發(fā)布時(shí)間：2017-07-21 05:03

  本文關(guān)鍵詞：展臂任務(wù)下負(fù)載、疲勞和磁刺激對(duì)腦電及肌電信號(hào)的作用

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【摘要】：大腦皮層控制肢體運(yùn)動(dòng),同時(shí)肢體運(yùn)動(dòng)對(duì)大腦皮層有反饋?zhàn)饔�。在運(yùn)動(dòng)中,肢體承受運(yùn)動(dòng)負(fù)載并會(huì)產(chǎn)生體疲勞,但負(fù)載和疲勞對(duì)肌肉組織和大腦皮層的影響還不明確。頭皮腦電圖是實(shí)驗(yàn)室和臨床常用的生理分析方法,可以記錄大腦皮層的電生理活動(dòng),而表面肌電圖是肌肉組織電活動(dòng)的總體體現(xiàn),能反映肌肉的收縮強(qiáng)度和機(jī)能水平。此外,磁刺激具有調(diào)節(jié)神經(jīng)活動(dòng),改變組織興奮性的作用,但是它對(duì)于神經(jīng)系統(tǒng)的作用機(jī)理以及對(duì)體疲勞的緩解作用仍不清楚。本研究設(shè)計(jì)展臂任務(wù),同步采集頭皮腦電和表面肌電信號(hào),提取信號(hào)特征,研究負(fù)載、疲勞和磁刺激對(duì)人體生理信號(hào)的影響。實(shí)驗(yàn)征集18名健康男性被試參與兩次展臂實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)分為任務(wù)1和任務(wù)2。任務(wù)1中被試在放松后開(kāi)始水平展臂,要求被試盡可能得長(zhǎng)時(shí)間保持手臂平穩(wěn)直至力竭,結(jié)束展臂后被試自行休息5分鐘,再進(jìn)行下次展臂,共完成9次展臂,每次展臂佩戴不同重量的負(fù)載。任務(wù)2在任務(wù)1的基礎(chǔ)上,在被試的休息期間引入磁刺激,對(duì)右側(cè)三角肌進(jìn)行磁刺激以幫助緩解疲勞。磁刺激的刺激頻率為6Hz,刺激強(qiáng)度為35mT。在被試執(zhí)行展臂任務(wù)的同時(shí)記錄被試的32導(dǎo)頭皮腦電和兩導(dǎo)表面肌電,依據(jù)展臂的持續(xù)時(shí)間將腦電和肌電信號(hào)分為非疲勞期和疲勞期。在對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理后,提取腦電和肌電特征,包括肌電信號(hào)的均方根、中位頻率、樣本熵;腦電信號(hào)的功率密度積分、相關(guān)度、樣本熵;腦電信號(hào)和肌電信號(hào)的相干面積。通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析,確定展臂任務(wù)中負(fù)載、疲勞和磁刺激對(duì)腦電和肌電特征的作用。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示不同的負(fù)載和不同的疲勞狀態(tài)下,表面肌電和頭皮腦電信號(hào)特征均有顯著差異。負(fù)載增加時(shí),肌電的均方根和中位頻率都顯著上升,p0.05;在疲勞狀態(tài)下,肌電的均方根、中位頻率和樣本熵,及C3、CP5導(dǎo)聯(lián)的腦電樣本熵和相干性都顯著下降,p0.05。在磁刺激作用的影響下Beta節(jié)律的功率密度積分、腦電導(dǎo)聯(lián)間的相關(guān)度和疲勞狀態(tài)下C4導(dǎo)聯(lián)的相干性顯著提高,p0.05,肌電的均方根和中位頻率均有降低。本課題計(jì)算展臂任務(wù)中的腦電及肌電特征參數(shù),依據(jù)計(jì)算結(jié)果分析不同負(fù)載下腦、肌電信號(hào)特征的差異和機(jī)體對(duì)疲勞的反饋,為運(yùn)動(dòng)機(jī)制的研究提供依據(jù)。對(duì)于磁刺激作用的評(píng)估,可以幫助決定合適的磁刺激參數(shù),確定刺激模式的有效性,從而促進(jìn)新的磁刺激裝置的研發(fā)。
【關(guān)鍵詞】：負(fù)載 疲勞 磁刺激 腦電 肌電
【學(xué)位授予單位】：北京工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：R338
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-15
• 1.1 研究背景及意義9-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-13
• 1.3 本文主要內(nèi)容13-15
• 第2章 實(shí)驗(yàn)方案15-25
• 2.1 實(shí)驗(yàn)方案15-20
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)對(duì)象15
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)15-18
• 2.1.3 疲勞期劃分18-19
• 2.1.4 實(shí)驗(yàn)環(huán)境及條件19-20
• 2.2 低頻磁刺激方案20-22
• 2.2.1 肌肉磁刺激線圈設(shè)計(jì)21
• 2.2.2 磁刺激驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)21-22
• 2.3 信號(hào)采集22-25
• 2.3.1 采集儀器設(shè)備22-23
• 2.3.2 體表電極分布23-25
• 第3章 負(fù)載、疲勞和磁刺激對(duì)肌電特征的影響25-37
• 3.1 肌電信號(hào)預(yù)處理25
• 3.2 肌電信號(hào)特征提取25-28
• 3.2.1 功率譜分析26
• 3.2.2 時(shí)域幅值分析26-27
• 3.2.3 復(fù)雜度分析27-28
• 3.2.4 統(tǒng)計(jì)方法28
• 3.3 肌電特征計(jì)算結(jié)果28-35
• 3.3.1 對(duì)負(fù)載和疲勞的分析結(jié)果28-31
• 3.3.2 對(duì)磁刺激作用的分析結(jié)果31-35
• 3.4 討論與小結(jié)35-37
• 第4章 負(fù)載、疲勞和磁刺激對(duì)腦電特征的影響37-51
• 4.1 腦電數(shù)據(jù)預(yù)處理37
• 4.2 腦電信號(hào)特征提取37-39
• 4.2.1 功率譜分析38
• 4.2.2 信號(hào)相關(guān)度38-39
• 4.2.3 樣本熵39
• 4.2.4 統(tǒng)計(jì)方法39
• 4.3 腦電特征計(jì)算結(jié)果39-50
• 4.3.1 對(duì)負(fù)載和疲勞的分析結(jié)果39-45
• 4.3.2 對(duì)磁刺激作用的分析結(jié)果45-50
• 4.4 討論與小結(jié)50-51
• 第5章 負(fù)載、疲勞和磁刺激對(duì)腦電-肌電相干性的影響51-59
• 5.1 相干分析51-52
• 5.1.1 EEG-EMG相干譜51
• 5.1.2 相干面積51
• 5.1.3 統(tǒng)計(jì)方法51-52
• 5.2 EEG-EMG相干譜的分析結(jié)果52-53
• 5.3 相干面積的分析結(jié)果53-58
• 5.3.1 對(duì)負(fù)載和疲勞的分析結(jié)果53-55
• 5.3.2 對(duì)磁刺激作用的分析結(jié)果55-58
• 5.4 討論與小結(jié)58-59
• 結(jié)論59-61
• 參考文獻(xiàn)61-65
• 碩士期間發(fā)表的論文65-66
• 致謝66

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