Messung und Analyse myoelektrischer Signale - Communications ...

Elektrodenkonfiguration
3. Signalerfassung
Die Signalerfassung beschränkt sich nicht zwangsweise auf einen Teil der Elektrode. Oft
ist es sinnvoll, das eigentlich zu analysierende Messsignal aus einer Kombination von
mehreren Elektrodenteilen zu erfassen. Das in Abschnitt 2.3.2 vorgstellte vereinfachte
Modell benutzt beispielsweise zwei Elektroden im Vergleich mit dem in Abschnitt 2.3.1
vorgestellten Modell, welches eine Elektrode verwendet. Grundsätzlich kann also zwischen
monopolaren, bipolaren und multipolaren Elektrodenkonfigurationen unterschieden
werden. Die folgenden Abschnitte erläutern diese Konfigurationen.
Monoplare Konfiguration
Die monoplare Elektrodenkonfiguration, wie sie bereits in Abschnitt 2.3.1 zur Veranschaulichung
des Punktquellenmodells des Aktionspotenzials beschrieben wurde, findet
in praktischen EMG-Anwendungen selten Verwendung. Ihr Vorteil liegt in der weniger
komplexen Vorverstäkerkonfiguration, welche sie für eine große Anzahl von Ableitstellen
prädestiniert. Der größte Nachteil dieser Anordnung liegt darin, dass auftretende
Störeinflüsse nicht ausreichend unterdrückt werden können. Der resultierende Signal-
Rausch-Anstand ist folglich geringer.
Bipolare Konfiguration
Die bipolare Elektrodenanordnung, wie sie in Abschnitt 2.3.2 erstmals innerhalb dieser
Arbeit beschrieben wurde, ist die am häufigsten verwendete Elektrodenkonfiguration
zur Erfassung myoelektrischer Signale auf der Hautoberfläche. Sie wandelt, wie in Abschnitt
2.3.2 beschrieben, den monopolaren Verlauf des Aktionspotenziales in ein biploares
Signal um. Eine nachgeschaltete differentielle Verstärkung mit hoher Gleichtaktunterdrückung
ermöglicht eine wirkungsvolle Unterdrückung von auftretenden Störeinflüssen.
Der resultierende Signal-Rausch-Abstand ist im Vergleich zur monopolaren Elektrode
folglich höher. Die SENIAM -Gruppe bezieht sich mit ihren Empfehlungen ausschließlich
auf bipolare Elektrodenkonfigurationen.
Zwei elektrisch leitende Elektrodenteile werden längs der Muskelfaserrichtung angeordnet
[27]. Zusätzlich zum oben erwähnten Tiefpass-Filtereffekt des menschlichen Gewebes
bringt diese Elektrodenanordnung einen weiteren Filtereffekt mit sich. Bezüglich dem
elektrischen Modell in Abschnitt 2.3.2 kann man sich den Dipol als bewegende Signalquelle
s(t) vorstellen. Es stellt sich schließlich das an den Elektroden detektierte Signal
sd(t) als
28