无线表面肌电图（EMG）系统的工作原理是利用高灵敏度的银或氯化银（Ag/AgCl）电极，无创地直接从活动肌肉群上方的皮肤捕获生物电信号。通过无线传输数据，该系统避免了限制工人的活动，同时持续监测工业任务期间产生的电活动。
核心要点 这项技术的真正价值在于其将原始电噪声转化为可操作的疲劳数据的能力。通过测量信号幅值和中值频率的特定变化，该系统提供了对工人在重复操作过程中承受的身体负担的客观、科学的量化。
硬件架构
高灵敏度电极
该系统的基础是银或氯化银表面电极。选择这些特定材料是因为它们具有高灵敏度和稳定性，这对于在没有噪声干扰的情况下检测微弱的生物电信号至关重要。
无创数据采集
与针式EMG不同，这种方法是完全无创的。电极放置在皮肤表面，充当捕获下方肌肉纤维产生的电势的桥梁。
无线集成
系统将收集到的数据无线传输到分析单元。这对于工业评估至关重要，因为它允许工人在不被可能改变其自然运动模式的电缆束缚的情况下执行标准职责。
测量生理学
靶向关键肌肉群
为了有效评估工业疲劳，该系统监测容易劳损的特定肌肉。常见目标包括上斜方肌和三角肌后束，它们在提起重物或重复手臂运动时经常被激活。
捕获生物电信号
肌肉收缩时会产生电活动。Ag/AgCl电极捕获此实时数据流，在整个工作班次中创建肌肉参与的连续图谱。
疲劳量化：指标
分析信号幅值
系统跟踪电信号幅值（大小）的变化。这里的变化通常表明维持特定力或姿势所需的肌肉募集强度。
跟踪中值频率
同时，软件分析信号的中值频率。随着肌肉疲劳，肌肉纤维的传导速度减慢，导致频率频谱发生可检测的变化。
将数据与身体负担相关联
通过结合幅值和频率数据，系统以数学方式量化肌肉疲劳过程。这会将主观的疲劳感转化为关于身体负荷的硬性科学证据。
理解权衡
信号质量的必要性
此方法的准确性完全依赖于接触质量。由于分析依赖于频率和幅值的细微变化，因此高灵敏度电极是必不可少的；质量较差的传感器可能会错过疲劳发作的细微差别。
评估范围
该系统高度特异于所监测的肌肉。虽然它可以准确评估斜方肌或三角肌的局部肌肉疲劳，但它本身并不测量全身心血管疲劳或精神疲劳。
根据您的目标做出正确的选择
为了有效地利用无线EMG进行安全评估，请考虑以下几点：
- 如果您的主要重点是精确的疲劳检测：确保您的设置使用银/氯化银电极，以保证频率分析所需的信号保真度。
- 如果您的主要重点是人体工程学验证：专门使用数据将“幅值峰值”与工人重复周期中的特定运动相关联。
在此应用中取得成功在于信任数据：让生物电信号的变化，而不仅仅是工人的反馈，来决定您的安全规程。
总结表：
| 特征 | 组件/指标 | 疲劳评估中的作用 |
|---|---|---|
| 传感器类型 | Ag/AgCl电极 | 高灵敏度、无创地捕获微弱的生物电信号。 |
| 数据传输 | 无线集成 | 在工业任务期间实现自然运动，无电缆干扰。 |
| 关键指标1 | 信号幅值 | 指示肌肉募集强度和力要求。 |
| 关键指标2 | 中值频率 | 检测纤维传导速度的变化以识别疲劳发作。 |
| 目标区域 | 斜方肌和三角肌 | 监测在重复提起重物过程中最容易劳损的肌肉群。 |
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参考文献
- Mário Lopes, Joaquim Alvarelhão. Exploring the Efficacy of a Set of Smart Devices for Postural Awareness for Workers in an Industrial Context: Protocol for a Single-Subject Experimental Design. DOI: 10.2196/43637
本文还参考了以下技术资料 3515 知识库 .