人体背部负重行走的表面肌电信号特性研究

发布时间：2017-05-02 22:13

  本文关键词：人体背部负重行走的表面肌电信号特性研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：人体长时间过度负重行走,会使肌肉处于疲劳状态,从而导致一系列肌肉损伤问题,因此针对人体负重行走时肌肉工作情况的研究是十分重要的,表面肌电(SEMG)作为一种无创、实时的测量手段被广泛应用于肌肉生物电信号的检测,但是关于人体负重行走时肌肉表面肌电信号的研究较少,本文主要研究人体背部负重行走时躯干及下肢肌肉的表面肌电信号特性。 采用JE-TB0810肌电采集系统测试正常成年人在不负重与双肩背不同负重载荷行走时躯干及下肢肌肉的表面肌电信号,其中负重质量分别为自身体重的5%、10%和15%,测试肌肉分别为颈伸肌、斜方肌、背阔肌、竖脊肌、股直肌、股二头肌、胫骨前肌和腓肠肌外侧。要求受试者在跑步机上以相同的速度行走30min,从初始阶段开始,每5min采集一次肌电信号,每10min对受试者进行一次主观评价打分。结合主观评价结果得到基于SEMG的精确评价指标平均肌电(AEMG)和平均功率频率(MPF)特征值,再利用SPSS统计分析软件对数据进行标准化处理,用t检验比较男女肌肉、左右肌肉以及不同重量间肌电值是否具有差异性(P0.05),并进行肌肉功能状态与疲劳情况的分析；探讨各个肌肉肌电特征参数随负重的变化趋势,并用回归分析拟合出主要肌肉肌电特征参数随时间变化的最优曲线,用Matlab建立主要肌肉肌电特征参数与时间负重关系的三维模型。 通过人体完成不同负重行走时躯干及下肢肌肉表面肌电信号的采集与分析,得到人体在完成背部负重行走时躯干及下肢肌肉功能状态具有一定程度的男女差异性和左右对称性的特征；男性与女性在不同负重情况下最大发力肌肉和最易疲劳肌肉有所不同；主要肌肉AEMG特征值和MPF特征值随时间的变化曲线均为三次项曲线,各个肌肉随着负重的增加AEMG特征值增大而MPF特征值减小,且当负重达到一定重量时肌电信号出现显著性差异,得到了人体双肩背包质量的上限值,这为那些需要长时间负重行走的人提供了一些较为合理的参考建议,使之尽量避免因过度负重而产生的一系列肌肉损伤的问题,也为改进负重方式、负重方法、背包性能、背包设计以及更加符合人体工效学的负重系统提供大量依据,为肌肉损伤的医疗诊断、康复训练及康复疗效判断提供了参考依据。
【关键词】：表面肌电 负重行走 肌肉 疲劳
【学位授予单位】：天津科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP274;R318.04
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-7
• 目录7-9
• 1 前言9-13
• 1.1 课题研究背景与意义9
• 1.2 课题国内外研究现状与发展趋势9-11
• 1.2.1 课题国内外研究现状9-11
• 1.2.2 表面肌电信号研究的发展趋势11
• 1.3 课题主要研究内容与创新点11-12
• 1.3.1 主要研究内容11-12
• 1.3.2 主要创新点12
• 1.4 本章小结12-13
• 2 表面肌电信号及其分析理论13-18
• 2.1 表面肌电信号的基本概念13-14
• 2.2 表面肌电信号的分析方法14-15
• 2.2.1 一般表面肌电信号的分析方法14-15
• 2.2.2 运动性肌肉疲劳时表面肌电信号的分析方法15
• 2.3 表面肌电信号的影响因素15-16
• 2.4 表面肌电信号的应用16-17
• 2.5 本章小结17-18
• 3 人体背部负重行走时表面肌电信号的采集18-38
• 3.1 实验目的18
• 3.2 实验方法18-33
• 3.2.1 实验样本18-21
• 3.2.2 实验设备21-26
• 3.3.3 采集肌肉的确定26-29
• 3.2.4 采集电极的贴放29-30
• 3.2.5 实验内容30-33
• 3.3 数据处理33-37
• 3.3.1 统计处理方法33-36
• 3.3.2 数据标准化方法36-37
• 3.4 本章小结37-38
• 4 人体背部负重行走时躯干及下肢肌肉功能状态分析38-73
• 4.1 实验有效性检验38-39
• 4.2 主观评价与肌电特征参数相关性分析39-43
• 4.2.1 主观评价结果39-42
• 4.2.2 肌电特征参数的确定42-43
• 4.3 人体完成背部负重行走时躯干及下肢肌肉表面肌电特征值范围43-46
• 4.4 人体完成背部负重行走时躯干及下肢肌肉功能状态男女差异性分析46-60
• 4.5 人体完成背部负重行走时躯干及下肢肌肉功能状态对称性分析60-72
• 4.6 本章小结72-73
• 5 人体背部负重行走时躯干及下肢肌肉疲劳特性分析73-95
• 5.1 人体完成背部负重行走时相同载荷下各肌肉表面肌电信号特性分析73-80
• 5.1.1 同一负重载荷下各肌肉发力的大小顺序73-76
• 5.1.2 同一负重载荷下各肌肉的疲劳程度76-80
• 5.2 人体完成背部负重行走时相同肌肉在不同负载下表面肌电信号特性分析80-94
• 5.2.1 相同肌肉SEMG特征值随负重的变化趋势80-84
• 5.2.2 相同肌肉在不同负载下SEMG特征值差异性分析84-89
• 5.2.3 主要肌肉在不同负载下SEMG特征值随时间的变化趋势89-92
• 5.2.4 主要肌肉SEMG特征值随负重与时间变化的三维模型92-94
• 5.3 本章小结94-95
• 6 结论95-96
• 7 展望96-97
• 8 参考文献97-105
• 9 致谢105

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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  本文关键词：人体背部负重行走的表面肌电信号特性研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：341793