Cram's Introduction to Surface Electromyography pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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作者:Cram, Jeffrey R., Ph.D.

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页数:412

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价格:810.00 元

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isbn号码:9780763732745

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• 表面肌电图
• 肌电图
• EMG
• 神经生理学
• 生物医学工程
• 运动科学
• 康复医学
• 肌肉生理学
• 生物反馈
• 临床电生理学

《肌电图学导论：理论、技术与临床应用》 书籍概述 本书旨在为生理学、运动科学、康复医学、生物医学工程以及神经科学等领域的学生、研究人员和临床专业人士提供一个全面、深入且实用的表面肌电图（sEMG）基础知识框架。我们专注于阐述sEMG的底层生物物理学原理、先进的信号采集与处理技术，以及这些技术在基础研究和临床实践中的实际应用。本书结构严谨，从基础的肌肉生理学和电生理学概念出发，逐步深入到复杂的数据分析方法和前沿的临床诊断与干预策略。 第一部分：表面肌电图的基础与原理 (Foundations and Principles of Surface EMG) 第一章：肌肉的电生理基础 本章详细回顾了骨骼肌的结构与功能，重点阐述了动作电位的产生、传导及其在肌肉纤维层面的传播机制。我们将深入探讨神经-肌肉接点（Neuromuscular Junction）的信号传递过程，以及单个肌肉动作电位（Motor Unit Action Potential, MUAP）的形成。对于sEMG信号的起源，我们追溯到肌肉收缩时大量MUAP的叠加效应，解释了为什么sEMG被视为肌肉群水平的电活动指标，而非单个神经元的记录。此外，本章还将介绍肌肉纤维排列方向、肌内电活动的异质性对采集信号的影响。 第二章：生物电势与电极理论 本章聚焦于电生理信号记录的物理基础。我们将剖析生物体作为复杂的导体系统，如何在皮肤表面产生可被测量的电位差。核心内容包括：生物电势的产生机制、电极-皮肤界面的阻抗特性、电极材料的选择（如Ag/AgCl电极的优势）以及电极的放置标准。我们详细讨论了“量度电极”（Reference Electrode）和“记录电极”（Active Electrode）的配置对信号质量和空间定位的影响。此外，电偶极子理论（Dipole Theory）被引入，用以解释体表信号的衰减和空间分布规律。 第三章：表面肌电信号的采集系统 本章系统介绍sEMG信号采集的硬件与流程。内容涵盖：前置放大器（Preamplifier）的设计原理，其在提高信噪比中的关键作用；滤波电路（包括高通、低通和工频干扰滤波器）的设置与校准，强调如何平衡去除噪声与保留生物信息。本章还对比了单极导联（Monopolar）、双极导联（Bipolar）和共流导联（Common-Reference）的优缺点，并详细阐述了差分放大器（Differential Amplifier）在提高共模抑制比（CMRR）中的重要性。采集过程中的皮肤准备技术（如去脂、磨砂）被视为保证信号稳定性的关键步骤，并提供了标准化的操作流程。 第二部分：信号处理与定量分析 (Signal Processing and Quantitative Analysis) 第四章：表面肌电信号的特征与时域分析 sEMG信号是一种非平稳、随机过程的混合信号。本章首先描述了信号在不同收缩强度下的时域特性，如电活动强度（Amplitude）的变化。关键的定量指标——均方根值（RMS）、平均绝对值（MAV）和积分肌电（iEMG）的计算方法被详细介绍，并探讨了它们在反映肌肉收缩力（Force）与代谢需求（Metabolic Demand）方面的关系。本章还会涉及信号的包络（Envelope）提取技术，如线性包络和均方根包络，以及它们的临床意义。 第五章：频域与时频分析方法 理解肌肉纤维的募集模式和疲劳过程，需要依赖信号的频率特征。本章深入讲解傅里叶变换（Fourier Transform）在sEMG分析中的应用，特别是频谱密度函数（Power Spectral Density, PSD）的计算。我们将分析不同收缩水平下信号主频（Median Frequency, MF）和峰值频率（Peak Frequency, PF）的变化，这些指标是评估肌肉疲劳和运动控制策略的重要工具。此外，为处理sEMG的非平稳性，本章引入了小波变换（Wavelet Transform）等先进的时频分析工具，展示其在精确定位瞬时频率特征方面的优势。 第六章：运动单元活动的精细化分析 在基础sEMG分析的基础上，本章转向更精细的运动单元层面解析。我们将探讨如何通过高密度肌电图（HD-sEMG）阵列采集空间信息。核心内容包括：信号源定位（Source Localization）技术，如逆问题求解（Inverse Problem Solving）的挑战与方法；以及利用HD-sEMG数据对运动单元放电时序（Temporal Firing Pattern）和空间分布进行重建的技术。这部分内容对于理解运动控制的组织结构具有前沿意义。 第三部分：sEMG在研究与临床中的应用 (Research and Clinical Applications) 第七章：动作电位参数与生物反馈 本章探讨sEMG在运动功能评估和康复训练中的应用。我们详细阐述了如何利用sEMG信号的幅度变化来量化肌肉的激活程度，并将其转化为可视化或听觉反馈信号，即生物反馈技术。本章提供了设计高效sEMG生物反馈方案的指导原则，包括目标肌肉的选择、阈值设定、以及如何确保反馈信息的有效传递和学习固化。我们将讨论sEMG在姿势控制训练、运动再教育以及特定功能性恢复中的具体案例。 第八章：运动控制与生物力学整合 运动控制是神经科学的核心课题。本章将sEMG分析结果与生物力学模型相结合，探讨肌肉活动在产生、控制和调节人体运动中的作用。内容涉及：肌肉收缩力（Force）与EMG幅度的回归模型（包括线性、指数和对数模型），以及这些模型在运动学分析中的应用。我们还将分析不同运动任务（如等长收缩、等张收缩、复杂步态）中协同肌（Synergist）与拮抗肌（Antagonist）的募集顺序与时序关系，以深入理解运动的神经控制策略。 第九章：sEMG在神经病学与康复诊断中的应用 sEMG是神经肌肉疾病诊断的重要工具。本章着重于其在临床诊断中的规范化应用，包括神经传导速度（NCS）和针极肌电图（Needle EMG）的原理对比，并重点阐述了sEMG在评估神经源性损伤（如周围神经病变、神经根病变）和肌源性疾病（如肌营养不良）中的作用。此外，本书还讨论了sEMG在评估脑卒中后遗症、帕金森病等中枢神经系统疾病导致的运动障碍和肌张力异常（如痉挛）中的敏感性和局限性。 第十章：高级应用与未来展望 本章展望了sEMG技术的前沿发展。内容包括：便携式和可穿戴式sEMG设备的发展及其在日常生活场景中的应用；机器学习与深度学习在sEMG信号模式识别中的突破，尤其是在意图识别和运动假肢控制（Myoelectric Control）方面的进展。我们还将探讨多通道sEMG（HD-sEMG）在肌肉功能成像和局部疲劳度评估中的潜力，为读者指明未来的研究方向。 本书特点 本书内容力求平衡理论的深度与实践的可操作性。每一章节均配有详实的图示和清晰的数学推导，并包含“实践操作指南”模块，提供从电极贴置到数据分析的详细步骤。我们强调数据质量的重要性，并提供基于现有标准（如SENIAM、ISB推荐标准）的操作规范，确保读者能够获得可靠、可重复的研究结果和临床数据。本书是构建扎实肌电图学知识体系的理想参考资料。

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这本书给我最大的启发在于它对“信号质量”的强调达到了近乎偏执的程度。作者似乎坚信，任何后续的分析和结论的有效性，都建立在高质量的原始信号之上，因此，书中对噪声源的识别和消除给予了极高的优先级。我特别喜欢其中关于工频干扰和运动伪影（Artifacts）的章节，它没有简单地归类，而是深入探讨了不同类型的伪影（例如，电极松动与肌肉收缩伪影的区分）产生的物理机制，并配有大量对比鲜明的波形图例。这种精细的区分对于临床诊断至关重要，因为错误的伪影识别可能直接导致错误的病理判断。此外，书中对不同电极类型（例如，干电极与湿电极）在不同皮肤状态下的表现差异进行了客观的比较分析，这为读者根据具体研究目的选择合适的工具提供了坚实的理论依据。整本书下来，我感到自己不仅获得了知识，更重要的是建立了一种对数据采集的敬畏心和严谨的工作态度，这在任何科学领域都是不可替代的宝贵财富。

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阅读过程中，我强烈感受到作者在力求构建一个“无缝衔接”的学习体验，它不仅仅是知识的堆砌，更像是一套经过严格验证的实验手册。与其他同类书籍相比，这本书在“数据解释”的部分投入了大量的笔墨，这是我个人认为它最出彩的地方。作者并未止步于告知“应该做什么”，而是深入剖析了“为什么这么做”以及“结果意味着什么”。例如，在探讨疲劳测试的动力学分析时，书中不仅展示了EMG信号幅度随时间的变化曲线，更结合了肌纤维募集的生理学机制，解释了为什么某些特定任务下信号会呈现先上升后平台或下降的趋势。这种跨学科的融合，极大地提升了读者对表面肌电图作为一种生物反馈工具的整体认识。当我合上书本，不再感到知识点是孤立的，而是构成了一个完整的诊断和评估体系。唯一让我略感遗憾的是，某些前沿的机器学习在EMG信号处理中的应用案例介绍略显保守，不过考虑到这是一本“导论”性质的书籍，这种稳健的处理方式或许也是一种负责任的表现。

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这本书的语言风格非常精准和克制，没有丝毫多余的形容词或情绪化的表达，完全服务于信息的传递。它采用了一种非常务实的、工程学导向的写作手法。章节结构严谨得像一份标准操作流程（SOP）。例如，在描述电极皮肤准备的环节，它用项目符号（bullet points）的形式清晰列出了每一步骤的SOP，包括皮肤清洁剂的类型、摩擦的力度和时间，甚至连使用的纱布材料都有所提及。这种对细节的执着，是真正能体现作者深厚实践背景的地方。我发现自己在阅读过程中，会不自觉地拿出笔在旁边记录自己的实践经验，与书中内容进行对照印证。这种互动性，源于文本本身所具备的极强的可操作性。它不是让你“了解”表面肌电图，而是让你“学会”如何专业地进行表面肌电图的采集与分析。对于即将进入实验室或者临床实习的读者而言，这本书简直就是一本可以随时携带的“标准参考指南”，确保了在实际操作中，每一个环节都能严格遵循已被验证的最佳实践。

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这本书的封面设计得相当朴实，带着一丝学术的严谨感，让人一眼就能看出它不是那种追求花哨的畅销书。我拿到它的时候，首先被它厚实的装帧吸引了，显然内容量是相当可观的。内页的排版清晰，字体大小适中，这对于长时间阅读技术性强的文献来说至关重要。我个人比较注重图表的质量，而这本书在这方面做得相当到位，那些生物电信号的波形图和肌肉分布图，线条流畅，标记清晰，即便是初次接触这个领域的人也能大致分辨出关键点。尽管这是一本关于表面肌电图的入门读物，但它的内容深度显然是经过精心编排的，没有那种为了凑字数而填充的空洞章节。尤其是一些基础理论的阐述，作者似乎非常注重逻辑的连贯性，从电生理学的基本原理开始，逐步过渡到电极的放置和信号采集的实际操作层面，这种循序渐进的讲解方式，让复杂的概念变得相对容易消化。我记得翻阅到关于滤波技术的那一章时，感觉作者在处理技术细节上非常谨慎，没有简单地抛出公式，而是结合实际应用场景解释了不同滤波参数对最终数据的影响，这点对于未来进行实际数据分析的读者来说，无疑是巨大的福音。总的来说，从物理感受上讲，这是一本令人信赖的工具书的雏形。

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这本书的叙事节奏把握得非常到位，读起来完全没有那种拖沓感，仿佛一位经验丰富的导师在身边耐心指导。它巧妙地平衡了理论的深度与操作的可行性。我特别欣赏作者在介绍高级概念时，总能适时地穿插一些“陷阱提示”或者“常见错误分析”，这种前瞻性的提醒，极大地减少了读者在实际操作中可能遇到的挫败感。比如，在讲解运动单元动作电位（MUAP）的采集与分析时，它不仅描述了理想情况下的波形特征，还详细列举了电极移动、皮肤电阻变化等因素如何扭曲波形，并提供了快速识别和校正的方法。这说明作者对实际操作环境中的不确定性有着深刻的理解。此外，章节之间的过渡处理得非常自然，从基础的皮肤电位采集，到不同体位下的正常值参考范围，再到病理学状态的解读，逻辑链条一环扣一环，几乎没有生硬的跳转。这种流畅感让读者能够持续地保持专注，而不是在晦涩的术语中迷失方向。对于我这种需要将书本知识快速转化为临床技能的人来说，这种高效的学习体验是极其宝贵的。

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