表面肌电系统是用于无创采集、记录与分析人体肌肉电生理信号的专业设备，广泛应用于康复评估、运动科学、人机交互、工效学分析等场景。其信号具有微弱、易受干扰、对操作规范敏感等特点，若使用流程不标准、细节把控不到位，会直接导致数据失真、结果不可重复、结论出现偏差。

为帮助使用者稳定获取高质量肌电信号、提升实验与评估的可靠性，本文以全流程操作逻辑为线索，系统说明表面肌电系统的正确使用步骤，并梳理高频问题与典型误区，形成可直接落地的实操规范与避坑指南。全文围绕设备准备、皮肤处理、电极放置、系统连接、参数设置、信号采集、数据存储、设备维护、干扰排除、安全规范十大环节展开，兼顾基础操作与进阶技巧，适用于实验室、临床、科研与教学等不同使用场景。

一、表面肌电系统基础认知与使用前提

 核心原理与适用范围

表面肌电信号是肌肉收缩时，肌纤维电活动在皮肤表面形成的微弱电位变化，属于微伏级别的生物电信号。表面肌电系统通过电极拾取信号，经放大、滤波、模数转换与算法处理，转化为可观测、可分析的波形与数值，反映肌肉激活水平、时序、协调性与疲劳状态。

该系统适用于浅层大块肌肉的无创检测，不适用于深部小肌肉、精细肌肉群或需要侵入式测量的场景。使用前应明确测试目的，判断是否匹配表面肌电的测量边界，避免超出适用范围导致数据无效。

使用人员资质与环境要求

操作人员应接受基础生物电信号知识、设备结构与安全规范培训，理解信号来源、干扰类型与风险点。测试环境应保持安静、干燥、温度稳定，远离强电磁源、大功率电器、供电线路与金属结构，减少环境噪声对信号的影响。

测试区域应保持地面平整、无杂物，受试者可保持舒适体位，避免因姿势不适产生额外肌肉紧张，影响信号真实性。

设备完整性检查

使用前必须核对全套组件，包括采集主机、电极、导联线、参考电极、固定辅料、供电模块、数据传输单元、软件终端等。检查外观无破损、线缆无折痕、接口无松动、电极无氧化或干涸。任何组件缺失或异常，均应暂停使用，完成排查与更换后再启动流程。

二、测试前准备：从设备到受试者的全流程规范

设备开机与自检流程

1. 按说明书顺序启动设备，先接通供电，再开启采集主机，最后启动终端软件，避免反向上电造成冲击。

2. 进入软件后执行系统自检，查看通道状态、电池电量、通信连接、采样率与阻抗检测功能是否正常。

3. 无线设备需确认信号频段干净、连接稳定，避免多设备同频干扰；有线设备需确保接口插紧，线缆不承受拉力。

4. 完成基础自检后，进行空载信号观察，确认无自发漂移、无持续噪声，再进入下一步。

电极选择与匹配原则

电极是信号拾取的关键部件，应根据测试部位、肌肉大小、运动幅度与测试时长选择合适类型。

- 一次性预凝胶电极：使用便捷、接触稳定，适合单次测试与临床场景。

- 重复使用氯化银电极：信号一致性好，适合长期科研与高频次测试，需定期清洁与活化。

- 参考电极：应放置在无肌肉活动、电位稳定的骨骼隆起部位，保持与皮肤低阻抗接触。

电极应在有效期内使用，外观平整、凝胶饱满、无气泡与污渍。

皮肤处理：高质量信号的基础环节

皮肤处理直接决定接触阻抗与信号质量，是最容易被忽略但影响最大的步骤。

1. 去除测试区域毛发，避免毛发阻隔电极与皮肤接触。

2. 用清洁用品去除油脂、汗液与皮屑，降低皮肤阻抗。

3. 必要时使用温和磨砂方式去除表层角质，不可损伤皮肤完整性。

4. 待皮肤完全干燥后再粘贴电极，潮湿状态会引入噪声与运动伪迹。

5. 皮肤有破损、炎症、过敏、瘢痕时，应避开该区域或终止测试。

处理完成后，电极与皮肤应实现紧密、均匀、无气泡的贴合，保证信号传输稳定。

受试者准备与体位规范

1. 向受试者说明测试流程、无风险特性与配合要求，缓解紧张情绪。

2. 受试者保持放松，去除手表、首饰、金属腰带等导电物品，减少干扰。

3. 固定测试体位，如坐姿、卧姿、站立位，确保测试过程中体位不变。

4. 告知受试者避免无意识咬牙、耸肩、握拳等代偿动作，减少无关肌肉活动。

5. 长时间测试应安排中间休息，避免疲劳导致信号漂移。

体位不规范、肌肉代偿、精神紧张，均会使基线不稳、波形异常，造成结果误判。

三、电极放置：位置、间距与固定标准

 电极定位基本原则

1. 电极置于肌肉肌腹中心，避开肌腱、骨突起、血管、神经干与皮肤褶皱处。

2. 沿肌肉纤维走向放置，两极连线与肌纤维方向保持一致。

3. 相邻肌肉电极保持足够间距，避免串扰与交叉信号。

4. 参考电极置于骨性隆起处，远离目标肌肉与电源线路。

定位偏差是信号异常的常见原因，会导致肌肉激活顺序、幅度与协调性分析错误。

电极间距与排布规范

- 常规间距：多数肢体肌肉设置为2厘米左右，可根据肌肉大小微调。

- 间距过小：信号拾取范围窄，易受局部噪声影响。

- 间距过大：信号平均化明显，空间分辨率下降。

- 多通道测试：通道之间保持对称与统一间距，提升数据可比性。

电极固定与防护

1. 粘贴后轻压电极整片区域，确保凝胶与皮肤完全贴合。

2. 运动状态测试需用透气胶布辅助固定，防止电极移位。

3. 导联线留出适当余量，避免肢体运动时牵拉电极。

4. 线缆走向顺肢体轮廓，不交叉、不紧绷、不形成环状。

固定不良会产生运动伪影，表现为突然跳变、基线抖动、波形断裂，在动态测试中尤为明显。

四、系统连接、阻抗检测与参数设置

线缆连接与通道匹配

1. 按通道编号顺序连接电极与采集模块，避免错插、漏插。

2. 连接顺序：电极→导联线→采集主机→终端设备。

3. 连接完成后再次检查每一路通道，确保接触牢固。

4. 无线设备确认对应关系绑定正确，无通道混叠。

皮肤阻抗检测与标准

阻抗检测是判断皮肤处理与电极接触是否合格的核心步骤。

- 合格标准：阻抗值稳定在合理区间，且左右两侧对称部位接近。

- 阻抗过高：提示皮肤处理不到位、电极干涸或接触不良。

- 阻抗过低：可能存在皮肤潮湿、汗液过多或局部漏电风险。

阻抗不合格时，必须重新清洁皮肤、更换电极，直到通过检测，不可强行采集。

采样率、滤波与放大参数设置

参数设置直接影响信号保真度，应遵循统一标准，保证实验可重复。

1. 采样率：满足生物电信号采样要求，动态运动测试可适当提高。

2. 高通滤波：去除运动伪迹与基线漂移。

3. 低通滤波：保留有效肌电成分，滤除高频电磁噪声。

4. 陷波滤波：抑制工频干扰，根据所在地区供电频率选择。

5. 放大倍数：使信号幅度处于合适范围，避免饱和或过小。

参数不可随意更改，同一批实验必须保持参数一致，否则数据无法对比。

基线校准与归零操作

采集前执行基线校准，让受试者保持肌肉完全放松状态，进行基线归零与平衡调整。校准过程应持续数秒，确保波形平稳、无明显波动。校准完成后锁定参数，避免采集过程中误触修改。

五、信号采集：静态、动态与标准化流程

静态信号采集规范

1. 受试者保持静止放松，呼吸平稳，无多余动作。

2. 记录静息状态基线，持续足够时长，用于后续数据校正。

3. 按指令进行轻度、中度、适度强度的肌肉收缩，保持动作匀速、稳定。

4. 每个动作重复多次，取中间稳定段作为有效数据。

5. 实时观察波形，出现尖峰、漂移、噪声时立即暂停，排查原因。

动态信号采集规范

1. 动态测试前先做静态校准，确认静态信号正常。

2. 动作轨迹标准化，幅度、速度、节奏保持一致。

3. 避免线缆缠绕、牵拉、摩擦，减少运动伪影。

4. 采集过程中监控波形，异常段标记并剔除。

5. 多次采集取平均值，降低单次动作误差。

同步采集与触发设置

涉及多设备同步时，如与运动捕捉、测力台同步，应使用统一触发信号，保证时间戳对齐。触发方式可选择硬件触发或软件触发，同一实验保持一致。同步误差会导致肌肉活动与力学数据时序错位，影响分析结论。

采集过程中的实时监控

采集时专人观察波形与受试者状态，关注以下问题：

- 基线突然漂移

- 高频噪声持续出现

- 信号饱和削顶

- 通道信号消失

- 受试者不适或代偿动作

发现问题立即停止，处理完成后重新采集，不保留异常数据。

六、数据存储、导出与初步质控

数据命名与文件管理

1. 按统一规则命名，包含项目、受试者编号、测试日期、通道信息、动作类型。

2. 建立分级文件夹，分类存储原始数据、参数文件、标记文件、报告文件。

3. 避免中文、特殊符号与空格，提高跨设备兼容性。

规范命名可大幅提升后期处理效率，避免数据混淆。

原始数据保护

1. 原始数据不可直接修改，处理时使用副本。

2. 及时备份到多个存储介质，防止丢失。

3. 记录测试日志，包括参数、环境、受试者状态、异常情况。

原始数据是实验可追溯与可重复的基础，必须完整保留。

数据初步质控标准

采集完成后快速筛选有效数据，符合以下条件视为可用：

- 基线平稳，无持续漂移

- 阻抗合格，无通道脱落

- 无明显电磁干扰与运动伪影

- 动作标准，无代偿

- 信号幅度正常，无饱和

不合格数据直接剔除，不进入后续分析流程。

七、设备关闭、拆卸与日常维护

标准关机流程

1. 先停止采集，退出软件运行状态。

2. 断开电极与导联线，再断开主机与终端连接。

3. 关闭主机电源，最后断开供电。

4. 无线设备及时充电，保持电量充足。

禁止在采集过程中直接断电或拔线，避免设备损坏与数据丢失。

电极与耗材处理

- 一次性电极：使用后按医疗废弃物规范处理。

- 重复使用电极：清洁表面凝胶残留，干燥保存，定期检查性能。

- 导联线：轻柔盘绕，不弯折、不拉扯、不重压。

耗材状态直接影响下一次使用效果，应分类存放、定期更换。

设备清洁与存放

1. 主机与配件用干燥软布清洁，避免液体进入接口。

2. 存放于干燥、通风、无尘、避光环境。

3. 长期不用定期开机通电，保持电子元件稳定。

4. 做好使用记录，包括使用时长、异常情况、维护内容。

规范维护可延长设备寿命，保持信号稳定性与测量一致性。

八、常见干扰来源与排除方法

工频干扰

表现为规则高频波纹，主要来源为供电线路、电器设备、接地不良。

排除方法：

- 远离电源与电器

- 开启陷波滤波

- 完善接地

- 缩短线缆长度，避免形成环路

运动伪影

表现为突然大幅度波动、基线跳变，来源为电极移位、线缆摩擦、皮肤牵拉。

排除方法：

- 强化电极固定

- 规范线缆走向

- 优化皮肤处理

- 调整动作幅度与速度

基线漂移

表现为信号缓慢上下浮动，来源为呼吸、肌肉紧张、出汗、电极极化。

排除方法：

- 延长静息校准时间

- 调整高通滤波

- 保持受试者放松

- 更换合格电极

串扰与交叉信号

表现为相邻肌肉同时出现相似波形，来源为电极间距过近、定位偏差、屏蔽不足。

排除方法：

- 增大电极间距

- 精准定位肌腹

- 避开肌肉边缘与肌腱

- 使用屏蔽线缆

电极接触不良

表现为信号时有时无、突然中断、阻抗持续偏高。

排除方法：

- 重新清洁皮肤

- 更换新电极

- 检查线缆与接口

- 确保粘贴无气泡

九、典型操作误区与高频问题避坑

皮肤处理不到位

误区：仅简单擦拭，不去角质、不除毛、不干燥。

后果：阻抗高、噪声大、信号不稳定。

正确做法：严格执行清洁、去毛、脱脂、干燥全流程，通过阻抗检测。

电极位置错误

误区：放在肌腱、骨面、褶皱处，两极跨肌肉摆放。

后果：信号弱、易串扰、代表肌肉错误。

正确做法：定位肌腹中心，沿肌纤维走向，远离骨骼与肌腱。

参数设置随意

误区：不同受试者、不同批次使用不同参数。

后果：数据不可比、实验不可重复。

正确做法：建立参数模板，统一采样率、滤波、放大与触发方式。

忽略基线校准

误区：直接采集，不做静息归零。

后果：基线偏移，激活阈值判断错误。

正确做法：每次测试前校准，保持肌肉完全放松。

动态测试无固定规范

误区：动作快慢不一、幅度不同、代偿明显。

后果：数据离散度大，结论不可靠。

正确做法：动作标准化，多次重复，实时监控。

设备维护缺失

误区：电极重复使用、线缆乱堆、长期不自检。

后果：信号逐渐变差，故障概率上升。

正确做法：耗材按时更换，定期维护与自检。

结语：

表面肌电系统的使用效果，不取决于单一环节，而是设备、操作、环境、受试者与维护的综合结果。正确使用的核心在于标准化、细节化、可重复化：从皮肤处理到电极定位，从参数设置到动态采集，从干扰排除到设备维护，每一步都遵循规范，才能最大限度减少误差、提升信号质量。

本文覆盖从准备到收尾的全流程操作，明确正确做法与常见误区，可作为日常使用的操作手册。无论在科研、临床、运动训练还是工效学场景，严格执行规范流程，都能提升数据可靠性与实验成功率，让表面肌电技术更好地服务于肌肉功能评估、康复效果监测、运动模式优化与人机交互研究等领域。持续积累实操经验、定期复盘问题、保持规范习惯，是长期稳定获取高质量肌电信号的关键。