【摘要】：伴隨著社會的快速發(fā)展,腦卒中、關(guān)節(jié)炎等疾病的患病率日益增長,以及交通事故等意外傷害頻發(fā),導(dǎo)致肢體殘障的人數(shù)逐年上升。針對運(yùn)動功能障礙患者的傳統(tǒng)康復(fù)治療方案一般采用康復(fù)醫(yī)師與患者一對一形式。傳統(tǒng)方式的康復(fù)治療不僅增加了康復(fù)醫(yī)師的工作強(qiáng)度,而且患者也需要經(jīng)常奔波于大型醫(yī)院,加重了經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。同時傳統(tǒng)的康復(fù)訓(xùn)練過程枯燥、效率低下、治療效果差,極大的打擊了患者對于康復(fù)治療的信心。因此,居家康復(fù)、自主康復(fù)已經(jīng)成為時下的熱門話題。在自主康復(fù)訓(xùn)練過程中研究如何客觀合理的制定運(yùn)動量計(jì)劃,并且開發(fā)出一款價(jià)格低廉,應(yīng)用于家庭的輔助康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)具有重要的社會價(jià)值和意義。本文采用實(shí)時性強(qiáng)、測量無損傷的表面肌電信號對肌肉進(jìn)行運(yùn)動性肌肉疲勞分析,以測定最大運(yùn)動量。首先,在對sEMG信號的預(yù)處理的中,應(yīng)用小波變換的方式對股外側(cè)肌的sEMG信號進(jìn)行了去噪,結(jié)果顯示信號方差明顯下降,去噪效果良好。其次,利用肌電疲勞閾,作為肌肉運(yùn)動達(dá)到疲勞的標(biāo)志,并以肌肉達(dá)到疲勞時的運(yùn)動時長為指標(biāo)將肌電疲勞閾與判斷肌肉疲勞的“金標(biāo)準(zhǔn)”通氣閾進(jìn)行了對比,結(jié)果顯示肌電疲勞閾所測定的運(yùn)動時長與通氣閾測定的運(yùn)動時長誤差較小,證明了肌電疲勞閾判斷肌肉疲勞的有效性。最后,為了更深入的分析肌肉工作在肌電疲勞閾時的特點(diǎn),對股外側(cè)肌達(dá)到肌電疲勞閾時的sEMG信號進(jìn)行了混沌分析,提取了最大李雅普諾夫指數(shù)等混沌特征,結(jié)果顯示股外側(cè)肌的表面肌電信號達(dá)到肌電疲勞閾時具有良好的混沌特性,且此時信號的最大李雅普諾夫指數(shù)小于肌肉未達(dá)到肌電疲勞閾時的最大李雅普諾夫指數(shù)。利用體感傳感器Kinect,設(shè)計(jì)開發(fā)了一款將康復(fù)訓(xùn)練動作融入體感游戲場景中,且能根據(jù)sEMG信號實(shí)時分析肌肉運(yùn)動是否達(dá)到疲勞狀態(tài)并做出提醒的康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)。本文的工作,對應(yīng)用sEMG信號進(jìn)行肌肉疲勞分析及體感康復(fù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行了初探性的研究,為后續(xù)實(shí)現(xiàn)以sEMG信號為控制量的智能化輔助康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)的研究提供了一定的理論基礎(chǔ)與技術(shù)支撐。
【學(xué)位授予單位】：河北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TH789
【圖文】：

當(dāng)運(yùn)動神經(jīng)興奮時，該運(yùn)動神經(jīng)元連接的肌肉纖維均會產(chǎn)生收縮。對于一個完整的肌肉活動而言，它是在中樞神經(jīng)系統(tǒng)控制下進(jìn)行活動的。如圖 2-1 所示圖2-1 運(yùn)動神經(jīng)元當(dāng)中樞神經(jīng)系統(tǒng)傳遞出運(yùn)動信息后，α神經(jīng)元內(nèi)部會產(chǎn)生神經(jīng)沖動(Nerve Impulse)，即動作電位的電位差變化。神經(jīng)沖動由α神經(jīng)元的軸突傳遞至神經(jīng)末梢，并通過神經(jīng)肌肉連接處到達(dá)肌肉纖維。這種傳遞過程中引起了化學(xué)物質(zhì)乙酰膽堿（Acetylcholine, Ach）的釋放。Ach 使終板膜產(chǎn)生終板電位，終板膜去極化過程中與肌膜產(chǎn)生電位差，最終導(dǎo)

河北大學(xué)工程碩士學(xué)位論文8圖2-3 美國Noraxon肌電信號采集設(shè)備其中，序號 1 為 DTS 無線數(shù)據(jù)傳感器充電插槽，序號 2 為 Ag/AgCl 電極，序號 3為 DTS 無線數(shù)據(jù)傳感器，序號 4 為桌面無線數(shù)據(jù)接收器。sEMG 信號采集時，通常需要合理布置電極片的粘貼位置，排除皮膚阻抗、外界環(huán)境電磁干擾等因素，已保證采集得到的信號的有效應(yīng)。將影響 sEMG 信號采集的因素具體歸納如下：(1)電極位置：檢測電極放置位置應(yīng)盡量遠(yuǎn)離其它肌肉，以減小對被測肌肉的影響。電極應(yīng)粘貼于肌腹的中間

股外側(cè)肌位置

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本文編號：2788759