无线遥测表面肌电图系统的决定性优势在于能够实时监测肌肉激活,而不会对受试者施加物理限制。与将受试者束缚在固定单元的有线替代品不同,无线系统允许无限制的运动范围,确保记录的步态模式自然且真实。
无线肌电图在不干扰电缆的情况下捕获微电信号,能够更准确地评估收缩强度和时机。这种自由对于在不同条件下准确评估肌肉疲劳和效率至关重要。
保持自然的生物力学
消除运动范围限制
有线系统最主要的限制是可能改变受试者的运动。电缆会限制步幅长度,或者导致受试者下意识地改变步态以避免绊倒或拉扯设备。
无线遥测技术完全消除了这些物理束缚。这使得受试者能够以正常的运动范围行走、转弯和进行不同步态阶段的运动。
捕获真实的微电信号
为了数据的有效性,输入必须反映受试者真实的生理状态。无线设备在微电信号自然发生时直接从皮肤表面捕获它们。
由于受试者无需补偿电线的重量或张力,记录的收缩强度真实地反映了肌肉的参与度。这确保了数据能够反映任务的实际生物力学需求。
在研究中的高级应用
分析时机和强度
无线系统在揭示肌肉参与的精确时机方面表现出色。它们使研究人员能够精确地确定特定肌肉群(如股四头肌或腓肠肌)在步态周期中的激活时间。
这种实时可见性有助于剖析运动的细微差别。研究人员可以将收缩强度与步行的特定阶段相关联,从而提供神经肌肉控制的详细图谱。
评估疲劳和效率
无线设备的便携性使其成为测试影响耐力和效率的变量的理想选择。研究人员可以轻松引入外部因素,例如不同的鞋底结构或增加的重量。
通过监测肌肉信号随时间的变化,研究人员可以准确评估下肢肌肉的疲劳程度。这对于产品测试或康复研究尤其有价值,因为在这些研究中,长期舒适性和效率是主要指标。
理解权衡
信号可靠性考量
虽然无线系统提供了卓越的移动性,但它们依赖于射频传输。在高电磁噪声环境下,存在信号干扰或暂时中断的潜在风险。
研究人员必须确保测试环境相对没有干扰,以保持实时数据流的完整性。
电源管理依赖性
与可能从主单元获取电源的有线系统不同,无线传感器依赖于内置电池。这给数据收集的持续时间带来了一定的限制。
用户必须仔细管理电池寿命,以确保系统在整个疲劳测试或步态分析会话期间保持活动状态。
为您的目标做出正确选择
在决定肌电图配置时,请考虑您协议的具体要求。
- 如果您的主要重点是自然的步态保真度:优先选择无线系统,以确保受试者的行走模式不会因电缆或束缚而改变。
- 如果您的主要重点是设备测试(例如,鞋类):使用无线遥测技术,准确评估外部负载或鞋结构如何影响肌肉疲劳,而不会受到机械干扰。
无线遥测技术将步态分析从受限制的实验室程序转变为对真实人类运动的动态研究。
总结表:
| 特征 | 无线遥测肌电图 | 传统有线肌电图 |
|---|---|---|
| 受试者活动能力 | 无限制;允许自然步态 | 受电缆和束缚限制 |
| 数据完整性 | 真实的微电信号 | 存在电线引起的运动伪影的风险 |
| 运动范围 | 完全的运动自由 | 受限;步幅修改风险 |
| 应用 | 非常适合疲劳和鞋类测试 | 适用于固定实验室设置 |
| 限制 | 电池寿命和射频干扰 | 电缆管理和物理阻力 |
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参考文献
- Tamaya Van Criekinge, Ann Hallemans. A full-body motion capture gait dataset of 138 able-bodied adults across the life span and 50 stroke survivors. DOI: 10.1038/s41597-023-02767-y
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