پروژه بررسی سیگنال های الکترو مایوگرافی در حرکت دست

فهرست و منابع پروژه بررسی سیگنال های الکترو مایوگرافی در حرکت دست

فهرست:

چکیده

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

 

فصل اول : ‌آشنایی با الکترومایوگرافی

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

2-1 الکترومایوگرافی چیست ؟................................................................................ 3

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

1-3-1 واحد حرکتی ............................................................................................... 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 تحریک‌پذیری غشاء عضله ............................................................................ 11

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

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

8-1 ترکیب سیگنال EMG.................................................................................... 14

1-8-1 انطباق واحدهای حرکتی ........................................................................... 14

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

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

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

 

فصل دوم :انواع سیگنال‌های الکترومایوگرافی و روشهای طراحی

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

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

1-2-2 ارتباطات کلی ............................................................................................ 22

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

3-2 مشخصه‌های نویز الکتریکی ......................................................................... 24

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

2-3-2 آرتی فکت‌های حرکتی .............................................................................. 24

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

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

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

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

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

7-2 طراحی الکترودفعال ...................................................................................... 29

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

9-2 استقرار الکترود ............................................................................................ 30

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

11-2 هندسه الکترود............................................................................................. 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 الکترود ..................................................................................... 33

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

1-13-2 تعیین مکان و جهت‌ یابی الکترود ............................................................. 34

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

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

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

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

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

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

17-2 کاربردهای سیگنالEMG........................................................................... 40

18-2 الکترومایوگرافی سوزنی............................................................................. 41

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

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

2-19-2 معایب الکترودهای سطحی ..................................................................... 43

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

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

20-2 تفاوت موجود بین الکترودهای 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 نمونه‌ برداری دیجیتال چیست ؟................................................................. 48...........

2-2-3 فرکانس نمونه‌برداری .............................................................................. 49...........

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

4-2-3 زیر نمونه‌برداری – وقتی که فرکانس نمونه‌برداری خیلی پائین باشد .... 52...........

5-2-3 فرکانس نایکوئیست .................................................................................. 53...........

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

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

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

2-3-3 دامنه فرکانس ........................................................................................... 57...........

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

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

5-3-3نکته کاربردی 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 کاربردی .......................................................................................... 68

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

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

6-4-3 فرکانس 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 نکته کاربردی Delsys........................................................................... 84

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

1-5-3 کوانتایی سازی ......................................................................................... 85

2-5-3 رنج دینامیکی ............................................................................................ 87

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

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

5-5-3 نکته کاربردی Delsys.............................................................................. 95

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

 

فصل 4: بکارگیری مناسبت نیرویgrip مبنی بر سیگنال EMG

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

2-4دید کلی پایه‌ای یک 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

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 ایزومتریک و سیگنال EMG به
عنوان هندسه بازو

مقدمه .......................................................................................................... 119

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 مدارک 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 کنترل دست مصنوعی

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

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

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

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

 

فصل 8 : یک استخوان‌بندی کنترل 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 الکترونیک و نرم افزار ........................................................................... 149

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

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

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

2-4-8 کارهای آینده ......................................................................................... 156...........

 

فصل نهم : یک مدار ‌آنالوگ جدید بر ای کنترل دست مصنوعی

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

2-9 چکید‌ه‌ای از سیستم .................................................................................... 160

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

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

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

 

نتیجه‌گیری کلی ................................................................................................... 169

.

منبع:

ندارد.