肌电信号采集与分析系统设计:抗干扰与指标研究
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更新于2024-08-10
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"这篇硕士学位论文来自华中科技大学,作者杨瑞,导师陈琦,主题聚焦于肌电信号的采集与分析系统的研究。论文基于国家自然科学基金项目,探讨了肌电信号的生理机制、噪声源、采集处理方法以及在康复评价中的时频域指标应用。系统硬件包括肌电电极、信号调理和数据采集卡,软件部分采用LabVIEW开发,实现信号实时采集、滤波、时频域分析等功能。此外,论文还通过时频域指标研究了肌肉的力-电关系、疲劳性和协调性,发现频域指标在肌肉疲劳过程中的变化趋势。"
这篇论文详细介绍了肌电信号的背景和重要性,特别是在临床诊断、康复工程、神经生理学和生物力学领域的应用。肌电信号是一种复杂的生物医学信号,反映肌肉和神经控制系统的交互作用。论文作者设计了一个肌电信号采集分析系统,该系统由肌电电极、信号调理电路和USB-4716数据采集卡构成,利用LabVIEW作为软件开发平台,实现信号的实时处理和分析。
在硬件部分,论文特别提到了信号调理电路,其中包含陷波器设计,用于减少50Hz工频干扰,这种干扰在肌电信号中尤为显著。PRE系列电生理放大模块上的可变Q值双T型陷波器能有效提升信号噪声比(S/N),确保信号的准确获取。
在软件方面,LabVIEW被用来构建虚拟仪器,实现肌电信号的实时采集、滤波、时域和频域分析,以及数据的存储和回放。这为后续的实验研究提供了基础,比如通过广义似然比检测法识别肌肉运动的起始时刻。
实验研究部分,论文探讨了肌电信号的时域和频域指标如何反映肌肉的力-电关系、疲劳性和协调性。例如,随着负荷增加,肌电信号的积分肌电值和均方根值等时域指标呈现线性增长,而平均功率频率和中位频率等频域指标则先上升后下降。在肌肉疲劳过程中,平均功率频率和中位频率降低,同时肌肉协调性发生变化。
这篇论文深入研究了肌电信号的采集与分析技术,为理解和利用肌电信号提供了理论基础和技术手段,对于临床实践和生物医学工程研究具有重要价值。
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