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《2005 表面肌电信号测试中工频干扰的抑制_罗志增》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第26卷第2期仪器仪表学报2005年2月X表面肌电信号测试中工频干扰的抑制罗志增任晓亮(杭州电子工业学院杭州310037)摘要介绍了一种表面肌电信号(EMG)测试调理电路和信号处理的方法。表面EMG测量中最难处理的问题之一是工频(50Hz)干扰,它处在有效的肌电信号频带之中。针对表面EMG的测量特点设计了一种信号调理电路,使肌电信号和工频信号并行单独处理,避免了不加区分地采用工频陷波器,这一设计思想在实际的肌电信号检测时取得了较好的实验结果。关键词表面肌电信号工频干扰信号处理PowerFrequen
2、cyNoiseRestraintinSurfaceElectromyographyMeasurementLuoZhizengRenXiaoliang(HangzhouInstituteofElectronicEngineering,Hangzhou310037,China)AbstractAsurfaceelectromyography(EMG)detectionandprocessingcircuitisdiscussed.ThesurfaceEMGisusuallydisturbedbypowe
3、rfrequencynoise.Inthatcases,itisaproblem,becausethesurfaceEMGisconfusedwithpowerfre2quencynoise.AprocessingcircuitforthemeasurementofsurfaceEMGisdesignedbyusingaparallelstructurerespec2tivelyforEMGsignalprocessingandpowerfrequencynoiseprocessing.Itcanb
4、eavoidedthata50Hztrapfilterabused.Theexperimentationprovedthedevelopedcircuitwaseffective.KeywordsSurfaceEMGPowerfrequencynoiseSignalprocessing[1](包括仿生假肢)等诸多领域。1引言表面EMG是一种很微弱的生理电现象。早先,为了获得稳定的肌电信号,一般采用针电极(扎入对应的肌电信号(EMG)是一种伴随肌肉运动而产生的肌肉部位)。近年来,随着检测技术和信号处理
5、手段的生物电信号,表面EMG则是通过检测手段获取的肌进步,研究如何用表面EMG信号代替针电极EMG进肉外表皮肤上的电信号。在人的肢体运动时,大脑皮行全面临床无损诊断,已经成为医学和生物医学界研究[3]层中控制运动区域的神经元兴奋并产生一定频率的电的热点问题之一,表面电极测量一般会带来较明显的脉冲,这个电脉冲通过神经系统精确地传导至特定的工频干扰,通常的方法是采用工频陷波器。工频陷波器肌肉纤维。当这些电脉冲到达神经—肌肉突触时,在存在的缺陷是显而易见的,因为陷波滤波器尽管滤除了肌纤维中产生终板电位,它
6、的去极化将在肌纤维中产工频干扰,同时对有用的信号也造成较大的损害。随着生一串动作电位,引起肌肉收缩,使肢体完成大脑所设测试技术的发展,肌电测试系统越来越倾向于不加工频定的动作,与此同时,在皮肤表面也产生复杂的生物电陷波器,因而测试系统是否采用陷波滤波器已成为衡量[2]现象。表面EMG是肢体运动中各部分肌肉活动所生测试数据是否可靠、精确的重要标志之一。成的综合生理电现象,对表面EMG的分析研究可发下面根据肌电信号及干扰产生的原理,介绍作者现它与肌肉生理状态和肢体运动模式之间的对应关所研制的表面EMG的
7、测试方法、设计思想和信号处系,进而可广泛应用于临床医学、运动医学、医疗康复理的手段,并用实验测试的方法验证了这一设计思想。X本文于2003年3月收到,系国家自然科学基金(60474054)、浙江省自然科学基金(RC02070)资助项目。194仪器仪表学报第26卷素均可对输入信号产生影响,比较严重的情况是输入2系统组成信号缓慢漂移,如果直接接入高倍数的放大器,可能引起输出饱和。从文献[3]得知,有效的肌电信号大致在小臂表面肌电信号测试系统框图如图1所示,它5～500Hz范围,所以,直流至5Hz的低频信
8、号经过高由拾电电极、高通滤波、仪器放大器、低通滤波、匹配滤通滤波先给予滤除。高通滤波后的信号接入仪器放大波器、A/D转换和数据处理、显示等部分组成。图中器,该放大器采用专用芯片INA114,该运放的共模抑虚框部分分别是肌电信号、工频信号预处理电路。制比高达115dB,失调电压<50μV,并且只需外挂一个肌电信号预处理电路中,首先进行高通滤波,抑制电阻就可以在1～10000倍之间设定放大倍数,一般,微弱输入信号中存在的漂移现象。由于输入信号是皮仪器放大器的放大倍数要达到
