肌电信号采集与分析系统设计及其应用研究

"这篇硕士学位论文来自华中科技大学，作者杨瑞，导师陈琦，专业为检测技术与自动化装置，主题是肌电信号采集与分析系统的研制。论文详细探讨了肌电信号的生理背景、噪声来源，以及如何获取和处理肌电信号，并在康复评价中应用时、频域指标。系统设计包括硬件电路（肌电电极、信号调理和数据采集卡）和基于LabVIEW的软件部分，具备实时采集、滤波、分析、存储和回放等功能。此外，论文还通过实验研究了肌电信号的时、频域指标在肌肉力-电关系、疲劳性和协调性方面的表现。" 这篇论文的核心知识点如下： 1. 肌电信号基础：肌电信号是一种复杂的生物医学信号，它反映了肌肉收缩时的电活动，与肌肉的生理特性和神经控制系统紧密相关，广泛应用于临床诊断、康复工程等领域。 2. 硬件系统设计：肌电信号采集分析系统由肌电电极、信号调理电路和USB-4716数据采集卡组成。信号调理电路可能需要优化，以便减小体积并结合数据采集功能。 3. LabVIEW软件应用：使用LabVIEW作为虚拟仪器开发平台，实现肌电信号的实时采集、滤波、时频域分析、数据存储回放和波形打印等操作。LabVIEW的LVM文件格式虽然方便调用，但缺乏通用性，可以考虑使用更高效的二进制文件格式。 4. 时频域分析：论文关注时域指标（如积分肌电值、均方根值）和频域指标（如平均功率频率、中位频率）在肌肉活动中的变化。时域指标通常随着负荷增加线性增加，而频域指标在初期上升后下降。 5. 实验研究：利用广义似然比检测法判断肌肉运动的起始时刻，实验研究了肌肉的力-电关系，疲劳性，以及协调性。疲劳过程中的肌电信号显示平均功率频率和中位频率下降，肌肉协调性也随之变化。 6. 未来工作方向：尽管论文聚焦于健康人的肌电信号，但指出未来的研究可以针对残疾人或脊髓损伤动物进行，以进行康复效果的对比实验。 论文的贡献在于提供了一套肌电信号采集与分析的系统解决方案，并通过实验验证了时、频域指标在评估肌肉状态和康复效果上的潜力。这些研究成果为临床实践和康复技术的发展提供了理论支持。