表面肌電分析系統(tǒng)概述

表面肌電采集分析系統(tǒng)是一種用于安全科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的醫(yī)學(xué)科研儀器，于2012年6月19日啟用。

產(chǎn)品：結(jié)構(gòu)及組成：該系統(tǒng)主要由測量裝置、導(dǎo)聯(lián)線、測量電極、存儲卡、電池、軟件等組成。

產(chǎn)品適用范圍：該產(chǎn)品主要通過測量皮膚表面的肌電信號，為肌電機(jī)能狀態(tài)的測量評價、肌肉訓(xùn)練的生物反饋以及科學(xué)研究提供技術(shù)支持。

表面肌電分析系統(tǒng)——SEMG采集問題

隨著檢測技術(shù)和信號處理手段的發(fā)展，用SEMG代替針電極EMG進(jìn)行臨床無損診斷已成為生物醫(yī)學(xué)和醫(yī)學(xué)界研究的熱點(diǎn)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(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)之一。

目前應(yīng)用的SEMG采集裝置大多將采集到的SEMG通過導(dǎo)線傳送到數(shù)據(jù)采集卡或特定的醫(yī)類儀器進(jìn)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(yīng)用場合受限制，如無法采集短跑運(yùn)動中的運(yùn)動員肢體SEMG；

(2) 因有導(dǎo)線相連，當(dāng)肢體運(yùn)動時，易導(dǎo)致電極與皮膚間的相對運(yùn)動，影響采集結(jié)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(dǎo)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)——MCU

MCU采用MSP430F167，其片內(nèi)外圍豐富，有DMA、12位AD模塊(ADC12)、硬件乘法器(MPY)、USART、16位Timer及多達(dá)48個I/O口。本系統(tǒng)中，利用ADC12對肌電信號采樣，并對采樣結(jié)果進(jìn)行濾波處理，提高了采樣的準(zhǔn)確性;DMA配合ADC12使用，大大提高了讀取AD采樣結(jié)果的速度;MPY極大提高了數(shù)據(jù)處理速度。本系統(tǒng)運(yùn)行于8M時鐘下，且設(shè)定采樣頻率為2000Hz，完全滿足采樣間隔要求。

表面肌電分析系統(tǒng)介紹

本系統(tǒng)中，PC機(jī)軟件采用Visual C 設(shè)計完成，主要涉及的內(nèi)容為人機(jī)界面設(shè)計、串口通信編程、簡單算法實(shí)現(xiàn)和文件讀寫操作。人機(jī)界面設(shè)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(shí)現(xiàn)，在PC機(jī)安裝CP2102驅(qū)動后，本裝置會被識別為一個串口設(shè)備;簡單算法主要實(shí)現(xiàn)對接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，還原為實(shí)際電壓值;讀寫文件實(shí)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(xué)工具(如MATLAB)進(jìn)行分析處理。