表面肌电信号采集

表面肌电信号采集(硬件部分)报告肌肉收缩时伴随的电信号，表面肌电信号是各个运动单元动作电位在表面电极处之和，是在体表无创检测肌肉活动的重要方法。本课程设计通过表设计肌电信号采集系统，首先要了解并分析肌电信号的特性，明确肌电信号的特性能肌电信号发源于作为中枢神经一部分的脊髓中的运动神经元。运动神经元的细胞体处在其中，其轴突伸展到肌纤维处，经终板区(哺乳类神经肌肉接头为板状接头，故称终板或称运动终板motorendplate)与肌纤维耦合(是生化过程性质的耦合)。与每个神经元联系着的肌纤维不只一条。这些部分合在一起，构成所谓运动单位，如图(2.1)。图2.1运动单位运动单位是肌肉的最小功能单位并能被随意地激活，它由受同一运动神经支配的一群肌肉肌电信息与肌肉收缩的关系可以概述如下：由中枢神经系统发出传向运动神经末梢分支的运动电位，传递着驱使肌肉收缩的信息。由于神经末梢分支的电流太小，常不足以直接兴奋大得多的肌纤维，但是通过神经肌肉接头处的特殊终板的类似放大作用，这样就爆发一个动作电位沿着肌纤维而传播，在动作电位的激发下随之产生一次肌肉收缩。这种兴奋和收缩之间的联结是通过肌纤维内部特殊的传导系统实现的，因1)动作电位不是肌肉收缩的表现，而是发动肌肉收缩机制的重要部分。2)由于肌肉信号只与给予肌肉的指令成比例，因此肌肉实际上不需要产生力，但工性与终板和检测点的相对位置有关(例如图2.2上纤维1和n引起的电位波形与纤维2,3引起的电位波形反向)。又和纤维与检测点间的距离有关，相距愈远，幅度愈小。b₁()h₂()-图2.2单位动作电位各肌纤维在检测点间引起电位的总和构成运动单元的动作电位(MUAP)。由于轴突上的电发放是脉冲序列，因此检测点间引起的也是动作电位的序列(MUAPT),如图2.3所示。22E噪声图2.3肌电信号产生机理肌电电极肌电电极前级放大高通滤示波器电平抬升低通滤波后级放大图3表面肌电信号调理电路结构图1、前级运放的噪声是仪器引入噪声的主要来源，因此前级运放需选用具有低噪声性能的仪表放大器。前级仪表放大器的选用：(1)输入电压噪声和输入电流噪声小。(4)输入偏置电流小。根据这个要求我们比较选取了AD公司的AD8220仪表放大器图1-10.000V0.000V交病0直流交南[0][直流单次正常Vi图2-2-1高通滤波图2-2-2低通滤波器本次方案采用低通+高通形成带通的方式进行滤波，频率成分主要分布在20Hz~500Hz之间，选用的芯片均为OP07,价格较为便宜，且使用方便，同时也可满足题目所需。高通滤波器：其放大倍数G=1.9998=2,经Multism上仿真如下波特测试仪-XBP4设数置I+F低通滤波器：其放大倍数G=8.333,经计算,f=500HzMultism上仿真如下50hz工频对表面肌电信号的采集有很大的影响，频率在肌电信号频率范围内且幅度大于肌电信号，因此要滤去。Multism仿真如下模式对数×FI 4.后级放大部分电路图如下：Multism仿真如下保存外触发Y轴位移(格):0水平：0V交流0直京(◎单次正常自动无Y轴位移(格):0交南[0南◎×轴位移(格):0标度：V6.电平抬升题ae.o今次实验课对我来说并不容易，当我准备开始本次课程设计时，我甚至不知道了解到本次课程设计的重点是滤波电路，于是我们研究了相关滤波些组来比，我们组开始的进度并未不快，直到第三次实验课结束才最终确定了总体电路，幸运的是仿真成功了。我并不擅长焊接电路，所以我很感谢我的搭错误后，我们继续测试，然后几个芯片op07又不能发挥正常功能，幸亏其他组借了我们几个芯片给我们，调试才能继续下去。终于到了第九周，我们开始了最后的测试阶段，可是在进行人体试验的时候，差分反向段电极也没能发挥正除却以上所说的，整个实验过程还是比较顺利的，在长达九周的时间里，我们凭借自己的