3. 频谱分析
在本章节主要讨论sEMG的频率分析,频率分析法主要是建立在傅立叶转换的基础上,通过傅立叶转换得到平均频率或者中位频率。
3.1 平均频率和中位频率
这些频谱参数用来量化sEMG信号基于傅立叶转换的频率成分变化,但是它们的计算方法本质上有较大差别。中位频率将整个功率谱分成能量相等两部分的频率值。
有研究已经表明:平均频率更多的衰减与肌肉力量更多的波动有关,这种肌肉力的波动称为颤动(Kouzaki et al., 2004)。
有研究表明:在静力性收缩中,平均频率通常表现为下降的趋势。但是,在动力性疲劳过程中,一些学者发现平均功率频率下降(Tesch et al., 1990)。然而还有一些学者发现,在步行锻炼中,功率谱的平均频率没有发生改变(Ament et al., 1996; Arendt-Nielsen and Sinkj, 1991)。
平均频率有时候也表现出相反的变化行为,其部分原因是由其他一些引起频率成分变化因素引起的。Petrofsky和Lind(1980)发现,肌细胞内温度会诱发sEMG信号频谱成分增加,使频谱向高频方向移动。因此,在一个疲劳运动中,有两个相反的效应影响着sEMG的频谱成分:由肌肉疲劳诱发的效应,会引起平均功率下降,同时由于运动导致的肌细胞内温度上升效应会导致平均频率升高。在一些类型运动中,例如,在行走运动中,这两个效应有可能互相补偿,最终观察到的平均功率下降程度会很小或者不显著。