肌电信号采集与分析系统设计及其应用研究

"肌电信号的采集与分析系统的研制，涉及硕士研究生杨瑞在华中科技大学的研究，由陈琦教授指导。该研究基于国家自然科学基金项目，探讨肌电信号的产生机理、噪声来源，以及在康复评价领域的应用。通过硬件电路（包括肌电电极、信号调理和数据采集卡）和LabVIEW软件设计的肌电信号采集分析系统，实现了信号的实时采集、处理、分析和存储。此外，还利用时频域指标研究了肌肉的力—电关系、疲劳性和协调性，如使用广义似然比检测法判断肌肉运动起始时刻。" 肌电信号是研究肌肉功能和神经控制的重要手段，它反映了肌肉收缩时的电活动。这篇硕士学位论文深入探讨了肌电信号的生理基础，包括信号的产生机制以及可能的噪声源。在康复医学、神经生理学和生物力学等领域，肌电信号的分析具有重要价值，因为它能提供关于肌肉状态和神经功能的详细信息。 论文中提到的肌电信号采集分析系统由三部分硬件构成：肌电电极用于接触皮肤并捕捉肌肉活动产生的微弱电信号；信号调理环节则用来放大和过滤这些信号，去除噪声；USB-4716数据采集卡用于将处理后的信号数字化，以便计算机进一步分析。软件部分采用LabVIEW虚拟仪器平台，它提供了实时采集、滤波、时频域分析、数据存储与回放以及波形打印等多种功能，为肌电信号的研究提供了全面的工具。 在实验研究方面，论文利用时域指标（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）来评估肌肉的力—电关系。实验表明，随着负荷增加，时域指标通常呈现线性增长，而频域指标则有先升后降的趋势。此外，通过观察这些指标在肌肉疲劳过程中的变化，发现平均功率频率和中位频率下降，这可能是肌肉疲劳的标志。同时，肌肉协调性的变化也可通过肌电信号的频域特征来揭示。 这篇硕士论文详细阐述了肌电信号的采集、分析技术和其在肌肉性能评估中的应用，为相关领域的研究提供了宝贵的理论和实践参考。通过肌电信号的时频域分析，不仅可以了解肌肉的工作特性，还能对肌肉疲劳和协调性进行有效评估，这对运动医学、康复治疗和神经科学研究具有重要意义。