Activity measurement using the integrating and cross-over counters

Abstract

Simple numerical measurements applied to complex biological signals will yield meaningful information. Evidence in support of this contention is reviewed for the case of EMG mean absolute amplitude.

A technique for measuring “muscle tension” and speech, using an operational integrator arranged so that output pulse frequency is a function of input mean amplitude, is described, and compared with constant reset-time integrators. A different technique for measuring gestural movements eliminates the contribution of muscle tension by applying a cut-off voltage. Measurement is by cross-over counting, with output again expressed as pulse frequency.

Sources of error in the integrator are discussed and a simple method of calibration is justified.

Sommaire

Des mesures numériques simples effectuées sur des signaux biologiques complexes apportent souvent des éléments significatifs à l'information obtenue.

Un compte-rendu de l'application de cette méthode à la recherche de la moyenne de l'amplitude absolue, dans le cas de l'EMG témoigne en faveur de la thése précédente.

Le papier décrit ensuite une technique de mesures appliquée à la tension musculaire et au langage, faisant emploi d'un intégrateur, ayant une fréquence d'impulsions à la sortie égale à l'amplitude moyenne à l'entrée. La technique décrite est comparée avec celle opérant avec une constante de temps d'intégration. Une technique différente appliquée aux mesures des mouvements gesticulaires élimine l'élément tension musculaire par une tension de coupure. Le résultat des mesures effectuées par enregistrement du nombre des changements de polarité est re-exprimé en fréquences d'impulsions.

Les sources d'erreurs possibles dûes à l'intégrateur sont discutées. Une méthode simple de calibrage apparaît indiquée.

Zusammenfassung

Einfache numerische Messungen, die auf komplexe biologische Signale angewandt werden, liefern bedeutungsvolle Informationen. Ein Beweis zur Aufrechterhaltung dieser These wird für den Fall der absoluten mittleren Amplitude beim EMG überprüft.

Eine Meßmethode für die “Muskelspannung” und Sprache wird beschrieben, bei der ein Operations-Integrator Verwendung findet, der derart ausgelegt ist, daß die am Ausgang anliegende Pulsfrequenz eine Funktion der mittleren Eingangsamplitude ist. Vergleiche werden angestellt mit Integratoren mit konstanter Nachstellzeit. Eine verschiedenartige Methode zur Messung von Bewegungen eliminiert den Anteil der Muskelspannung beim Anlegen einer Trennspannung. Die Messungen mit Nulldurchgangs-Zählern werden wieder als Pulsfrequenzen angezeigt. Fehlerquellen durch den Integrator werden diskutiert und eine einfache Eichmethode aufgezeigt.