الکترومایوگرافی (EMG) مطالعه عملکرد عضله از طریق تحلیل سیگنالهای الکتریکی تولید شده در حین انقباضات عضلانی است که اندازه‌گیری آن همراه با تحریک عضله است که میتواند شامل عضلات ارادی و غیرارادی شود این سیگنال به طور کلی به دو دسته‌ی بالینی وKine Siological EMG تقسیم‌بندی می شود که خود دسته‌ی دوم باز دونوع سوزنی وسطحی را در خود جای می‌دهدکه هر کدام درجای خود بسته به نوع ماهیچه و بیماری مورد استفاده قرار می گیرند در الکترومایوگرافی آنچه از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است نوع طراحی الکترود است که در این مقاله به سه نوع طراحی الکترود اشاره شده است . برای اندازه‌گیری و ثبت سیگنال الکترومایوگرافی مکان قرار دادن الکترود بسیار مهم میباشد . الکترومایوگرافی موضوع تحقیقی بسیار گسترده‌ای میباشد و پرداختن به هر قسمت آن خود به زمان بسیار زیادی احتیاج دارد در اینجا به بررسی این سیگنال در حرکت دست می‌پردازیم . برای شناسایی سیگنال دست از طبقه‌بندی الگوی EMG استفاده می‌کنند که این طبقه‌بندی روشهای گوناگونی از جمله swids ، هوش مصنوعی sofms و غیره می باشد که روش مورد بررسی در این تحقیق طبقه بندی الگوی EMG با استفاده از نقشه‌های خود سازمانده می باشد sofm یک شبکه رقابتی یادگیری بدونکنترلی است که دارای الگوی طبقه‌بندی میباشد . گر چه طبقه بندی الگوهای EMG بسیار مشکل میباشد اما به حرکت دست کمک زیادی می‌کند بیشترین استفاده EMG برای نوسازی دست است نوسازی دست اصولاً با استخوان بندی کنترل شده انجام می‌شود . فعالیت الکتریکی ماهیچه‌ها به ما این اجازه را می‌دهد که بدانیم آیا بیمار در سعی در تکان دادن انگشت‌ها می‌کند یا نه .
هدف از ارائه استخوان بندی خارجی برای این است که بیمار احساس استقلال بیشتری داشته باشد برای کنترل دست‌های مصنوعی مدار آنالوگی طراحی شده است که برای کمک به افراد مقطوع العضو مناسب است که ما در این جا همه این مباحث گفته شده را مورد تحلیل و بررسی قرار می‌دهیم .
مقدمه 1
فصل اول: آشنایی با الکترومایوگرافی
1-1 مقدمه 3
2-1 الکترومایوگرافی چیست ؟3
3-1 منشأ سیگنال EMG کجاست ؟7
1-3-1 واحد حرکتی 7
4-1 آناتومی عضله8
1-4-1 رشته عضلانی واحد8
2-4-1 ساختار سلول ماهیچه 8
5-1 انقباض عضلانی 9
6-1 تحریک‌پذیری غشاء عضله 11
7-1 تولید سیگنال EMG12
1-7-1 پتانسیل عمل 12
8-1 ترکیب سیگنال EMG14
1-8-1 انطباق واحدهای حرکتی 14
9-1 فعال سازی عضله 15
10-1 طبیعت سیگنال MMG16
11-1 فاکتورهای موثر بر سیگنال EMG18
فصل دوم :انواع سیگنالهای الکترومایوگرافی و روشهای طراحی
1-2 انواع EMG 21
2-2 الکترومایوگرافی سطحی : ردیابی و ثبت 22
1-2-2 ارتباطات کلی 22
2-2-2 مشخصه‌های سیگنال EMG23
3-2 مشخصه‌های نویز الکتریکی 24
1-3-2 نویزمحدود شده 24
2-3-2 آرتی فکت‌های حرکتی 24
3-2-2 ناپایداری ذاتی سیگنال 25
3-2 بیشینه سیگنال EMG25
4-2 طراحی الکترود و آمپلی فایر 26
5-2 تقویت تفاضلی 26
6-2 امپدانس داخلی 28
7-2 طراحی الکترودفعال 29
8-2 فیلترینگ 29
9-2 استقرار الکترود 30
10-2 روش مرجح مصرف 30
11-2 هندسه الکترود30
1-11-2 نسبت سیگنال به نویز 31
2-11-2 پهنای باند32
3-11-2 سایر ماهیچه نمونه 32
4-11-2 قابلیت cross talk33
12-2 بار موازی الکترود 33
13-2 قرار دادن الکترود EMG34
1-13-2 تعیین مکان و جهت‌یابی الکترود 34
2-13-2 نه روی نقطه محرک 35
3-13-2 نه روی نقطه محرک 36
4-13-2 نه در لبه‌ی بیرونی ماهیچه 37
14-2 موقعیت الکترود نسبت به فیبرهای ماهیچه 37
15-2 قرار دادن الکترود مقایسه 38
16-2 پردازش سیگنال EMG39
17-2 کاربردهای سیگنالEMG40
18-2 الکترومایوگرافی سوزنی41
19-2 مزایا و معایب الکترودهای سطحی و سوزنی 43
1-19-2 مزیت‌های الکترود سطحی 43
2-19-2 معایب الکترودهای سطحی 43
3-19-2مزایای الکترودهای سوزنی 43
4-19-2 معایب الکترودهای سوزنی 44
20-2 تفاوت موجود بین الکترودهای سطحی وسوزنی 45
21-2 انواع طراحی 45
فصل سوم :مفاهیم اساسی در بدست آوردن سیگنال EMG
1-3 مقدمه 48
2-3 معرفی 48
1-2-3 نمونه‌برداری دیجیتال چیست ؟48
2-2-3 فرکانس نمونه‌برداری 49
3-2-3 فرکانس نمونه‌برداری چقدر باید بالا باشد ؟49
4-2-3 زیر نمونه‌برداری – وقتی که فرکانس نمونه‌برداری خیلی پائین باشد 52
5-2-3 فرکانس نایکوئیست 53
6-2-3 تبصره‌ی کاربردی DELSYS54
3-3 سینوس‌ها و تبدیل فوریه 54
1-3-3 تجزیه سیگنالها به سینوس‌ها 55
2-3-3 دامنه فرکانس 57
3-3-3 مستعارسازی – چطور از آن دوری کنیم ؟59
4-3-3 فیلترپارمستعاد 61
5-3-3نکته کاربردی DELSYS63
4-3 فیلترها 64
1-4-3 انواع فیلترهای ایده آل 65
2-4-3 پاسخ فاز ایده‌آل 67
3-4-3 فیلتر کاربردی 68
4-4-3پاسخ فاز غیر خطی 71
5-4-3 اندازه‌گیری ولتاژ - دامنه ، توان ودسی بل 72
6-4-3 فرکانس 3 Db74
7-4-3 مرتبه فیلتر 75
8-4-3 انواع فیلتر 76
9-4-3 فیلترهایdigital - Analog Vs 80
10-4-3 نکته کاربردی Delsys84
5-3 رسیدگی به مبدل‌های آنالوگ به دیجیتال 85
1-5-3 کوانتایی سازی 85
2-5-3 رنج دینامیکی 87
3-5-3 کوانتایی سازی سیگنال EMG90
4-5-3 مشخص ک ردن ویژگی‌های ADC92
5-5-3 نکته کاربردی Delsys95
6-3 نتیجه‌گیری 95
فصل 4: بکارگیری مناسبت نیرویgrip مبنی بر سیگنال EMG
1-4 مقدمه 98
2-4دید کلی پایه‌ای یک سیستم 98
3-4 منطقی برای تولید نیروی گریپ 99
4-4 دستاورد 102
5-4 نتیجه 103
فصل پنجم : طبقه‌بندی سیگنال EMG برای شناسایی سیگنال دست
1-5مقدمه 105
2-5 سیگنالهای EMG و سیستم اندازه‌گیری 107
3-5 طرح ویژگی خود سازمان دهی 107
4-5 روش طبقه بندی سیگنال EMG پیشنهادی 109
5-5 نتیجه‌گیری 117
فصل 6: ارتباط بین نیروی ماهیچه‌ای ایزومتریک و سیگنال EMG به
عنوان هندسه بازو
1-6مقدمه 119
2-6نتایج 121
3-6 بحث 123
1-3-6 ارتباط EMG- Force127
2-3-6 رابط نیروی MF129
3-3-6 رابطه‌ی درصد نیروی DET131
4-3-6 نتایج 131
4-6 روش تجربی 132
1-4-6 اشخاص 132
2-4-6 مجموعه تجربی 132
3-4-6 مدارک EMG و نیرو133
4-4-6 تحلیل‌های EMG غیر خطی 135
5-4-6 تحلیل‌های آماری و پارامترها 136
5-6 نتیجه‌گیری 136
فصل 7: طبقه‌بندی سیگنال EMG برای کنترل دست مصنوعی
1-7 مقدمه 138
2-7 روش‌ها 140
3-7 آزمایش و نتایج141
1-3-7 نتیجه‌گیری 142
فصل 8 : یک استخوان‌بندی کنترل شده توسط EMG برای نوسازی دست
1-8 مقدمه 144
2-8 سیستم اصلاح دست 148
1-2-8 استخوان‌بندی خارجی 148
2-2-8 الکترونیک و نرم افزار 149
3-8 پردازش EMG151
4-8 تستهای اولیه دستگاه 153
1-4-8 نتیجه‌گیری 155
2-4-8 کارهای آینده 156
فصل نهم : یک مدار آنالوگ جدید بر ای کنترل دست مصنوعی
1-9 مقدمه 158
2-9 چکید‌ه‌ای از سیستم 160
3-9 پیاده‌سازی مدار 163
4-9 نتایج شبیه سازی 166
5-9 نتیجه‌گیری 168
شامل 187 صفحه word
فرمت فایل : word(قابل ویرایش)تعداد صفحات54
در این تحقیق ابتدا برخی از تبدیلات زمان – فرکانس به طور مختصر بیان می‌شود. در ادامه به بررسی نمایشهای زمان – فرکانس سیگنالهای VAG با تبدیلات مذکور پرداخته شده است. این قسمت شامل دو مرحله است، در مرحله اول سیگنال شبیه سازی شده VAG با توضیح‌های مختلف زمان – فرکانس نمایش داده می‌شود. مرحله دوم به بررسی نمایشهای متفاوت سیگنال VAG با توزیع‌های مذکور اختصاص یافته است. در نهایت روشهای مختلف نمایش با یکدیگر مقایسه شده‌اند.
2-1- تبدیل زمان – فرکانس
1-2-1- اهمیت تبدیلهای زمان – فرکانس
سیگنالهایی که ما در زندگی روزمره با آنها سر و کار داریم، از قبیل سیگنالهایی که از اعضای مختلف بدن انسان تولید می شوند یا سیگنالهایی که صداها و تصاویر اطراف ما را تشکیل می‌دهند، ماهیت غیر ایستان دارند، به مفهومی که اگر طیف این سیگنالها رسم شود این طیف با زمان تغییر می کند، لذا این نوع سیگنالها را نمی توان بدون توجه توأم به زمان و فرکانس مطالعه نمود. در واقع کامل ترین روش برای نمایش یک سیگنال نمایش توأم در حوزه زمان و فرکانس است.
راه حل عملی برای نمایش توأم در حوزه زمان و فرکانس این است که محورهای عمودی و افقی را برای زمان و فرکانس اختیار کنیم و با نمایش سه بعدی که ارتفاع نمایانگر دامنه سیگنال است و یا استفاده از کمرنگ و پررنگ شدن خطوط در نمایش دو بعدی، دامنه سیگنال را در حوزه زمان -فرکانس نشان بدهیم.
اکثر نمایشهای پرکاربرد زمان – فرکانس که در واقع همگی تبدیل های ریاضی سیگنال می باشند در دو دسته کلی جا می گیرند:
1- تبدیلات خطی
2- تبدیلات دو خطی یا تربیعی
مهمترین خاصیتی که تبدیلات خطی را از تبدیلات دو خطی و سایر تبدیلات جدا می سازد، برقرار بودن اصل بر هم نهی در اینگونه تبدیلات است. در ادامه به مرور مختصر برخی از تبدیلات حوزه زمان – فرکانس می پردازیم]13[.
2-2-1- تبدیل خطی STFT
همانطور که در ابتدای بحث ذکر شد، تبدیل فوریه معمولی سیگنال وابسته به زمان نمی باشد، لذا بدیهی است که باید راهی پیدا کرد تا بتوان تبدیل فوریه را به حالت سیگنالهای غیر ایستان تعمیم داد.
یک روش ساده برای تحقق این امر آنست که به جای توابع Sin و Cos معمولی که در حوزه زمان نامحدود هستند و در حوزه فرکانس متمرکز می باشند از توابع دیگری که در حوزه زمان محدود شده اند استفاده کنیم. برای این منظور می توان تابع پنجره انتخاب کرد و با حرکت دادن آن در حوزه زمان روی سیگنال مورد نظر ماهیت متغیر با زمان محتوای فرکانسی را به نحوی ثبت کرد. در واقع به جای به کار بردن Sin و Cos از ضرب شده این توابع در تابع پنجره استفاده می شود. به صورت ریاضی داریم:
(1)
در این رابطه s(t) تابع زمانی سیگنال بوده و h(t) تابع پنجره بحث شده است. طبق این رابطه با حرکت دادن پنجره زمانی بینهایت تبدیل فوریه متناظر با هر زمان به دست می‌آوریم که همین سبب ثبت محتوای فرکانسی سیگنال بر حسب زمان می شود.
الکترومایوگرافی (EMG) مطالعه عملکرد عضله از طریق تحلیل سیگنالهای الکتریکی تولید شده در حین انقباضات عضلانی است که اندازه‌گیری آن همراه با تحریک عضله است که میتواند شامل عضلات ارادی و غیرارادی شود این سیگنال به طور کلی به دو دسته‌ی بالینی وKine Siological EMG تقسیم‌بندی می شود که خود دسته‌ی دوم باز دونوع سوزنی وسطحی را در خود جای می‌دهدکه هر کدام درجای خود بسته به نوع ماهیچه و بیماری مورد استفاده قرار می گیرند در الکترومایوگرافی آنچه از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است نوع طراحی الکترود است که در این مقاله به سه نوع طراحی الکترود اشاره شده است . برای اندازه‌گیری و ثبت سیگنال الکترومایوگرافی مکان قرار دادن الکترود بسیار مهم میباشد .
این فایل کاملا اصلاح شده و شامل : صفحه نخست ، فهرست مطالب و متن اصلی می باشد و با فرمت ( word ) در اختیار شما قرار می گیرد.
(فایل قابل ویرایش است )
تعداد صفحات:167
