肌电信号分析在下肢残肢训练系统中的应用研究

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1、河北工业大学硕士学位论文肌电信号分析在下肢残肢训练系统中的应用研究摘要现在，我国有众多截肢患者，需要装配假肢的截肢患者约有100万人，而下肢截肢患者则高达80%以上。现代截肢者康复理论认为：及时、正确的护理和训练残端是十分必要的。假肢需要根据残肢状况进行设计，其使用效果不仅与假肢零部件的性能有关，而且与残肢状况的好坏有直接关系。下肢截肢患者在截肢后，残肢的运动功能必须得到恢复，才能较好的穿戴假肢。针对下肢截肢患者，我们需要给他们进行必要的辅助训练，帮助他们恢复下肢的运动功能。对残肢训练系统的研究是首次提出

2、的，在国内外市场没有发现类似的产品。因此，下肢残端训练系统成为康复领域里的一个重要研究课题。本课题的提出正为了完善这个系统所做的基础性研究。本文所进行的研究方案是针对下肢截肢者进行运动功能恢复的训练，让下肢截肢者进行等长、等张和等速训练进行康复，建立下肢残肢功能康复训练系统的实验平台，对截肢者的残肢训练中对股直肌的肌电信号进行采集，在研究肌电信号特点的基础上，进行不同训练模式的下肢表面肌电信号采集的特征提取，实现操作者与训练系统之间的信息转换。在下肢残肢康复训练中引入表面肌电信号实现人机交互，使肌电信号用

3、于运动功能康复评价和训练模式的识别，根据患者的意图来实现康复训练动作，并且利用肌电信号进行实时反馈。基于肌电信号的分类和识别，进一步研究经过训练找出阈值进行控制训练模式的方案。探索肌电信号与训练模式之间的关系，研究训练模式转换和控制力矩的依据。本文的创新点是研究下肢截肢者的康复训练特点，提出一种以单片机为核心控制单元，控制直流力矩电机和阻尼源磁粉制动器，建立下肢残肢功能训练系统的实验平台，将虚拟仪器技术引入到下肢残肢肌电信号处理和显示中来，建立了基于虚拟仪器技术的下肢残肢表面肌电信号反馈系统。为了简化操作

4、和提高开发及操作效率，基于虚拟仪器技术，用LabVIEW软件编程，完成了数据处理和显示的设计。该系统通过对截肢者肌电信号采集分析，可实现对患者的康复效果的量化评定，并可作为判定和修改康复计划的依据。关键词:下肢截肢，康复训练，表面肌电信号，虚拟仪器，信号处理i肌电信号分析在下肢残肢训练系统中的应用研究APPLIEDRESEARCHOFSURFACEEMGANALYSEINTHEREHABILITATIVETRAININGSYSTEMOFLOWERRESIDUALLIMBSABSTRACTAtpresent

5、,amputationpatientswhoneedfixingartificiallimbareassemblyabout1,000,000andpatientswithlowerextremityamputationsashighas80percent.AmputeesRehabilitationmoderntheory:thetimelyandcorrectcareandtrainingstumpisverynecessary.Theprosthesisneedtobedesignedandbesu

6、bjectedtotheinfluenceofresiduallimb,installingtheprosthesisisnotonlyrelatedtothequality,functionofprostheticproduct,butalsorelatedtoconditionsofresiduallimbs.Tofittheprosthesis,theamputeesoflowerlimbsmustrecovertheirkinematicsfunction.Hereon,wecarryonther

7、esearchoftherehabilitativetrainingsystemoflowerresiduallimbs.Therefore,thelegstumprehabilitationtrainingsystemhasbecomeanimportantfieldofresearchtopics.Thisstudyisthebasicresearchinordertorealizethisgoal.Theresearchmaincontentiscarryingonrehabilitativetra

8、iningforkineticfunctionforamputationpatients.Provideamethodtoachieveisotonic,isometricandisokineticexerciseforthepatientsofresiduallimb.Collectlegquadriceps,establishexperimentalplatformoftherehabilitativetrainingsy