بررسی سیگنالهای الكترو مایوگرافی در حركت دست

دسته: برق ، الکترونیک و مخابرات
بازدید: 147 بار
فرمت فایل: doc
حجم فایل: 2604 کیلوبایت
تعداد صفحات فایل: 179

مشکلات عصبی وحرکتی همواره محققان را واداشته تا بدنبال یافتن روشهایی برای رفع این مشکلات برایند استفاده از الکترومایو گرافی یکی از این روش ها میباشد

قیمت فایل فقط 8,900 تومان

بررسی سیگنالهای الكترو مایوگرافی در حركت دست

چكیده :

الكترومایوگرافی (EMG) مطالعه عملكرد عضله از طریق تحلیل سیگنال‌های الكتریكی تولید شده در حین انقباضات عضلانی است كه اندازه‌گیری آن همراه با تحریك عضله است كه میتواند شامل عضلات ارادی و غیرارادی شود این سیگنال به طور كلی به دو دسته‌ی بالینی وKine Siological EMG تقسیم‌بندی می شود كه خود دسته‌ی دوم باز دونوع سوزنی وسطحی را در خود جای می‌دهدكه هر كدام درجای خود بسته به نوع ماهیچه و بیماری مورد استفاده قرار می گیرند در الكترومایوگرافی آنچه از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است نوع طراحی الكترود است كه در این مقاله به سه نوع طراحی الكترود اشاره شده است . برای اندازه‌گیری و ثبت سیگنال الكترومایوگرافی مكان قرار دادن الكترود بسیار مهم میباشد . الكترومایوگرافی 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 حركت دست می‌پردازیم . برای شناسایی سیگنال دست از طبقه‌بندی الگوی EMG استفاده می‌كنند كه این طبقه‌بندی روش‌های گوناگونی از جمله swids ، هوش مصنوعی sofms و غیره می باشد كه روش مورد بررسی در این تحقیق طبقه بندی الگوی EMG با استفاده از نقشه‌های خود سازمانده می باشد sofm یك شبكه رقابتی یادگیری بدونكنترلی است كه دارای الگوی طبقه‌بندی می‌باشد . گر چه طبقه‌ بندی الگوهای EMG بسیار مشكل می‌باشد اما به حركت دست كمك زیادی می‌كند بیشترین استفاده EMG برای نوسازی دست است نوسازی دست اصولاً با استخوان بندی كنترل شده انجام می‌شود . فعالیت الكتریكی ماهیچه‌ها به ما این اجازه را می‌دهد كه بدانیم آیا بیمار در سعی در تكان دادن انگشت‌ها می‌كند یا نه .

هدف از ارائه استخوان بندی خارجی برای این است كه بیمار احساس استقلال بیشتری داشته باشد برای كنترل‌ دست‌های مصنوعی مدار ‌آنالوگی طراحی شده است كه برای كمك به افراد مقطوع العضو مناسب است كه ما در این جا همه این مباحث گفته شده را مورد تحلیل و بررسی قرار می‌دهیم .

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                               صفحه

چكیده

مقدمه ...................................................................................................................... 1

فصل اول : ‌آشنایی با الكترومایوگرافی

1-1 مقدمه .............................................................................................................. 3

2-1 الكترومایوگرافی چیست ؟................................................................................ 3

3-1 منشأ سیگنال EMG كجاست ؟....................................................................... 7

1-3-1 واحد حركتی ............................................................................................... 7

4-1 آناتومی عضله.................................................................................................. 8

1-4-1 رشته عضلانی واحد.................................................................................... 8

2-4-1 ساختار سلول ماهیچه ................................................................................ 8

5-1 انقباض عضلانی .............................................................................................. 9

6-1 تحریك‌پذیری غشاء عضله ............................................................................ 11

7-1 تولید سیگنال EMG...................................................................................... 12

1-7-1 پتانسیل عمل ............................................................................................. 12

8-1 تركیب سیگنال EMG.................................................................................... 14

1-8-1 انطباق واحدهای حركتی ........................................................................... 14

9-1 فعال سازی عضله ........................................................................................ 15

10-1 طبیعت سیگنال MMG................................................................................ 16

11-1 فاكتورهای موثر بر سیگنال EMG............................................................. 18

فصل دوم :انواع سیگنال‌های الكترومایوگرافی و روشهای طراحی

1-2 انواع EMG .................................................................................................. 21

2-2 الكترومایوگرافی سطحی : ردیابی و ثبت ...................................................... 22

1-2-2 ارتباطات كلی ............................................................................................ 22

2-2-2 مشخصه‌های سیگنال EMG.................................................................... 23

3-2 مشخصه‌های نویز الكتریكی ......................................................................... 24

1-3-2 نویزمحدود شده ....................................................................................... 24

2-3-2 آرتی فكت‌های حركتی .............................................................................. 24

3-2-2 ناپایداری ذاتی سیگنال ............................................................................. 25

3-2 بیشینه سیگنال EMG.................................................................................... 25

4-2 طراحی الكترود و ‌آمپلی فایر ........................................................................ 26

5-2 تقویت تفاضلی ............................................................................................... 26

6-2 امپدانس داخلی .............................................................................................. 28

7-2 طراحی الكترودفعال ...................................................................................... 29

8-2 فیلترینگ ........................................................................................................ 29

9-2 استقرار الكترود ............................................................................................ 30

10-2 روش مرجح مصرف .................................................................................. 30...........

11-2 هندسه الكترود............................................................................................. 30

1-11-2 نسبت سیگنال به نویز ............................................................................ 31

2-11-2 پهنای باند................................................................................................ 32

3-11-2 سایر ماهیچه نمونه ................................................................................ 32

4-11-2 قابلیت cross talk.................................................................................. 33

12-2 بار موازی الكترود ..................................................................................... 33

13-2 قرار دادن الكترود EMG........................................................................... 34

1-13-2 تعیین مكان و جهت‌یابی الكترود ............................................................. 34

2-13-2 نه روی نقطه محرك .............................................................................. 35

3-13-2 نه روی نقطه محرك .............................................................................. 36

4-13-2 نه در لبه‌ی بیرونی ماهیچه .................................................................... 37...........

14-2 موقعیت الكترود نسبت به فیبرهای ماهیچه ................................................ 37

15-2 قرار دادن الكترود مقایسه .......................................................................... 38

16-2 پردازش سیگنال EMG.............................................................................. 39

17-2 كاربردهای سیگنالEMG........................................................................... 40

18-2 الكترومایوگرافی سوزنی............................................................................. 41

19-2 مزایا و معایب الكترودهای سطحی و سوزنی ............................................ 43

1-19-2 مزیت‌های الكترود سطحی ...................................................................... 43

2-19-2 معایب الكترودهای سطحی ..................................................................... 43

3-19-2مزایای الكترودهای سوزنی .................................................................... 43...........

4-19-2 معایب الكترودهای سوزنی .................................................................... 44

20-2 تفاوت موجود بین الكترودهای 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 فركانس نمونه‌برداری .............................................................................. 49...........

3-2-3 فركانس نمونه‌برداری چقدر باید بالا باشد ؟............................................ 49...........

4-2-3 زیر نمونه‌برداری – وقتی كه فركانس نمونه‌برداری خیلی پائین باشد .... 52...........

5-2-3 فركانس نایكوئیست .................................................................................. 53...........

6-2-3 تبصره‌ی كاربردی DELSYS................................................................. 54...........

3-3 سینوس‌ها و تبدیل فوریه .............................................................................. 54...........          

1-3-3 تجزیه سیگنال‌ها به سینوس‌ها ................................................................. 55

2-3-3 دامنه فركانس ........................................................................................... 57...........

3-3-3 مستعارسازی – چطور از آن دوری كنیم ؟............................................. 59...........

4-3-3 فیلترپارمستعاد ......................................................................................... 61

5-3-3نكته كاربردی DELSYS.......................................................................... 63

4-3 فیلترها ........................................................................................................... 64

1-4-3 انواع فیلترهای ایده‌ آل .............................................................................. 65

2-4-3 پاسخ فاز ایده‌آل ....................................................................................... 67

3-4-3 فیلتر كاربردی .......................................................................................... 68

4-4-3پاسخ فاز غیر خطی ................................................................................... 71

5-4-3 اندازه‌گیری ولتاژ - دامنه ، توان ودسی بل ............................................. 72

6-4-3 فركانس 3 Db.......................................................................................... 74

7-4-3 مرتبه فیلتر ................................................................................................ 75

8-4-3 انواع فیلتر ................................................................................................. 76

9-4-3 فیلترهایdigital - Analog Vs ............................................................. 80

10-4-3 نكته كاربردی Delsys........................................................................... 84

5-3 رسیدگی به مبدل‌های آنالوگ به دیجیتال ...................................................... 85

1-5-3 كوانتایی سازی ......................................................................................... 85

2-5-3 رنج دینامیكی ............................................................................................ 87

3-5-3 كوانتایی سازی سیگنال EMG................................................................. 90

4-5-3 مشخص ك ردن ویژگی‌های ADC.......................................................... 92

5-5-3 نكته كاربردی Delsys.............................................................................. 95

6-3 نتیجه‌گیری .................................................................................................... 95

فصل 4: بكارگیری مناسبت نیرویgrip مبنی بر سیگنال EMG

1-4 مقدمه ............................................................................................................ 98

2-4دید كلی پایه‌ای یك 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

1-5  مقدمه .......................................................................................................... 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 ایزومتریك و سیگنال EMG به
عنوان هندسه بازو

1-6  مقدمه .......................................................................................................... 119

2-6  نتایج ............................................................................................................ 121

3-6 بحث ............................................................................................................ 123

1-3-6 ارتباط EMG- Force............................................................................ 127

2-3-6 رابط نیروی MF.................................................................................... 129

3-3-6 رابطه‌ی درصد نیروی DET.................................................................. 131

4-3-6 نتایج ....................................................................................................... 131

4-6 روش تجربی ............................................................................................... 132

1-4-6 اشخاص ................................................................................................. 132

2-4-6 مجموعه تجربی ...................................................................................... 132

3-4-6 مدارك EMG و نیرو............................................................................. 133

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 كنترل دست مصنوعی

1-7 مقدمه .......................................................................................................... 138

2-7 روش‌ها ....................................................................................................... 140

3-7 آزمایش و نتایج........................................................................................... 141

1-3-7 نتیجه‌گیری ............................................................................................. 142

فصل 8 : یك استخوان‌بندی كنترل 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 الكترونیك و نرم افزار ........................................................................... 149

3-8 پردازش EMG........................................................................................... 151

4-8 تستهای اولیه دستگاه ................................................................................. 153

1-4-8 نتیجه‌گیری ............................................................................................. 155

2-4-8 كارهای آینده ......................................................................................... 156...........

فصل نهم : یك مدار ‌آنالوگ جدید بر ای كنترل دست مصنوعی

1-9 مقدمه .......................................................................................................... 158

2-9 چكید‌ه‌ای از سیستم .................................................................................... 160

3-9 پیاده‌سازی مدار ......................................................................................... 163

4-9 نتایج شبیه سازی ....................................................................................... 166

5-9 نتیجه‌گیری .................................................................................................. 168

نتیجه‌گیری كلی ................................................................................................... 169

فهرست تصاویر

فصل 1

شكل 1 : نمونه‌ای از سیگنالEMG ........................................................................ 7

شكل 2: واحد حركتی .............................................................................................. 8

شكل 3: مدل آناتومی عضله ................................................................................... 9

شكل 4: اكتین و میوزین و باندهای مربوط به آن ................................................ 11

شكل 5: پروسه انقباض عضله ............................................................................. 12

شكل 6: شماتیك تصویری سیكل دپلاریزاسیون / پلاریزاسیون درون
غشاهای تحریك شونده ........................................................................................ 13

شكل 7: نمودار پتانسیل عمل ................................................................................ 13

شكل 8: ناحیه‌ی دپلاریزاسیون در غشاء فیبرعضلانی ......................................... 14

شكل 9: پتانسیل عمل واحدهای حركتی متعدد ..................................................... 14

شكل 10: بكارگیری و فركانس شروع واحدهای حركتی نیرو.............................. 15

شكل 11: ثبت سیگنال خام سه انقباض برای عضله سه سر ............................... 16

شكل 12: سیگنال خام EMG با تداخل سنگین ECG........................................... 19

فصل 2

شكل 1 :طیف فركانسی سیگنال EMG آشكار شده جلوی ماهیچه ..................... 23

شكل 2: طرح‌های شكل تقویت كننده تفاضلی ........................................................ 28

شكل 3: ارائه طرح كلی بارو تركیبات مدور بر الكترود ........................................ 34

شكل 4: مكان مرجع الكترود بین تاندون و بخش حركتی .................................... 35

فصل3

شكل 1: سیگنال آنالوگ كشف شده توسط الكترود DE_{2.1........................................................................... 49}

شكل 2: A) نمونه‌برداری از سینوس 1 ولت ، 1 هرتز در 10 هرتز .................... 51

B) بازآفرینی سینوس نمونه‌برداری شده در 10 هرتز ........................................ 51

شكل 3: A) نمونه‌برداری یك سینوس 1 ولت ، 1 هرتز در 2 هرتز ..................... 52

B) بازآفرینی سینوس نمونه برداریشده در 2 هرتز ............................................ 52

شكل 4: A) نمونه‌برداری یك سینوس ................................................................. 53

شكل 5: تجزیه‌ی فوریه‌ی یك پتانسیل عمل واحد حركتی نمونه‌برداری شده ...... 56

شكل 6 : هیستوگرام دامنه 10 سینوس شكل 5 ................................................... 58

شكل7: طیف موج فركانسی سیگنال نمونه در شكل 6........................................... 60

شكل 8 : مستعار سازی نویز 13 ......................................................................... 61

شكل 9 : پاد مستعارسازی ................................................................................... 62

شكل 10: انواع فیلترها .......................................................................................... 66

شكل 11: طرح فاز یك فیلترایده آل ....................................................................... 68

شكل 12: خصوصیات فیلترهای كاربردی ............................................................ 72

جدول 1: فاكتورهای تضعیف وگین نمونه ............................................................ 74

شكل 13: فیلتر پائین گذر مرتبه اول و دوم .......................................................... 76

شكل 14: اندازه ومقایسه انواع فیلترهای بالاگذر ................................................. 79

شكل 15: فیلتر پائین گذر تك قطبی ....................................................................... 82

شكل 16: نمونه‌برداری و فیلتر دیجیتالی سیگنال آنالوگ....................................... 83

شكل 17: مراحل كوانتایی سازی مبدل آنالوگ به دیجیتال ................................... 86

شكل 18: تحلیل رنج A/D .................................................................................... 89

فصل 4

شكل 1: بلوك دیاگرام دستگاه .............................................................................. 99

شكل 2: سطوح و شماتیك‌ها ............................................................................... 100

شكل 3: نیروهای گریپ ...................................................................................... 102

فصل 5

شكل 1: بلوك دیاگرام سیستم اندازه‌گیری سیگنال EMG................................. 110

 شكل 2 : موقعیت الكترودها................................................................................ 110

شكل 3: بلوك دیاگرام روش‌ های پیشنهادی ..................................................... 111

شكل 4: سیگنال‌های دست برای كاراكترهای كره‌ ای ........................................ 112

شكل 5: نرون‌های خروجی ................................................................................ 113

شكل 6: بلوك دیاگرام ترتیب آزمایشگاهی ......................................................... 114

شكل 7: عكس وضعیت آزمایش ......................................................................... 114

شكل 8: سیگنال EMG اندازه‌گیری شده و سیگنال داخلی قابل استفاده ........... 115

شكل 9: نرون‌های خروجی sofm₁ بعد از مرتب كردن ..................................... 115

جدول 1: نرون‌های خروجی بعد از یادگیری ..................................................... 116

جدول 2: نتایج ‌آزمایش ...................................................................................... 116

فصل 6

شكل 1 : مقادیر میانگین نیروهای ارادی ماكزیمم در ANT و POST............. 123

شكل 2 : رابطه‌ی نیروی EMG.......................................................................... 124

شكل 3: رابطه‌ی نیروی MF............................................................................... 125

شكل 4: رابطه‌ی درصد نیروی DET................................................................. 126

شكل 5: دیاگرام‌های ارتباط بین فركانس متوسط و DET................................. 127

فصل 8

شكل 1: طرح هندسی سیستم توانبخشی دست ................................................... 146

شكل 2: نمای سیستم توانبخشی دست ............................................................... 147

شكل 3: نمای جانبی استخوان‌بندی بیرونی ........................................................ 148

شكل 4: دست‌مجازی وواسط درمان ................................................................. 150

شكل 5: محل قرارگیری الكترود سطحی ............................................................ 151

شكل 6: سیگنال EMG یكسو شده .................................................................... 152

فصل 9

شكل 1: بلوك دیاگرام سیستم پیشنهادی ........................................................... 160

شكل 2: دیاگرام حالت كنترل حالات مختلف دست با استفاده از EMG............. 161

جدول 1: حالات دست وسیگنال‌های مربوطه ..................................................... 161

شكل 3: بلوك دیاگرام پردازش سیگنال ............................................................. 162

شكل 4: بلوك دیاگرام تحلیل‌ گر EMG.............................................................. 163

شكل 5: شماتیك مدار پردازش سیگنال ............................................................. 164

جدول 2: اندازه‌ی تراتریستورها ........................................................................ 165

شكل 6: سیگنال‌های داخلی شبیه‌سازی شده‌ی تحلیل‌گر سیگنال EMG............ 166

شكل 7: مجموعه‌ی سیگنال‌های EMG وپاسخ خروجی ماشین حالت ............... 167

شكل 8: پاسخ‌های شبیه‌سازی شده برای تغییرات انگشتان مختلف.................... 167

نتیجه‌گیری :

بدلیل بحث بسیار گسترده‌ی EMG ابتدا سعی كردیم دید اولیه‌ای نسبت به EMG پیدا كرده وسپس به شرع یكی از كاربردهای آن بپردازیم . در بررسی كلی EMG دریافتیم كه الكترومایوگرافی كاربرد گسترده‌ای در تشخیص و درمانهای حركتی و عصبی و هم چنین برای نوسازی و اصلاح اعضای قطع شده‌ی بدن سالم دارد با بررسی‌هایی كه داشتیم دیدیم كه الكترومایوگرافی مثل اغلب روش‌های درمانی دیگر دارای انواعی است كه به توضیح آنها معایب و مزایا نحوه ی كاربرد و موارد استفاده پرداختیم . ودر آن فصل به این نتیجه رسیدیم كه برای هر ماهیچه و عضله بسته به اندازه‌ی آن ماهیچه و نوع مشكلی كه دارد الكترود مورد نیاز را باید استفاده كرد برای بدست آوردن سیگنال دانستن یك سری مفاهیم اساسی لازم و ضروری است كه به شرح آنها پرداختیم كه كمك به سزایی در بدست آوردن سیگنال می‌كند مثلاً اینكه برای سیگنال نویزنداشته باشد باید از چه فیلتری استفاده شود . زمانی كه مفهوم و روش‌های كلی بدست آوردن سیگنال را آموخته باشیم می‌توانیم بحث خود را از حالت كلی به بررسی حالات جزئی تر ببریم كه ما در این تحقیق سعی كردیم روی حركت دست و كاربرد EMG در آن كار كنیم . برای شروع اینكار ابتدا از طبقه‌بندی سیگنال EMG برای شناسایی سیگنال‌های دست استفاده كردیم . چون برای اولین بار به هم چنین كاری می‌پرداختیم روش ساده‌ای به نام SOFM را انتخاب كردیم كه یك روش بدون كنترل می‌باشد .

 وقتی سیگنالهای شناسایی شده دست را داشته باشیم خیلی راحت می‌توانیم به درمان مشكلات آن بپردازیم و هم چنین با مشكلات زیادی روبرو بود و ریسك بالایی را از صدمات جسمی را دارا بود ولی با ظهور الكترومایوگرافی و به كارگیری صحیح آن رفته رفته این مشكلات كاهش یافت و با یك استخوان‌بندی خارجی كنترل شده با EMG به راحتی می‌توان به نوسازی دست كمك كرد بدون اینكه صدمه‌ی جسمی به شخص وارد شود . سیستمی كه برای اصلاح دست پیاده سازی كردیم شامل یك PC، یك میكروكنترلر ، یك استخوان بندی خارجی و یك قطعه جهت ثبت سیگنال‌های EMG است .

با این كار هزینه های درمان نیز بسیار كاهش می‌یابد . هم چنین در چنین تحقیقات خود به مداری آنالوگ دست پیدا كردیم كه برای كنترل دست‌های مصنوعی طراحی شده است . به این دلیل از مدار آنالوگ استفاده می‌شود كه سیگنالها در ناحیه‌ی آنالوگ واقع گرایانه‌تر از ناحیه‌ی دیجیتال است .

 همانطور كه گفته شد بررسی الكترومایوگرافی در حركت دست بحث بسیار گسترده‌ای است كه در اینجا ما تنها به بررسی مطالب كلی پرداختیم

مقدمه

مشکلات عصبی وحرکتی  همواره محققان را واداشته تا بدنبال یافتن روشهایی برای رفع این مشکلات برایند .استفاده از الکترومایو گرافی  یکی از این روش ها  میباشد .الکترو مایو گرافی در لغت به معنی برق نگاری ماهیچه ای است.واز نظر علمی روشی تجربی در زمینه بسط ،ثبت وانالیز سیگنالهای الکتریکی عضله می باشد ،که این سیگنال  ها بوسیله دگرگونی های فیزیولوپیکی در غشا فیبر عضلانی شکل می گیرد .این تحقیق ابتدا به بررسی این سیگنال انواع ان ومفاهیم اساسی در به دست اوردن ان وس÷س به بررسی این سیگنال در حرکت دست می÷ردازد،در اینجا ما سعی کده ایم مطالب را به گونه ای ساده وقابل فهم توضیح دهیم.هدف از این کار اشنایی مختصری با استفاده از الکترونیک در علم پزشکی  میباشد.همانطور که در این تحقیق خواهیم خوتند این سیگنال کمک بسیاری به حرکت دست های مصنوعی وکسانی که مقطوع العضوند می کند .دنیای  الکترومایو گرافی دنیای بسیار گستر دهای می باشد وما در اینجا مختصری از ان را بیان کرده ایم ،امیدواریم که توانسته باشیم مطالب را به گونه ای مفید ارائه کرده باشیم .

فصل اول

آشنایی كلی با سیگنال الكترو مایو گرافی

1-1مقدمه  

الكترو ما یو گرافی  روشی  تجربی  در زمینه  ی  بسط  ، ثبت وانالیز  سیگنال  های  الكتریكی  عضله است . سیگنال  های  الكتریكی  عضله بوسیله ئگرگونیهای  فیزیو لو ژیكی  در غشا فیبر  عضلانی  شكل  می  گیرند. الكترو مایو گرافی  شامل  ردیا بی  ثبت ، تقویت ،انالیز  وتفسیر  جهت سیگنال  های  ایجاد شده توسط  عضله اسكلتی  ،هنگام فعالیت برای  تولید نیرو است.اهداف  كلی  در این فصل معرفی  جامع  سیگنال  الكترومایو گرافی،وهم چنین منشا ایجاد سیگنال میباشد برای  فهم كامل  این موضوع  شرح مختصری از اناتومی  عضله اورده  شده است.هم جنین در مورد فاكتور های  موثر بر سیگنال  توضیح مختصری  داده شده  كه در فصل های  اتی  به انها پرداخته می شود.به طور كلی  در این فصل هدف درك كامل EMGبرای كاربرد درست ان در  زمینه های  مختلف می باشد،كه ما در این تحقیق  به بررسی  ان در حركت دست می پردازیم.

2-1الكترومایو گرافی چیست؟

الكترو مایو گرافی مطالعه عملكرد عضله از طریق تحلیل سیگنال های الكتریكی تولید شده در حین انقباضات عضلانی است .EMGاغلب به طور نادرستی به وسیله ی پزشكان ومحققان به كار گرفته می شود.در بیشتر موارد حتی الكترو مایو گرافر های با تجربه نیز نمی توانند اطلا عات كافی وجزییات مورد نظر را از پروتكل به دست اورند و لذا محققان دیگر مجازند كه كارهای انها را تكرار كنند.

الكترومایو گرافی اندازه گیری سیگنال  الكتریكی  همراه با تحریك عضله است كه می تواند شامل عضلات ارادی وغیر ارادی شود.وضعیت  EMG انقباصات عضله ارادی به میزان كشش بستگی دارد.واحد عملكری انقباض عضله یك واحد حركتی  است كه متشكل از یك نورون الف منفرد وتمام فیبر هایی كه از ان منشعب می شوند.وقتی پتانسیل عمل عصب حركتی كه فیبر را تغذیه می كند به استانه ی دپلاریزاسیون برسد فیبر عضله منقبض می شود .دپلاریزاسیون با عث ایجاد میدان الكترو مغناطیسسی می شود واین پتانسیل به عنوان ولتاژ انداره گرفته میشود .دپلاریزاسیون كه در طول غشا عضله منتشر می شود یك پتانسیل عمل عضله است .پتانسیل عمل واحد حركتی مجموع پتانسیل عمل های منفرد تمامی فیبر های یك واحد حركتی است .بنابراین سیگنال EMG جمع جبری تمام پتانسیل عمل های واحد های حركتی موجود در ناحیه ای است كه الكترود درانجا قرار گرفته است.ناحیه ی قرار گرفتن الكترود معمولا شامل بیش از یك واحد حركتی است زیرا فیبر های عضلا نی واحد های  حركتی مختلف  در تمام طول عضله در تركیب با هم قرار دارند . هر بخش از عضله می تواند حاوی فیبرهای متعلق به حدود 20 تا 50 واحد حركتی باشد.یا واحد حركتی مستقل می تواند دارای 3 تا 2000 فیبر عضله باشد. عضلاتی كه  پنج حركت را در كنترل دارند از تعداد فیبر های عضلانی كمتری به ازای هر واحد حركتی بر خوردارند (معمولا كمتر از 10 فیبر به ازای هر واحد حركتی).در مقابل عضلاتی كه محدودی وسیعی از حركات را در كنترل دارند دارای 100 تا 1000فیبر در هر واحد حركتی می باشند . در خلال انقباضات عضلانی ترتیب خاصی وجود دارد به این صورت كه واحد های حركتی با فیبر عضلاتی كمتر درابتدا وسپس واحد های حركتی دارای فیبر های عضلانی بیشتر منقبض می شوند .تعداد واحدهای حركتی درعضلات  بدن متغیر است .رابطه ای بین EMGبا سایر متغیر های بیو مكانیكی وجود دارد . با در نظر گرفتن انقباضات ایزومتریك ،رابطه ای مثبت در افزایش كشش عضله و دامنه سیگنال ثبت شده EMG وجود دارد . اگرچه یك زمانتاخیر وجود دارد و به این دلیل است كه دامنه EMGبه صورت مستقیم با build – up كشش ایزو متریك در تطابق نیست .برای تخمین قدرت تولید شده ازروی سیگنال EMG می بایست دقت زیادی كرد چون اعتبار رابطه ی نیرو با دامنه وقتی تعداد زیادی عضله از یك مفصل منشعب شده اند یا یك عضله به مفاصل متعددی وصل  است قطعی نیست .در بررسی فعالیت یك عضله با توجه به انقباضات Concentricوeccentric مشخص می شود كه انقباضات eccentric نسبت به انقباضات Concentric در مقابل نیروی وارده برابر فعالیت كمتری در عضله تولید می كنند.همراه با خستگی  عضله  ،كاهش در میزان كشش عضله اغلب همراه با دامنه ثابت یا حتی بیشتر در فعالیت عضله مشاهده می شود.بخش پر فركانس سیگنال همراه با خستگی فرد افت می كند و می تواند به صورت كاهش در فركانس مركزی سیگنال عضله دیده شود.در خلال حركت رابطه ای تقریبی بین EMG وسرعت حركت مشاهده می شود .رابطه ای معكوس بین قدرت انقباض تولید شده بوسیله ی انقباض concentric و سرعت حركت وجود دارد در حالیكه eccentric  توانایی  حمل وزنه بیشتر با سرعت بیشتری را دارد.

قیمت فایل فقط 8,900 تومان

برچسب ها : بررسی سیگنالهای الكترو مایوگرافی در حركت دست , طرح توجیهی بررسی سیگنالهای الكترو مایوگرافی در حركت دست , دانلود بررسی سیگنالهای الكترو مایوگرافی در حركت دست , برق , الكترو مایوگرافی , الكترو مایوگرافی در حركت دست , انواع سیگنال‌های الكترومایوگرافی و روشهای طراحی , سیگنالهای الكترو مایوگرافی در حركت دست , سیگنالهای الكترو مایوگرافی , , دانلود طرح توجیهی , پر