腦卒中、傷殘、運(yùn)動(dòng)性功能損傷和偏癱等疾病會(huì)造成患者的肢體功能缺失,在患者的后續(xù)治療階段都要進(jìn)行肢體運(yùn)動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練,通過(guò)運(yùn)動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練可以逐步改善并恢復(fù)患者的肢體功能,從而回歸社會(huì)。傳統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練方法,康復(fù)治療師的勞動(dòng)強(qiáng)度大,患者訓(xùn)練強(qiáng)度、持續(xù)性難以保證,缺乏有效的方式對(duì)訓(xùn)練效果、訓(xùn)練方案進(jìn)行客觀地評(píng)價(jià),從而影響了運(yùn)動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練的治療效果。肌肉的表面肌電信號(hào)(Surface Electromyography,sEMG)蘊(yùn)含著肌肉的激活程度、肌肉的收縮力量等信息。通過(guò)采集肌肉的表面肌電信號(hào)進(jìn)行分析,并運(yùn)用數(shù)學(xué)建模的方法計(jì)算出肌力,這可以成為運(yùn)動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練一種新的評(píng)價(jià)方式。然而,肌肉的生理和非生理因素會(huì)影響sEMG信號(hào),這些使得基于表面肌電的肌力估計(jì)具有相當(dāng)大的難度和挑戰(zhàn)性。基于上述研究背景,本文將以提高肌力估計(jì)的準(zhǔn)確性為目標(biāo),研究如何消除信號(hào)相位疊加、肌肉組織過(guò)濾以及肌肉間的信號(hào)串?dāng)_等對(duì)sEMG所產(chǎn)生的影響。本文為解決肌力的定量評(píng)價(jià)問(wèn)題,設(shè)計(jì)了一種可應(yīng)用于肌肉動(dòng)態(tài)收縮條件下的肌力估計(jì)方法,完成了上肢肘關(guān)節(jié)肌力建模,并針對(duì)患者訓(xùn)練的效果進(jìn)行了定量評(píng)價(jià)。本文主要工作總結(jié)如下:提出了一種基于關(guān)節(jié)角度...

【文章頁(yè)數(shù)】：127 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究目的與意義
    1.2 關(guān)鍵問(wèn)題的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 運(yùn)動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練治療
        1.2.2 運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)
        1.2.3 人體骨肌系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)分析技術(shù)
        1.2.4 人體骨肌系統(tǒng)肌力估計(jì)
        1.2.5 基于表面肌電的肌力估計(jì)技術(shù)
        1.2.6 基于表面肌電的肌力估計(jì)模型
    1.3 應(yīng)用表面肌電信號(hào)預(yù)測(cè)肌力
    1.4 論文的主要研究?jī)?nèi)容及章節(jié)安排
第二章 表面肌電及肌力的產(chǎn)生機(jī)理和影響因素
    2.1 表面肌電產(chǎn)生機(jī)理及影響因素
        2.1.1 表面肌電信號(hào)的產(chǎn)生原理
        2.1.2 表面肌電信號(hào)的特點(diǎn)
        2.1.3 影響表面肌電信號(hào)的因素
    2.2 肌力產(chǎn)生機(jī)理及特性研究
        2.2.1 骨骼肌與肌肉肌腱單元
        2.2.2 肌力產(chǎn)生的生理因素
    2.3 上肢肌肉分析
    2.4 肌力估計(jì)準(zhǔn)確性的影響因素
        2.4.1 影響表面肌電信號(hào)幅值估計(jì)準(zhǔn)確度的因素
        2.4.2 影響表面肌電信號(hào)幅值估計(jì)選擇性和代表性的因素
        2.4.3 表面肌電信號(hào)的幅值和神經(jīng)支配區(qū)定位
        2.4.4 采集額外信息提高肌力的估計(jì)
    2.5 數(shù)據(jù)采集設(shè)備
        2.5.1 sEMG信號(hào)采集設(shè)備
        2.5.2 關(guān)節(jié)角度采集設(shè)備
    2.6 本章小結(jié)
第三章 基于關(guān)節(jié)角度的表面肌電信號(hào)校準(zhǔn)
    3.1 數(shù)據(jù)采集與算法流程
        3.1.1 數(shù)據(jù)采集
        3.1.2 數(shù)據(jù)預(yù)處理
        3.1.3 快速正交搜索
    3.2 基于角度的校準(zhǔn)算法
        3.2.1 單個(gè)肌肉收縮的力估計(jì)
        3.2.2 針對(duì)單個(gè)肌力的校準(zhǔn)方法
        3.2.3 雙肌校準(zhǔn)
    3.3 FOS模型參數(shù)及校準(zhǔn)效果
        3.3.1 FOS模型參數(shù)的影響
        3.3.2 校準(zhǔn)的效果
        3.3.3 FOS模型的候選項(xiàng)
    3.4 FOS有限數(shù)量的校準(zhǔn)
        3.4.1 在相同收縮水平下模型和校準(zhǔn)值的泛化能力
        3.4.2 在高收縮水平下模型和校準(zhǔn)值的泛化能力
    3.5 本章小結(jié)
第四章 基于PCI模型的肌力估計(jì)
    4.1 并行級(jí)聯(lián)識(shí)別模型
    4.2 表面肌電信號(hào)與肌力的映射關(guān)系
        4.2.1 表面肌電信號(hào)采集
        4.2.2 PCI模型訓(xùn)練算法
    4.3 PCI模型參數(shù)的選取及數(shù)據(jù)處理
        4.3.1 刪除離群值
        4.3.2 表面肌電信號(hào)數(shù)據(jù)抽取
        4.3.3 PCI模型參數(shù)的選取對(duì)肌力估計(jì)的影響
        4.3.4 表面肌電-肌力映射關(guān)系
        4.3.5 跨期性能變化
    4.4 本章小結(jié)
第五章 肌肉動(dòng)態(tài)收縮的肌力估計(jì)
    5.1 動(dòng)態(tài)收縮的肌力分析方法
        5.1.1 數(shù)據(jù)采集
        5.1.2 動(dòng)態(tài)收縮中的肌力估計(jì)
    5.2 動(dòng)態(tài)收縮實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
        5.2.1 恒力、恒速運(yùn)動(dòng)的肌力估計(jì)實(shí)驗(yàn)
        5.2.2 恒力、變速實(shí)驗(yàn)的肌力估計(jì)實(shí)驗(yàn)
    5.3 本章小結(jié)
第六章 基于表面肌電的肌力估計(jì)
    6.1 上肢肘關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)
        6.1.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境的搭建
        6.1.2 數(shù)據(jù)采集實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
    6.2 數(shù)據(jù)采集及分析方法
        6.2.1 數(shù)據(jù)采集
        6.2.2 表面肌電信號(hào)與肌力的線(xiàn)性關(guān)系分析
        6.2.3 用主成分分析法選擇輸入子集
        6.2.4 肌力估計(jì)模型
    6.3 上肢肌力估計(jì)實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析
    6.4 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間的論文及項(xiàng)目
致謝
附錄1 sEMG實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)(節(jié)選)
附錄2 FOS基函數(shù)候選項(xiàng)



本文編號(hào)：3844452