بررسی سيگنال های الكترو مايوگرافی و بررسی آن در شبیه سازی حركت دست

بررسی سيگنال های الكترو مايوگرافی و بررسی آن در شبیه سازی حركت دست
بررسی سيگنال های الكترو مايوگرافی و بررسی آن در شبیه سازی حركت دست
140,000 ریال 
تخفیف 15 تا 30 درصدی برای همکاران، کافی نت ها و مشتریان ویژه _____________________________  
وضعيت موجودي: موجود است
تعداد:  
افزودن به ليست مقايسه | افزودن به محصولات مورد علاقه

تعداد صفحات : 168 صفحه _ فرمت word _ دانلود مطالب بلافاصله پس از پرداخت آنلاین

چكيده :
الكترومايوگرافي (EMG) مطالعه عملكرد عضله از طريق تحليل سيگنال‌هاي الكتريكي توليد شده در حين انقباضات عضلاني است كه اندازه‌گيري آن همراه با تحريك عضله است كه ميتواند شامل عضلات ارادي و غيرارادي شود اين سيگنال به طور كلي به دو دسته‌ي باليني وKine Siological EMG تقسيم‌بندي مي شود كه خود دسته‌ي دوم باز دونوع سوزني وسطحي را در خود جاي مي‌دهدكه هر كدام درجاي خود بسته به نوع ماهيچه و بيماري مورد استفاده قرار مي گيرند در الكترومايوگرافي آنچه از اهميت ويژه‌اي برخوردار است نوع طراحي الكترود است كه در اين مقاله به سه نوع طراحي الكترود اشاره شده است . براي اندازه‌گيري و ثبت سيگنال الكترومايوگرافي مكان قرار دادن الكترود بسيار مهم ميباشد . الكترومايوگرافي موضوع تحقيقي بسيار گسترده‌اي مي‌باشد و پرداختن به هر قسمت آن خود به زمان بسيار زيادي احتياج دارد در اينجا به بررسي اين سيگنال در حركت دست مي‌پردازيم . براي شناسايي سيگنال دست از طبقه‌بندي الگوي EMG استفاده مي‌كنند كه اين طبقه‌بندي روش‌هاي گوناگوني از جمله swids ، هوش مصنوعي sofms و غيره مي باشد كه روش مورد بررسي در اين تحقيق طبقه بندي الگوي EMG با استفاده از نقشه‌هاي خود سازمانده مي باشد sofm يك شبكه رقابتي يادگيري بدونكنترلي است كه داراي الگوي طبقه‌بندي مي‌باشد . گر چه طبقه‌ بندي الگوهاي EMG بسيار مشكل مي‌باشد اما به حركت دست كمك زيادي مي‌كند بيشترين استفاده EMG براي نوسازي دست است نوسازي دست اصولاً با استخوان بندي كنترل شده انجام مي‌شود . فعاليت الكتريكي ماهيچه‌ها به ما اين اجازه را مي‌دهد كه بدانيم آيا بيمار در سعي در تكان دادن انگشت‌ها مي‌كند يا نه .
هدف از ارائه استخوان بندي خارجي براي اين است كه بيمار احساس استقلال بيشتري داشته باشد براي كنترل‌ دست‌هاي مصنوعي مدار ‌آنالوگي طراحي شده است كه براي كمك به افراد مقطوع العضو مناسب است كه ما در اين جا همه اين مباحث گفته شده را مورد تحليل و بررسي قرار مي‌دهيم .
 
فهرست مطالب

چكيده
مقدمه     1

فصل اول : ‌آشنايي با الكترومايوگرافي
1-1 مقدمه     3
2-1 الكترومايوگرافي چيست ؟    3
3-1 منشأ سيگنال EMG كجاست ؟    7
1-3-1 واحد حركتي     7
4-1 آناتومي عضله    8
1-4-1 رشته عضلاني واحد    8
2-4-1 ساختار سلول ماهيچه     8
5-1 انقباض عضلاني     9
6-1 تحريك‌پذيري غشاء عضله     11
7-1 توليد سيگنال EMG    12
1-7-1 پتانسيل عمل     12
8-1 تركيب سيگنال EMG    14
1-8-1 انطباق واحدهاي حركتي     14
9-1 فعال سازي عضله     15
10-1 طبيعت سيگنال MMG    16
11-1 فاكتورهاي موثر بر سيگنال EMG    18

فصل دوم :انواع سيگنال‌هاي الكترومايوگرافي و روشهاي طراحي
1-2 انواع EMG     21
2-2 الكترومايوگرافي سطحي : رديابي و ثبت     22
1-2-2 ارتباطات كلي     22
2-2-2 مشخصه‌هاي سيگنال EMG    23
3-2 مشخصه‌هاي نويز الكتريكي     24
1-3-2 نويزمحدود شده     24
2-3-2 آرتي فكت‌هاي حركتي     24
3-2-2 ناپايداري ذاتي سيگنال     25
3-2 بيشينه سيگنال EMG    25
4-2 طراحي الكترود و ‌آمپلي فاير     26
5-2 تقويت تفاضلي     26
6-2 امپدانس داخلي     28
7-2 طراحي الكترودفعال     29
8-2 فيلترينگ     29
9-2 استقرار الكترود     30
10-2 روش مرجح مصرف     30   
11-2 هندسه الكترود    30
1-11-2 نسبت سيگنال به نويز     31
2-11-2 پهناي باند    32
3-11-2 ساير ماهيچه نمونه     32
4-11-2 قابليت cross talk    33
12-2 بار موازي الكترود     33
13-2 قرار دادن الكترود EMG    34
1-13-2 تعيين مكان و جهت‌يابي الكترود     34
2-13-2 نه روي نقطه محرك     35
3-13-2 نه روي نقطه محرك     36
4-13-2 نه در لبه‌ي بيروني ماهيچه     37   
14-2 موقعيت الكترود نسبت به فيبرهاي ماهيچه     37
15-2 قرار دادن الكترود مقايسه     38
16-2 پردازش سيگنال EMG    39
17-2 كاربردهاي سيگنالEMG    40
18-2 الكترومايوگرافي سوزني    41
19-2 مزايا و معايب الكترودهاي سطحي و سوزني     43
1-19-2 مزيت‌هاي الكترود سطحي     43
2-19-2 معايب الكترودهاي سطحي     43
3-19-2مزاياي الكترودهاي سوزني     43   
4-19-2 معايب الكترودهاي سوزني     44
20-2 تفاوت موجود بين الكترودهاي سطحي وسوزني     45
21-2 انواع طراحي     45

فصل سوم :مفاهيم اساسي در بدست آوردن سيگنال EMG
1-3 مقدمه     48   
2-3 معرفي     48   
1-2-3 نمونه‌برداري ديجيتال چيست ؟    48   
2-2-3 فركانس نمونه‌برداري     49   
3-2-3 فركانس نمونه‌برداري چقدر بايد بالا باشد ؟    49   
4-2-3 زير نمونه‌برداري – وقتي كه فركانس نمونه‌برداري خيلي پائين باشد     52   
5-2-3 فركانس نايكوئيست     53   
6-2-3 تبصره‌ي كاربردي DELSYS    54   
3-3 سينوس‌ها و تبديل فوريه     54       
1-3-3 تجزيه سيگنال‌ها به سينوس‌ها     55
2-3-3 دامنه فركانس     57   
3-3-3 مستعارسازي – چطور از آن دوري كنيم ؟    59   
4-3-3 فيلترپارمستعاد     61
5-3-3نكته كاربردي DELSYS    63
4-3 فيلترها     64
1-4-3 انواع فيلترهاي ايده‌ آل     65
2-4-3 پاسخ فاز ايده‌آل     67
3-4-3 فيلتر كاربردي     68
4-4-3پاسخ فاز غير خطي     71
5-4-3 اندازه‌گيري ولتاژ - دامنه ، توان ودسي بل     72
6-4-3 فركانس 3 Db    74
7-4-3 مرتبه فيلتر     75
8-4-3 انواع فيلتر     76
9-4-3 فيلترهايdigital - Analog Vs     80
10-4-3 نكته كاربردي Delsys    84
5-3 رسيدگي به مبدل‌هاي آنالوگ به ديجيتال     85
1-5-3 كوانتايي سازي     85
2-5-3 رنج ديناميكي     87
3-5-3 كوانتايي سازي سيگنال EMG    90
4-5-3 مشخص ك ردن ويژگي‌هاي ADC    92
5-5-3 نكته كاربردي Delsys    95
6-3 نتيجه‌گيري     95

فصل 4: بكارگيري مناسبت نيرويgrip مبني بر سيگنال EMG
1-4 مقدمه     98
2-4ديد كلي پايه‌اي يك سيستم     98
3-4 منطقي براي توليد نيروي گريپ     99
4-4 دستاورد     102
5-4 نتيجه     103

فصل پنجم : طبقه‌بندي سيگنال EMG براي شناسايي سيگنال دست
1-5    مقدمه     105
2-5 سيگنال‌هاي EMG و سيستم اندازه‌گيري     107
3-5 طرح ويژگي‌ خود سازمان دهي     107
4-5 روش طبقه بندي سيگنال EMG پيشنهادي     109
5-5 نتيجه‌گيري     117

فصل 6: ارتباط بين نيروي ماهيچه‌اي ايزومتريك و سيگنال EMG به
عنوان هندسه بازو
1-6    مقدمه     119
2-6    نتايج     121
3-6 بحث     123
1-3-6 ارتباط EMG- Force    127
2-3-6 رابط نيروي MF    129
3-3-6 رابطه‌ي درصد نيروي DET    131
4-3-6 نتايج     131
4-6 روش تجربي     132
1-4-6 اشخاص     132
2-4-6 مجموعه تجربي     132
3-4-6 مدارك EMG و نيرو    133
4-4-6 تحليل‌هاي EMG غير خطي     135
5-4-6 تحليل‌هاي ‌آماري و پارامترها     136
5-6 نتيجه‌گيري     136

فصل 7: طبقه‌بندي سيگنال EMG براي كنترل دست مصنوعي
1-7 مقدمه     138
2-7 روش‌ها     140
3-7 آزمايش و نتايج    141
1-3-7 نتيجه‌گيري     142

فصل 8 : يك استخوان‌بندي كنترل شده توسط EMG براي نوسازي دست
1-8 مقدمه     144
2-8 سيستم اصلاح دست     148
1-2-8 استخوان‌بندي خارجي     148
2-2-8 الكترونيك و نرم افزار     149
3-8 پردازش EMG    151
4-8 تستهاي اوليه دستگاه     153
1-4-8 نتيجه‌گيري     155
2-4-8 كارهاي آينده     156   

فصل نهم : يك مدار ‌آنالوگ جديد بر اي كنترل دست مصنوعي
1-9 مقدمه     158
2-9 چكيد‌ه‌اي از سيستم     160
3-9 پياده‌سازي مدار     163
4-9 نتايج شبيه سازي     166
5-9 نتيجه‌گيري     168

نتيجه‌گيري كلي     169
 
فهرست تصاوير
فصل 1
شكل 1 : نمونه‌اي از سيگنالEMG     7
شكل 2: واحد حركتي     8
شكل 3: مدل آناتومي عضله     9
شكل 4: اكتين و ميوزين و باندهاي مربوط به آن     11
شكل 5: پروسه انقباض عضله     12
شكل 6: شماتيك تصويري سيكل دپلاريزاسيون / پلاريزاسيون درون
غشاهاي تحريك شونده     13
شكل 7: نمودار پتانسيل عمل     13
شكل 8: ناحيه‌ي دپلاريزاسيون در غشاء فيبرعضلاني     14
شكل 9: پتانسيل عمل واحدهاي حركتي متعدد     14
شكل 10: بكارگيري و فركانس شروع واحدهاي حركتي نيرو    15
شكل 11: ثبت سيگنال خام سه انقباض براي عضله سه سر     16
شكل 12: سيگنال خام EMG با تداخل سنگين ECG    19

فصل 2
شكل 1 :طيف فركانسي سيگنال EMG آشكار شده جلوي ماهيچه     23
شكل 2: طرح‌هاي شكل تقويت كننده تفاضلي     28
شكل 3: ارائه طرح كلي بارو تركيبات مدور بر الكترود     34
شكل 4: مكان مرجع الكترود بين تاندون و بخش حركتي     35

فصل3
شكل 1: سيگنال آنالوگ كشف شده توسط الكترود DE2.1    49
شكل 2: A) نمونه‌برداري از سينوس 1 ولت ، 1 هرتز در 10 هرتز     51
B) بازآفريني سينوس نمونه‌برداري شده در 10 هرتز     51
شكل 3: A) نمونه‌برداري يك سينوس 1 ولت ، 1 هرتز در 2 هرتز     52
B) بازآفريني سينوس نمونه برداريشده در 2 هرتز     52
شكل 4: A) نمونه‌برداري يك سينوس     53
شكل 5: تجزيه‌ي فوريه‌ي يك پتانسيل عمل واحد حركتي نمونه‌برداري شده     56
شكل 6 : هيستوگرام دامنه 10 سينوس شكل 5     58
شكل7: طيف موج فركانسي سيگنال نمونه در شكل 6    60
شكل 8 : مستعار سازي نويز 13     61
شكل 9 : پاد مستعارسازي     62
شكل 10: انواع فيلترها     66
شكل 11: طرح فاز يك فيلترايده آل     68
شكل 12: خصوصيات فيلترهاي كاربردي     72
جدول 1: فاكتورهاي تضعيف وگين نمونه     74
شكل 13: فيلتر پائين گذر مرتبه اول و دوم     76
شكل 14: اندازه ومقايسه انواع فيلترهاي بالاگذر     79
شكل 15: فيلتر پائين گذر تك قطبي     82
شكل 16: نمونه‌برداري و فيلتر ديجيتالي سيگنال آنالوگ    83
شكل 17: مراحل كوانتايي سازي مبدل آنالوگ به ديجيتال     86
شكل 18: تحليل رنج A/D     89

فصل 4
شكل 1: بلوك دياگرام دستگاه     99
شكل 2: سطوح و شماتيك‌ها     100
شكل 3: نيروهاي گريپ     102

فصل 5
شكل 1: بلوك دياگرام سيستم اندازه‌گيري سيگنال EMG    110
 شكل 2 : موقعيت الكترودها    110
شكل 3: بلوك دياگرام روش‌ هاي پيشنهادي     111
شكل 4: سيگنال‌هاي دست براي كاراكترهاي كره‌ اي     112
شكل 5: نرون‌هاي خروجي     113
شكل 6: بلوك دياگرام ترتيب آزمايشگاهي     114
شكل 7: عكس وضعيت آزمايش     114
شكل 8: سيگنال EMG اندازه‌گيري شده و سيگنال داخلي قابل استفاده     115
شكل 9: نرون‌هاي خروجي sofm1 بعد از مرتب كردن     115
جدول 1: نرون‌هاي خروجي بعد از يادگيري     116
جدول 2: نتايج ‌آزمايش     116

فصل 6
شكل 1 : مقادير ميانگين نيروهاي ارادي ماكزيمم در ANT و POST    123
شكل 2 : رابطه‌ي نيروي EMG    124
شكل 3: رابطه‌ي نيروي MF    125
شكل 4: رابطه‌ي درصد نيروي DET    126
شكل 5: دياگرام‌هاي ارتباط بين فركانس متوسط و DET    127

فصل 8
شكل 1: طرح هندسي سيستم توانبخشي دست     146
شكل 2: نماي سيستم توانبخشي دست     147
شكل 3: نماي جانبي استخوان‌بندي بيروني     148
شكل 4: دست‌مجازي وواسط درمان     150
شكل 5: محل قرارگيري الكترود سطحي     151
شكل 6: سيگنال EMG يكسو شده     152

فصل 9
شكل 1: بلوك دياگرام سيستم پيشنهادي     160
شكل 2: دياگرام حالت كنترل حالات مختلف دست با استفاده از EMG    161
جدول 1: حالات دست وسيگنال‌هاي مربوطه     161
شكل 3: بلوك دياگرام پردازش سيگنال     162
شكل 4: بلوك دياگرام تحليل‌ گر EMG    163
شكل 5: شماتيك مدار پردازش سيگنال     164
جدول 2: اندازه‌ي تراتريستورها     165
شكل 6: سيگنال‌هاي داخلي شبيه‌سازي شده‌ي تحليل‌گر سيگنال EMG    166
شكل 7: مجموعه‌ي سيگنال‌هاي EMG وپاسخ خروجي ماشين حالت     167
شكل 8: پاسخ‌هاي شبيه‌سازي شده براي تغييرات انگشتان مختلف    167
 
نتيجه‌گيري :
بدليل بحث بسيار گسترده‌ي EMG ابتدا سعي كرديم ديد اوليه‌اي نسبت به EMG پيدا كرده وسپس به شرع يكي از كاربردهاي آن بپردازيم . در بررسي كلي EMG دريافتيم كه الكترومايوگرافي كاربرد گسترده‌اي در تشخيص و درمانهاي حركتي و عصبي و هم چنين براي نوسازي و اصلاح اعضاي قطع شده‌ي بدن سالم دارد با بررسي‌هايي كه داشتيم ديديم كه الكترومايوگرافي مثل اغلب روش‌هاي درماني ديگر داراي انواعي است كه به توضيح آنها معايب و مزايا نحوه ي كاربرد و موارد استفاده پرداختيم . ودر آن فصل به اين نتيجه رسيديم كه براي هر ماهيچه و عضله بسته به اندازه‌ي آن ماهيچه و نوع مشكلي كه دارد الكترود مورد نياز را بايد استفاده كرد براي بدست آوردن سيگنال دانستن يك سري مفاهيم اساسي لازم و ضروري است كه به شرح آنها پرداختيم كه كمك به سزايي در بدست آوردن سيگنال مي‌كند مثلاً اينكه براي سيگنال نويزنداشته باشد بايد از چه فيلتري استفاده شود . زماني كه مفهوم و روش‌هاي كلي بدست آوردن سيگنال را آموخته باشيم مي‌توانيم بحث خود را از حالت كلي به بررسي حالات جزئي تر ببريم كه ما در اين تحقيق سعي كرديم روي حركت دست و كاربرد EMG در آن كار كنيم . براي شروع اينكار ابتدا از طبقه‌بندي سيگنال EMG براي شناسايي سيگنال‌هاي دست استفاده كرديم . چون براي اولين بار به هم چنين كاري مي‌پرداختيم روش ساده‌اي به نام SOFM را انتخاب كرديم كه يك روش بدون كنترل مي‌باشد .
 وقتي سيگنالهاي شناسايي شده دست را داشته باشيم خيلي راحت مي‌توانيم به درمان مشكلات آن بپردازيم و هم چنين با مشكلات زيادي روبرو بود و ريسك بالايي را از صدمات جسمي را دارا بود ولي با ظهور الكترومايوگرافي و به كارگيري صحيح آن رفته رفته اين مشكلات كاهش يافت و با يك استخوان‌بندي خارجي كنترل شده با EMG به راحتي مي‌توان به نوسازي دست كمك كرد بدون اينكه صدمه‌ي جسمي به شخص وارد شود . سيستمي كه براي اصلاح دست پياده سازي كرديم شامل يك PC، يك ميكروكنترلر ، يك استخوان بندي خارجي و يك قطعه جهت ثبت سيگنال‌هاي EMG است .
با اين كار هزينه هاي درمان نيز بسيار كاهش مي‌يابد . هم چنين در چنين تحقيقات خود به مداري آنالوگ دست پيدا كرديم كه براي كنترل دست‌هاي مصنوعي طراحي شده است . به اين دليل از مدار آنالوگ استفاده مي‌شود كه سيگنالها در ناحيه‌ي آنالوگ واقع گرايانه‌تر از ناحيه‌ي ديجيتال است .
 همانطور كه گفته شد بررسي الكترومايوگرافي در حركت دست بحث بسيار گسترده‌اي است كه در اينجا ما تنها به بررسي مطالب كلي پرداختيم .
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 .

نظري براي اين محصول ثبت نشده است.


نوشتن نظر خودتان

براي نوشتن نظر وارد شويد.

محصولات
نظر سنجي
نظرتون در مورد ویکی پروژه چیه؟
  •   مراحل ثبت نام خیلی زیاده!
  •   مطلب درخواستیم رو نداشت!
  •   ایمیل نداشتم که ثبت نام کنم!
  •   مطلبی که میخواستم گرون بود!
نظرنتيجه