表面肌電的采集系統(tǒng)及應(yīng)用研究.pdf

1、肌疲勞分析在心理學(xué)、體育運(yùn)動(dòng)學(xué)、康復(fù)醫(yī)學(xué)和生物學(xué)等領(lǐng)域都有著廣泛應(yīng)用。基于表面肌電（Surface electromyography,SEMG）的分析方法是肌疲勞分析的主要方法。表面肌電的采集是一種安全、無創(chuàng)的記錄肌電的方法，能夠把肌電的能量量化。表面肌電信號(hào)的檢測容易被患者接受，應(yīng)用場景極其廣泛。雖然市場上面的肌電采集設(shè)備種類繁多，但是大多數(shù)設(shè)備并沒有與肌疲勞相關(guān)的分析功能。因此本文開發(fā)了表面肌電的采集系統(tǒng)與配套的軟件，既可用于表面肌

2、電數(shù)據(jù)采集，也可以進(jìn)行肌疲勞參數(shù)分析。
　　本文研制的表面肌電的采集系統(tǒng)及配套的軟件主要有兩大功能：人體表面肌電信號(hào)的采集以及肌疲勞參數(shù)的分析。具體工作如下：
　　1．表面肌電采集電路以及DSP（digital signal processor）主控程序的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)表面肌電采集電路并編寫DSP程序?qū)崿F(xiàn)對(duì)表面肌電信號(hào)的采集和傳輸。
　　2．PC端數(shù)據(jù)通訊軟件設(shè)計(jì)和MATLAB肌疲勞參數(shù)分析程序設(shè)計(jì)。利用PC端數(shù)據(jù)通訊軟件

3、完成了對(duì)表面肌電數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)；利用MATLAB肌疲勞參數(shù)分析程序?qū)Ρ砻婕‰娺M(jìn)行肌疲勞參數(shù)分析。
　　3．系統(tǒng)性能測試。本文完成了對(duì)表面肌電的采集系統(tǒng)關(guān)鍵指標(biāo)的測試。表面肌電的采集系統(tǒng)的平均共模抑制比達(dá)到了111dB，平均噪聲為3.8μV。系統(tǒng)的性能達(dá)到乃至超過國外的同類產(chǎn)品。
　　4．驗(yàn)證了表面肌電的采集系統(tǒng)的應(yīng)用性。本文設(shè)計(jì)了平舉啞鈴的實(shí)驗(yàn)，采集了11位被試實(shí)驗(yàn)期間的表面肌電數(shù)據(jù)進(jìn)行肌疲勞參數(shù)分析，發(fā)現(xiàn)肱二頭肌的疲勞參數(shù)隨著

4、肌疲勞的加深呈現(xiàn)一致性的變化。均方根值（root mean square,RMS）和積分肌電值（integrated electromyography,IEMG）隨著肌疲勞的加深遞增，平均功率頻率（mean power frequency,MPF）、過零率（zero-crossing rate,ZCR）和中位頻率（median frequency,MDF）隨著肌疲勞的加深遞減。實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果與其他學(xué)者的研究結(jié)果一致，驗(yàn)證了表面肌電的采集系