开题报告-表面肌电信号检测与分析—硬件部分.doc

淮 阴 工 学 院 毕业设计(论文)开题报告 学 生 姓 名： 王玉鹏 学 号： 1111205502 专 业： 电子信息工程 设计(论文)题目： 表面肌电信号检测与分析—硬件部分 指 导 教 师: 王林高 2015 年 2 月 12 日 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告 1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写 2000字左右的文献综述 文 献 综 述 一. 课题的研究意义 表面肌电信号是肌肉收缩时伴随的电信号，是由肌肉兴奋时所募集的运动单位产生的一个个动作电位序列在皮肤表面叠加而成，是一种非平稳的微弱信号，英文名是sEMG，在临床医学中，肌电图测试已成为日常诊断某些椎体外神经肌肉病变的有力手段。在体育训练和运动生物学领域中，肌电也已成为对运动员或其他人员的分析的依据。所以，用表面肌电信号的检测与分析也为人们所重视。 近年来,随着计算机技术与数据处理技术的发展,越来越多的学者开始从事表面肌电信号(sEMG)的研究,并将其广泛地应用于肌肉生理、肌肉代谢、康复医学及体育运动等方面的研究和神经肌肉疾病诊断。与此同时,由于生物电信号的微弱性,怎样有效获取sEMG也是一项具有挑战性的研究。因此,研制出一种性价比高、方便实用、性能稳定的sEMG数据监测系统具有重要意义。 但是肌电信号采集过程中也存在一些问题，如肌电控制装置采集肌电信号时候肌肉易疲劳。信息模式的重复再现性相对较差，模式形态亦不稳定，外电场对其干扰严重，表面电极检出的肌电信息是肌群的交错信息，并不能完全反映脑运动区对该肌肉的运动指令。 二. 国内外研究的历史，现状和发展空间 2.1 国外：国外的肌电放大采集系统发展半个多世纪，已经较好的解决了原始信号的提取放大分析。自1791年伽伐尼( Galva ni )证实肌肉收缩与电有密切关系以来, 1851年法国的杜波依斯一雷蒙德( Dudoi s-Reymo nd)首先检测到人体肌肉随意收缩时能产生电 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告 信号,随后1922年加塞( Gasser)和厄兰格( Erlang re)利用阴极射线示波器代替传统的检流计观察到肌电图,并因此而荣获1944年的诺贝尔奖。加拿大Thought公司是全球表面肌电领域的领导厂商，经过三十年的持续发展，其表面肌电的提取、分析、训练技术已成为全球公认的最高标准。其全球专利数字传感器技术，有效的还原原始信号，可以对多路的肌电，心电，脑电等生理参数进行分析。提供多种函数运算,同时支持全程数据分析、分段分析、实时分析，和开放数据输出至SPSS、MatLab、ASCLL。荷兰BioSemi公司的Active?Two采用280通道，24位解析度能有效的检测肌电和脑电，其应用程序可直接与电脑相连。国外公司肌电采集系统能很好的完成肌电信号的提取采集，但是由于高昂的价格和较差的兼容性，以及较差的便携性，对于我们的康复工程和假肢控制带来不便。 2.2 国内： 在国内生理信号采集技术已有几十年的技术积累。70年代末，国内医学信息技术进入了新的发展阶段。许多专家开始了以赶超国际医学研究水平为目标的课题实施。而真正以微型计算机为基础的革命性生物医学工程研究则从80年代初开始。83年后，由Z--80至8086/8088CPU及PC总线机种与DOS系统的普及。国内近几年肌电采集放大系统发展迅速。南京大学微弱信号研究中心研制的HB-851?系统能采集到原始的肌电信号，能够比较好的消除噪声的影响。Pclab生物信号采集处理硬件主要完成对各种生物电信号（如：心电、肌电、脑电）与非电生物信号（如：血压、张力、呼吸）的采集，并对采集到的信号进行调理、放大，进而对信号进行模/数（A/D）转换，使之进入计算机。特别是近2年合肥旭宁有限公司的表面肌电仪可以选择有线/无线模式，存储器保存原始肌电数据，数据完整性，在不需要计算机干预的情况下，独立实现肌电信号采集和存储。对于国内进行的已经研究出来的采集系统，也都能较好的实现肌电信号提取采集，但是对于我们日后进行的假肢控制依旧会因为设备体积，繁琐性带来不便。 2.3 发展空间：20世纪以来,随着电子技术的迅猛发展和微电脑的出现,使肌电信号的定量分析及更深入研究成为可能。新的检测和记录技术已经使人们可以对肌电信号和神经肌肉功能进行极为细致的研究。复杂的信号处理与分析技术的出现和微处理器的引入使得肌电信号。表面肌电信号检测具有无创性,有广泛的应用前景,可广泛用于神经肌肉的基础研究、临床诊断、康复工程、运动医学及老年医学等领域。自从1975年Graupe D 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告 提出用ARMA模型来判别肌肉的动作以来,电子假肢的研究进入