《天津科技大学》2009年硕士论文

发布时间：2016-10-08 10:26

  本文关键词：人体表面肌电信号的特性研究，由笔耕文化传播整理发布。

《天津科技大学》 2009年

人体表面肌电信号的特性研究

刘涛然  

【摘要】： 表面肌电信号(Surface Electromyographic,sEMG)是一种复杂的生物电信号,是肌肉收缩时所产生的电波动,既与肌肉本身的组织生理特性有关,也与神经控制系统有关。因此,肌电信号的研究分析已成为临床诊断、康复医学、生物机械等诸多领域的研究热点。 本文主要研究正常人体处于动态和静态时肌电信号的采集和分析。动态的肌电信号指采集正常人体左右上肢在日常生活活动中的肌电信号,日常生活活动动作是在前人总结归纳的基础上进行整理和完善,从日常生活中提取的13个基本动作。用统计分析软件SPSS14.0对时域指标AEMG(average electromyographic,AEMG)和IEMG(integrated electromyographic,IEMG)进行数据处理;研究正常人体在完成日常生活活动时人体上肢主肌肉群的功能状态和活动状态;为肌电假肢的仿生控制和肢体运动模式识别等提供了设计参考,为老年人和残疾人的医疗诊断、康复训练及康复疗效判断提供依据。静态的肌电信号是指采集正常人体在康复床上仰卧时,康复床起背角度不同时,测量在普通床垫和气垫两种情况下,颈肩背部主肌肉随时间变化的疲劳程度,用统计软件SPSS14.0对频域指标MPF(mean power frequency,MPF)进行数据处理;探讨人体肌肉功能状态的精确评价指标,以及探寻如何利用表面肌电图进行疲劳或肌肉功能状态分析评定,为拓展表面肌电图在肌肉功能预测、诊断及康复疗效方面的临床应用建立可靠的依据。 本文提出了对正常人体动态和静态肌电信号的分析,在医疗诊断,康复医学和假肢仿生控制上有重要的意义。我们可以看出对人体肌电信号的分析具有良好的发展前景,随着人机一体化趋势的发展,人体肌电信号的研究为动作表面肌电信号的研究与应用提供了新的研究思路、手段与方法。

【关键词】：
【学位授予单位】：天津科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：R318.04
【目录】：

摘要4-5

ABSTRACT5-8

1 绪论8-13

1.1 引言8

1.2 课题的研究意义和背景8-9

1.3 国内外研究现状及存在的问题9-12

1.4 本文的主要研究内容12-13

2 表面肌电信号处理的理论分析研究13-23

2.1 表面肌电13-16

2.1.1 表面肌电的产生机理13-15

2.1.2 表面肌电的影响因素及检测时的注意事项15-16

2.2 表面肌电采集系统的构建16-21

2.2.1 数据获取硬件17-20

2.2.2 信号采集软件20-21

2.3 SPSS软件简介21

2.4 数据分析方法21-22

2.5 本章小结22-23

3 日常生活活动中人体上肢表面肌电特性研究23-63

3.1 实验目的23

3.2 实验设计23-33

3.2.1 实验对象23-24

3.2.2 实验设备24-25

3.2.3 实验基本动作25-31

3.2.4 主肌肉群的确定31-33

3.2.5 皮肤处理33

3.2.6 电极的贴放位置33

3.2.7 实验内容33

3.3 数据分析33-60

3.3.1 特征参数的选取34

3.3.2 实验数据的处理步骤34

3.3.3 人体完成ADLs时上肢表面肌电特征值范围34-36

3.3.4 男性完成ADLs时左上肢主肌肉群sEMG特征参数分析36-41

3.3.5 男性完成ADLs时右上肢主肌肉群sEMG特征参数分析41-47

3.3.6 女性完成ADLs时左上肢主肌肉群sEMG特征参数分析47-53

3.3.7 女性完成ADLs时右上肢主肌肉群sEMG特征参数分析53-58

3.3.8 男性和女性特征参数对比分析58-60

3.3.9 肌肉功能状态对称性分析60

3.4 实验结论60-61

3.5 误差产生原因及注意事项61-62

3.6 本章小结62-63

4 人体颈肩背部主肌肉群表面肌电特性研究63-84

4.1 实验目的63

4.2 实验设计63-67

4.2.1 实验对象63-64

4.2.2 实验设备64

4.2.3 实验基本动作64

4.2.4 主肌肉群的确定64-66

4.2.5 皮肤处理66

4.2.6 电极贴放位置66-67

4.3 实验数据分析67-83

4.3.1 参数的选取67-68

4.3.2 数据的初步处理68

4.3.3 MPF百分率柱形图疲劳分析68-70

4.3.4 颈肩背部主肌肉群MPF中值随时间变化的趋势线分析70-76

4.3.5 颈肩背部主肌肉群MPF平均值随时间变化的趋势线分析76-82

4.3.6 实验结论82-83

4.4 本章小结83-84

5 结论84-85

6 展望85-86

7 参考文献86-91

8 论文发表情况91-92

9 致谢92

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本文编号：133600