
- 控制假肢和智能设备：通过捕捉肌肉的电信号，用户可以实现对假肢的控制。这种控制方式不仅自然，还能实现复杂的运动，为失去肢体功能的人士带来了极大的便利与自由。
-
康复领域：
- 功能评估：康复师能够根据sEMG数据了解患者的肌肉功能状况，及时调整治疗手段。
- 康复效果评估：观察治疗前后患侧神经肌肉功能的进步情况，并据此制定和调整下一步治疗方案。
四、分析方法
- 频域分析：反映sEMG信号在不同频率分量的变化。常用指标包括平均功率频率（MPF）和中位频率（MF）。MPF和MF在反映肌肉的活动状态和功能状态上具有一定的敏感性。
- 时域分析：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。常用指标包括积分肌电值（IEMG）、均方根值（RMS）、平均肌电值（AEMG）等。这些指标能够反映局部肌肉运动单位动员或者募集程度，以及神经肌肉工作效率程度等。
- 幅频联合分析（JASA）：同时考虑EMG振幅和频谱变化，能更好地反映肌肉疲劳的真实情况。
- 小波分析法：一种把时域分析和频域分析结合起来的分析方法，其时域和频域分析窗口可根据肌电信号的实际情况发生改变。
五、注意事项
- 在进行sEMG测定时，需要确保电极的粘贴位置准确，以减少测量误差。
- 为了获得高质量的数据，需要经常清洁记录电极，并用酒精擦拭清洁。
- 在使用sEMG设备时，需要注意避免周围电源的干扰，以确保测量结果的准确性。
综上所述，表面肌电作为一种非侵入性、高灵敏度的神经电生理检测工具，在医学、运动科学、人机交互以及康复领域等多个领域都发挥着重要作用。
