肌电传感器（EMG）的电极种类与选择

肌电传感器（EMG）的电极种类根据其设计、用途和信号采集方式可分为多种类型，主要分为 表面电极 和 侵入式电极 两大类，每类又有不同的细分类型。以下是常见的肌电电极种类及其特点：

1. 表面肌电电极（sEMG）

用于非侵入式检测肌肉表面的电活动，适用于运动科学、康复工程和人机交互等领域。

(1) 湿电极（Gel Electrodes）

材料：Ag/AgCl（银/氯化银）电极，涂有导电凝胶。

特点：

阻抗低（通常 <10kΩ），信号质量高。

需要定期补充凝胶，长期佩戴可能引起皮肤刺激。

应用：临床EMG、实验室研究。

(2) 干电极（Dry Electrodes）

材料：金属（如金、不锈钢）或导电聚合物，无凝胶。

特点：

无需凝胶，适合可穿戴设备。

阻抗较高（>100kΩ），易受运动伪影影响。

应用：智能手环、运动监测、假肢控制。

(3) 纺织电极（Textile Electrodes）

材料：导电纤维（如银纤维、碳纤维）嵌入织物。

特点：

柔性好，适合长期穿戴。

阻抗较高，需紧密贴合皮肤。

应用：智能服装、长期健康监测。

(4) 高密度电极阵列（HD-sEMG）

结构：多个微小电极（如64或128通道）排列成网格。

特点：

可提供肌肉活动的空间分布（肌电成像）。

数据处理复杂，计算需求高。

应用：运动科学、神经肌肉疾病研究。

2. 侵入式肌电电极

直接插入肌肉或接近神经，用于高精度信号采集，主要用于临床诊断和科研。

(1) 针电极（Needle Electrodes）

类型：

同心针电极（Concentric Needle）：中心导线+外围绝缘套管，记录局部MUAP（运动单位动作电位）。

单极针电极（Monopolar Needle）：单根细针，需配合表面参考电极。

特点：

空间分辨率高，可检测单个运动单元。

有创，可能引起疼痛或轻微出血。

应用：临床肌电图（诊断肌病、神经损伤）。

(2) 细丝电极（Fine-Wire Electrodes）

结构：极细（直径约0.05–0.1mm）绝缘金属丝，尖端裸露。

特点：

比针电极更柔软，适合动态肌肉监测（如运动学研究）。

信号稳定性较差，易受干扰。

应用：运动生物力学、吞咽功能评估。

(3) 微电极阵列（Microelectrode Arrays）

结构：多个微型电极（如犹他阵列）植入肌肉或神经。

特点：

可记录多个运动单元或神经信号。

需手术植入，用于长期研究。

应用：脑机接口（BCI）、高级假肢控制。

3. 特殊类型电极

(1) 无线肌电电极

特点：集成无线传输（如蓝牙），减少导线干扰。

应用：移动监测、运动员训练分析。

(2) 柔性/可拉伸电极

材料：导电弹性体（如液态金属、石墨烯）。

特点：贴合皮肤，适应动态运动。

应用：可穿戴健康监测设备。

电极选择关键因素

总结

表面电极（sEMG）：适合无创、大范围肌肉监测，如康复、运动科学。

侵入式电极（针/细丝）：用于高精度临床诊断或科研。

新兴技术：干电极、柔性电极、无线电极推动可穿戴EMG发展。

电极的选择需根据 信号质量需求、舒适度、应用场景 进行权衡。