基于三維運(yùn)動(dòng)和肌電信號(hào)的肩關(guān)節(jié)功能分析
本文選題:肩關(guān)節(jié)功能分析 + 肩周炎 ; 參考:《天津大學(xué)》2012年碩士論文
【摘要】:肩關(guān)節(jié)疼痛和運(yùn)動(dòng)障礙嚴(yán)重影響著人們的日常生活和工作,然而肩關(guān)節(jié)本身復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和多樣的運(yùn)動(dòng),使肩關(guān)節(jié)的相關(guān)研究面臨諸多困難。正確和客觀的判斷患者肩關(guān)節(jié)疾病的程度,分析治療的效果和比較不同的治療方法對(duì)于臨床醫(yī)學(xué)有著十分重要的意義。本研究旨在探索肩關(guān)節(jié)功能分析方法,以肩周炎患者為具體研究對(duì)象,分別從三維運(yùn)動(dòng)學(xué)和表面肌電兩個(gè)方面討論肩關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)和肩部肌肉的功能狀態(tài)。為肩部生理和臨床醫(yī)學(xué)的研究提供一定的借鑒和參考。 5名受試者均來自天津中醫(yī)藥大學(xué)骨科門診,在其接受中醫(yī)手法治療過程中,分五次采集其肩部運(yùn)動(dòng)和肌電數(shù)據(jù)。分析肩周炎患者康復(fù)過程中,其肩部運(yùn)動(dòng)特征和肌肉功能狀態(tài)的變化。本研究針對(duì)肩部運(yùn)動(dòng)特點(diǎn),用三維運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)分別采集肩部在矢狀面。冠狀面。水平面的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù),考察肩肩部活動(dòng)度的變化并進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。同時(shí)記錄了和肩關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)相關(guān)的胸大肌。肱二頭肌。三角肌。岡下肌。背闊肌。斜方肌。肱三頭肌七塊肌肉的肌電信號(hào)。 本研究對(duì)肌電信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理和參數(shù)特征提取,并分析了肩關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)對(duì)肌電特征的影響。為觀察患側(cè)康復(fù)情況,且降低個(gè)體差異,采取同一對(duì)象患側(cè)/健側(cè)的歸一處理方法;在肌電信號(hào)特征提取中,除時(shí)域。頻域常規(guī)方法外,根據(jù)肌電信號(hào)在頻譜上能量分布不均這一情況,本研究提出了用熵值觀察肌電變化,同時(shí)運(yùn)用了帶譜熵和小波包熵,均從不同角度反映了患側(cè)肌肉恢復(fù)情況。此外,本研究還從非線性角度考察了肌電參數(shù),發(fā)現(xiàn)了康復(fù)過程中肌肉狀態(tài)變化的一些規(guī)律。 經(jīng)研究結(jié)果分析,在肩周炎患者康復(fù)過程中,患側(cè)肩關(guān)節(jié)活動(dòng)度增大,相關(guān)肌肉募集放電單元的能力和抗疲勞性均有所增強(qiáng),肌肉功能狀態(tài)趨近于健側(cè)。在應(yīng)用的肌電分析參數(shù)中,時(shí)域特征值均方根能說明肌電能量變化情況,小波包熵可以反映患側(cè)恢復(fù)并接近健側(cè)的水平,非線性參數(shù)復(fù)雜度對(duì)肌肉疲勞較敏感,同時(shí)分析發(fā)現(xiàn),背闊肌及岡下肌狀態(tài)變化較其他肌肉偏小,說明肩周炎對(duì)這兩塊肌肉影響較弱。本文結(jié)論可用于觀察患者病情及評(píng)估治療效果,幫助提出針對(duì)性治療方案。
[Abstract]:Shoulder pain and dyskinesia seriously affect people's daily life and work. However, shoulder joint itself is faced with many difficulties due to its complex structure and various movements. It is very important for clinical medicine to correctly and objectively judge the degree of shoulder disease, analyze the effect of treatment and compare different treatment methods. The purpose of this study was to explore the method of functional analysis of shoulder joint, and to discuss the motion of shoulder joint and the functional state of shoulder muscles from three dimensional kinematics and surface electromyography, taking the patients with periarthritis of shoulder as the specific research object. To provide some reference for the research of shoulder physiology and clinical medicine. The five subjects were all from orthopedic outpatient department of Tianjin University of traditional Chinese Medicine. In the course of the treatment of traditional Chinese medicine manipulation, the shoulder movement and electromyography data were collected five times. The changes of shoulder motion and muscle function in patients with periarthritis of shoulder were analyzed. According to the characteristics of shoulder motion, three-dimensional motion capture system was used to collect the shoulder in sagittal plane. Coronal plane The motion data of horizontal plane were used to investigate the change of shoulder and shoulder motion and the statistical analysis was carried out. The pectoralis major associated with shoulder motion was also recorded. Biceps brachii Deltoid muscle Infraspinatus muscle Latissimus dorsi Trapezius muscle The electromyography of seven muscles of the triceps. In this study, EMG signals were preprocessed and parameters extracted, and the effects of shoulder motion on EMG characteristics were analyzed. In order to observe the rehabilitation of the affected side and reduce the individual difference, the method of normalizing the affected side and the healthy side of the same object was adopted, and the time domain was removed in the feature extraction of the EMG signal. In addition to the conventional methods in frequency domain, according to the uneven energy distribution of EMG signals in the frequency spectrum, this study proposed to observe the changes of EMG with entropy values, and used band entropy and wavelet packet entropy to reflect the recovery of affected muscles from different angles. In addition, the myoelectric parameters were investigated from the nonlinear point of view, and some rules of muscle state change during rehabilitation were found. The results showed that during the rehabilitation of the patients with periarthritis of shoulder, the range of shoulder joint motion increased, the ability and fatigue resistance of the related muscle recruitment discharge units increased, and the muscle function state approached to the healthy side. In the applied EMG analysis parameters, the time domain eigenvalue RMS can explain the change of EMG energy, the wavelet packet entropy can reflect the recovery of affected side and close to the level of healthy side, and the nonlinear parameter complexity is sensitive to muscle fatigue. At the same time, it is found that the wavelet packet entropy can reflect the recovery of the affected side and approach the level of the healthy side. The changes of latissimus dorsi and infraspinal muscles were smaller than those of other muscles, indicating that the effects of shoulder periarthritis on these two muscles were weak. Conclusion it can be used to observe the patient's condition and evaluate the therapeutic effect.
【學(xué)位授予單位】:天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2012
【分類號(hào)】:R318.0
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,本文編號(hào):1883901
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