肌電傳感器（EMG）的電極種類(lèi)與選擇

肌電傳感器（EMG）的電極種類(lèi)根據(jù)其設(shè)計(jì)、用途和信號(hào)采集方式可分為多種類(lèi)型，主要分為 表面電極 和 侵入式電極 兩大類(lèi)，每類(lèi)又有不同的細(xì)分類(lèi)型。以下是常見(jiàn)的肌電電極種類(lèi)及其特點(diǎn)：

1. 表面肌電電極（sEMG）

用于非侵入式檢測(cè)肌肉表面的電活動(dòng)，適用于運(yùn)動(dòng)科學(xué)、康復(fù)工程和人機(jī)交互等領(lǐng)域。

(1) 濕電極（Gel Electrodes）

材料：Ag/AgCl（銀/氯化銀）電極，涂有導(dǎo)電凝膠。

特點(diǎn)：

阻抗低（通常 <10kΩ），信號(hào)質(zhì)量高。

需要定期補(bǔ)充凝膠，長(zhǎng)期佩戴可能引起皮膚刺激。

應(yīng)用：臨床EMG、實(shí)驗(yàn)室研究。

(2) 干電極（Dry Electrodes）

材料：金屬（如金、不銹鋼）或?qū)щ娋酆衔铮瑹o(wú)凝膠。

特點(diǎn)：

無(wú)需凝膠，適合可穿戴設(shè)備。

阻抗較高（>100kΩ），易受運(yùn)動(dòng)偽影影響。

應(yīng)用：智能手環(huán)、運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)、假肢控制。

(3) 紡織電極（Textile Electrodes）

材料：導(dǎo)電纖維（如銀纖維、碳纖維）嵌入織物。

特點(diǎn)：

柔性好，適合長(zhǎng)期穿戴。

阻抗較高，需緊密貼合皮膚。

應(yīng)用：智能服裝、長(zhǎng)期健康監(jiān)測(cè)。

(4) 高密度電極陣列（HD-sEMG）

結(jié)構(gòu)：多個(gè)微小電極（如64或128通道）排列成網(wǎng)格。

特點(diǎn)：

可提供肌肉活動(dòng)的空間分布（肌電成像）。

數(shù)據(jù)處理復(fù)雜，計(jì)算需求高。

應(yīng)用：運(yùn)動(dòng)科學(xué)、神經(jīng)肌肉疾病研究。

2. 侵入式肌電電極

直接插入肌肉或接近神經(jīng)，用于高精度信號(hào)采集，主要用于臨床診斷和科研。

(1) 針電極（Needle Electrodes）

類(lèi)型：

同心針電極（Concentric Needle）：中心導(dǎo)線+外圍絕緣套管，記錄局部MUAP（運(yùn)動(dòng)單位動(dòng)作電位）。

單極針電極（Monopolar Needle）：?jiǎn)胃?xì)針，需配合表面參考電極。

特點(diǎn)：

空間分辨率高，可檢測(cè)單個(gè)運(yùn)動(dòng)單元。

有創(chuàng)，可能引起疼痛或輕微出血。

應(yīng)用：臨床肌電圖（診斷肌病、神經(jīng)損傷）。

(2) 細(xì)絲電極（Fine-Wire Electrodes）

結(jié)構(gòu)：極細(xì)（直徑約0.05–0.1mm）絕緣金屬絲，尖端裸露。

特點(diǎn)：

比針電極更柔軟，適合動(dòng)態(tài)肌肉監(jiān)測(cè)（如運(yùn)動(dòng)學(xué)研究）。

信號(hào)穩(wěn)定性較差，易受干擾。

應(yīng)用：運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)、吞咽功能評(píng)估。

(3) 微電極陣列（Microelectrode Arrays）

結(jié)構(gòu)：多個(gè)微型電極（如猶他陣列）植入肌肉或神經(jīng)。

特點(diǎn)：

可記錄多個(gè)運(yùn)動(dòng)單元或神經(jīng)信號(hào)。

需手術(shù)植入，用于長(zhǎng)期研究。

應(yīng)用：腦機(jī)接口（BCI）、高級(jí)假肢控制。

3. 特殊類(lèi)型電極

(1) 無(wú)線肌電電極

特點(diǎn)：集成無(wú)線傳輸（如藍(lán)牙），減少導(dǎo)線干擾。

應(yīng)用：移動(dòng)監(jiān)測(cè)、運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練分析。

(2) 柔性/可拉伸電極

材料：導(dǎo)電彈性體（如液態(tài)金屬、石墨烯）。

特點(diǎn)：貼合皮膚，適應(yīng)動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)。

應(yīng)用：可穿戴健康監(jiān)測(cè)設(shè)備。

電極選擇關(guān)鍵因素

總結(jié)

表面電極（sEMG）：適合無(wú)創(chuàng)、大范圍肌肉監(jiān)測(cè)，如康復(fù)、運(yùn)動(dòng)科學(xué)。

侵入式電極（針/細(xì)絲）：用于高精度臨床診斷或科研。

新興技術(shù)：干電極、柔性電極、無(wú)線電極推動(dòng)可穿戴EMG發(fā)展。

電極的選擇需根據(jù) 信號(hào)質(zhì)量需求、舒適度、應(yīng)用場(chǎng)景 進(jìn)行權(quán)衡。