动物自由活动中肌电信号记录和的分析系统研制

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1、分类号学号M200971948学校代码10487密级硕士学位论文动物自由活动中肌电信号记录与分析系统的研制学位申请人：程俊银学科专业：控制理论与控制工程指导教师：徐琦副教授答辩日期：2012年1月11日AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringDevelopmentofanEMGrecordingsystemavailableforfreelymovinganimalsCandidate：ChengJun-yinMajor

2、：ControlTheoryandControlEngineeringSupervisor：AssociateProf.XuQiHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaJan11,2012独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论

3、文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要肌电信号是指肌肉电活动在时间、空间上综合产生的生物电信号，肌电信号不仅与神

4、经控制信号有关，也与肌肉本生的生理学特性有关。目前对肌电信号的研究被广泛地应用在康复工程学、临床诊断、运动学和体育运动等各领域。本文以国家自然科学基金项目为背景，在介绍肌电信号产生机理和噪声产生条件的基础上针对运用于动物实验的设计要求，研制了一套用于采集自由活动中动物肌电信号的采集系统，主要包括电极材料的选择、记录电极的植入方式、放大电路的设计、滤波电路的选择和上位机数据分析管理软件的研发等。本文设计出了一种便携式的专门用于动物实验的高精度肌电信号采集系统。系统包括了硬件与软件两部分。硬件设计部分选择线电极记录信号，采用芯片级封装的双通道仪表放大器A

5、D8222构成置于大鼠颅骨的前置放大板，配合典型滤波放大电路和USB-4716数据采集卡完成对肌电信号的拾取工作；系统的软件设计部分不仅研究了采用广义似然比检测法对肌肉收缩起止点进行判断的算法，而且利用LABVIEW和MATLAB设计了对实验数据进行分析和管理的应用程序，控制采集卡完成信号的采集和传送任务，并在上位机中完成对数据的滤波和存储功能。最后本文介绍了肌电电极植入目标肌肉的外科手术过程以及肌电信号记录与分析的动物实验，结果表明该采集系统不仅能够采集自由活动过程中动物后肢的肌电信号，而且采用肌肉收缩起止时刻判断算法对采集的肌电信号进行分析，得到

6、起始点判断最大误差为4.9%，终止点判断最大误差为4.4%。关键词：动物实验，植入式电极，肌电记录，虚拟仪器，广义似然比检测法I华中科技大学硕士学位论文AbstractElectromyographyistheresultofthemuscleelectricitybothspatialandtemporal,whichisrelatedwiththeneuralcontrolsignalsaswellasthephysiologicalcharacteristicsofmuscle.Thesedays,thestudyofEMGsignalshas

7、beenwidelyusedinmanyfieldssuchasrehabilitationengineering,clinicaldiagnosis,kinesiologyandathleticsmedicine.TheworksinthisthesishavebeensupportedbyNationalNaturalScienceFoundationofChina.AftertheintroductionofthemechanismofEMGsignalsandthestrategiestoavoidnoise,anoptimizationof

8、theEMGsignalacquisitionsystemusedforfreelymovinganimal