عنوان پایان نامه: بررسي سيگنالهاي الكترو مايوگرافي در حركت دستفرمت فایل: Wordتعداد صفحات: 189شرح مختصر: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 مطالبچكيدهمقدمه ...................................................................................................................... 1فصل اول : آشنايي با الكترومايوگرافي1-1 مقدمه .............................................................................................................. 32-1 الكترومايوگرافي چيست ؟................................................................................ 33-1 منشأ سيگنال EMG كجاست ؟......................................................................... 71-3-1 واحد حركتي ............................................................................................... 74-1 آناتومي عضله.................................................................................................. 81-4-1 رشته عضلاني واحد.................................................................................... 82-4-1 ساختار سلول ماهيچه ................................................................................ 85-1 انقباض عضلاني .............................................................................................. 96-1 تحريكپذيري غشاء عضله ............................................................................ 117-1 توليد سيگنال EMG........................................................................................ 121-7-1 پتانسيل عمل ............................................................................................. 128-1 تركيب سيگنال EMG..................................................................................... 141-8-1 انطباق واحدهاي حركتي ........................................................................... 149-1 فعال سازي عضله ........................................................................................ 1510-1 طبيعت سيگنال MMG................................................................................. 1611-1 فاكتورهاي موثر بر سيگنال EMG.............................................................. 18 فصل دوم :انواع سيگنالهاي الكترومايوگرافي و روشهاي طراحي1-2 انواع EMG ................................................................................................... 212-2 الكترومايوگرافي سطحي : رديابي و ثبت ...................................................... 221-2-2 ارتباطات كلي ............................................................................................ 222-2-2 مشخصههاي سيگنال EMG...................................................................... 233-2 مشخصههاي نويز الكتريكي ......................................................................... 241-3-2 نويزمحدود شده ....................................................................................... 242-3-2 آرتي فكتهاي حركتي .............................................................................. 243-2-2 ناپايداري ذاتي سيگنال ............................................................................. 253-2 بيشينه سيگنال EMG..................................................................................... 254-2 طراحي الكترود و آمپلي فاير ........................................................................ 265-2 تقويت تفاضلي ............................................................................................... 266-2 امپدانس داخلي .............................................................................................. 287-2 طراحي الكترودفعال ...................................................................................... 298-2 فيلترينگ ........................................................................................................ 299-2 استقرار الكترود ............................................................................................ 3010-2 روش مرجح مصرف .................................................................................. 30...........11-2 هندسه الكترود............................................................................................. 301-11-2 نسبت سيگنال به نويز ............................................................................ 312-11-2 پهناي باند................................................................................................ 323-11-2 ساير ماهيچه نمونه ................................................................................ 324-11-2 قابليت cross talk................................................................................... 3312-2 بار موازي الكترود ..................................................................................... 3313-2 قرار دادن الكترود EMG............................................................................. 341-13-2 تعيين مكان و جهتيابي الكترود ............................................................. 342-13-2 نه روي نقطه محرك .............................................................................. 353-13-2 نه روي نقطه محرك .............................................................................. 364-13-2 نه در لبهي بيروني ماهيچه .................................................................... 37...........14-2 موقعيت الكترود نسبت به فيبرهاي ماهيچه ................................................ 3715-2 قرار دادن الكترود مقايسه .......................................................................... 3816-2 پردازش سيگنال EMG................................................................................ 3917-2 كاربردهاي سيگنالEMG............................................................................. 4018-2 الكترومايوگرافي سوزني............................................................................. 4119-2 مزايا و معايب الكترودهاي سطحي و سوزني ............................................ 431-19-2 مزيتهاي الكترود سطحي ...................................................................... 432-19-2 معايب الكترودهاي سطحي ..................................................................... 433-19-2مزاياي الكترودهاي سوزني .................................................................... 43...........4-19-2 معايب الكترودهاي سوزني .................................................................... 4420-2 تفاوت موجود بين الكترودهاي سطحي وسوزني ....................................... 4521-2 انواع طراحي ............................................................................................... 45 فصل سوم :مفاهيم اساسي در بدست آوردن سيگنال EMG1-3 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 ................................................................. 552-3-3 دامنه فركانس ........................................................................................... 57...........3-3-3 مستعارسازي – چطور از آن دوري كنيم ؟............................................. 59...........4-3-3 فيلترپارمستعاد ......................................................................................... 615-3-3نكته كاربردي DELSYS.............................................................................. 634-3 فيلترها ........................................................................................................... 641-4-3 انواع فيلترهاي ايده آل .............................................................................. 652-4-3 پاسخ فاز ايدهآل ....................................................................................... 673-4-3 فيلتر كاربردي .......................................................................................... 684-4-3پاسخ فاز غير خطي ................................................................................... 715-4-3 اندازهگيري ولتاژ - دامنه ، توان ودسي بل ............................................. 726-4-3 فركانس 3 Db........................................................................................... 747-4-3 مرتبه فيلتر ................................................................................................ 758-4-3 انواع فيلتر ................................................................................................. 769-4-3 فيلترهايdigital - Analog Vs ................................................................ 8010-4-3 نكته كاربردي Delsys............................................................................. 845-3 رسيدگي به مبدلهاي آنالوگ به ديجيتال ...................................................... 851-5-3 كوانتايي سازي ......................................................................................... 852-5-3 رنج ديناميكي ............................................................................................ 873-5-3 كوانتايي سازي سيگنال EMG................................................................... 904-5-3 مشخص ك ردن ويژگيهاي ADC............................................................ 925-5-3 نكته كاربردي Delsys............................................................................... 956-3 نتيجهگيري .................................................................................................... 95 فصل 4: بكارگيري مناسبت نيرويgrip مبني بر سيگنال EMG1-4 مقدمه ............................................................................................................ 982-4ديد كلي پايهاي يك سيستم ............................................................................. 983-4 منطقي براي توليد نيروي گريپ .................................................................... 994-4 دستاورد ..................................................................................................... 1025-4 نتيجه ........................................................................................................... 103 فصل پنجم : طبقهبندي سيگنال EMG براي شناسايي سيگنال دست1-5 مقدمه .......................................................................................................... 1052-5 سيگنالهاي EMG و سيستم اندازهگيري ................................................... 1073-5 طرح ويژگي خود سازمان دهي .................................................................. 1074-5 روش طبقه بندي سيگنال EMG پيشنهادي ................................................. 1095-5 نتيجهگيري .................................................................................................. 117 فصل 6: ارتباط بين نيروي ماهيچهاي ايزومتريك و سيگنال EMG به عنوان هندسه بازو1-6 مقدمه .......................................................................................................... 1192-6 نتايج ............................................................................................................ 1213-6 بحث ............................................................................................................ 1231-3-6 ارتباط EMG- Force.............................................................................. 1272-3-6 رابط نيروي MF..................................................................................... 1293-3-6 رابطهي درصد نيروي DET.................................................................... 1314-3-6 نتايج ....................................................................................................... 1314-6 روش تجربي ............................................................................................... 1321-4-6 اشخاص ................................................................................................. 1322-4-6 مجموعه تجربي ...................................................................................... 1323-4-6 مدارك EMG و نيرو............................................................................... 1334-4-6 تحليلهاي EMG غير خطي .................................................................... 1355-4-6 تحليلهاي آماري و پارامترها ................................................................ 1365-6 نتيجهگيري .................................................................................................. 136 فصل 7: طبقهبندي سيگنال EMG براي كنترل دست مصنوعي1-7 مقدمه .......................................................................................................... 1382-7 روشها ....................................................................................................... 1403-7 آزمايش و نتايج........................................................................................... 1411-3-7 نتيجهگيري ............................................................................................. 142 فصل 8 : يك استخوانبندي كنترل شده توسط EMG براي نوسازي دست1-8 مقدمه .......................................................................................................... 1442-8 سيستم اصلاح دست ................................................................................... 1481-2-8 استخوانبندي خارجي ............................................................................ 1482-2-8 الكترونيك و نرم افزار ........................................................................... 1493-8 پردازش EMG............................................................................................. 1514-8 تستهاي اوليه دستگاه ................................................................................. 1531-4-8 نتيجهگيري ............................................................................................. 1552-4-8 كارهاي آينده ......................................................................................... 156........... فصل نهم : يك مدار آنالوگ جديد بر اي كنترل دست مصنوعي1-9 مقدمه .......................................................................................................... 1582-9 چكيدهاي از سيستم .................................................................................... 1603-9 پيادهسازي مدار ......................................................................................... 1634-9 نتايج شبيه سازي ....................................................................................... 1665-9 نتيجهگيري .................................................................................................. 168 نتيجهگيري كلي ................................................................................................... 169فهرست تصاويرفصل 1شكل 1 : نمونهاي از سيگنالEMG .......................................................................... 7شكل 2: واحد حركتي .............................................................................................. 8شكل 3: مدل آناتومي عضله ................................................................................... 9شكل 4: اكتين و ميوزين و باندهاي مربوط به آن ................................................ 11شكل 5: پروسه انقباض عضله ............................................................................. 12شكل 6: شماتيك تصويري سيكل دپلاريزاسيون / پلاريزاسيون درون غشاهاي تحريك شونده ........................................................................................ 13شكل 7: نمودار پتانسيل عمل ................................................................................ 13شكل 8: ناحيهي دپلاريزاسيون در غشاء فيبرعضلاني ......................................... 14شكل 9: پتانسيل عمل واحدهاي حركتي متعدد ..................................................... 14شكل 10: بكارگيري و فركانس شروع واحدهاي حركتي نيرو.............................. 15شكل 11: ثبت سيگنال خام سه انقباض براي عضله سه سر ............................... 16شكل 12: سيگنال خام EMG با تداخل سنگين ECG.............................................. 19 فصل 2شكل 1 :طيف فركانسي سيگنال EMG آشكار شده جلوي ماهيچه ....................... 23شكل 2: طرحهاي شكل تقويت كننده تفاضلي ........................................................ 28شكل 3: ارائه طرح كلي بارو تركيبات مدور بر الكترود ........................................ 34شكل 4: مكان مرجع الكترود بين تاندون و بخش حركتي .................................... 35 فصل3شكل 1: سيگنال آنالوگ كشف شده توسط الكترود DE2.1............................................................................. 49شكل 2: A) نمونهبرداري از سينوس 1 ولت ، 1 هرتز در 10 هرتز ..................... 51B) بازآفريني سينوس نمونهبرداري شده در 10 هرتز ......................................... 51شكل 3: A) نمونهبرداري يك سينوس 1 ولت ، 1 هرتز در 2 هرتز ...................... 52B) بازآفريني سينوس نمونه برداريشده در 2 هرتز ............................................. 52شكل 4: A) نمونهبرداري يك سينوس .................................................................. 53شكل 5: تجزيهي فوريهي يك پتانسيل عمل واحد حركتي نمونهبرداري شده ...... 56شكل 6 : هيستوگرام دامنه 10 سينوس شكل 5 ................................................... 58شكل7: طيف موج فركانسي سيگنال نمونه در شكل 6........................................... 60شكل 8 : مستعار سازي نويز 13 ......................................................................... 61شكل 9 : پاد مستعارسازي ................................................................................... 62شكل 10: انواع فيلترها .......................................................................................... 66شكل 11: طرح فاز يك فيلترايده آل ....................................................................... 68شكل 12: خصوصيات فيلترهاي كاربردي ............................................................ 72جدول 1: فاكتورهاي تضعيف وگين نمونه ............................................................ 74شكل 13: فيلتر پائين گذر مرتبه اول و دوم .......................................................... 76شكل 14: اندازه ومقايسه انواع فيلترهاي بالاگذر ................................................. 79شكل 15: فيلتر پائين گذر تك قطبي ....................................................................... 82شكل 16: نمونهبرداري و فيلتر ديجيتالي سيگنال آنالوگ....................................... 83شكل 17: مراحل كوانتايي سازي مبدل آنالوگ به ديجيتال ................................... 86شكل 18: تحليل رنج A/D ..................................................................................... 89 فصل 4شكل 1: بلوك دياگرام دستگاه .............................................................................. 99شكل 2: سطوح و شماتيكها ............................................................................... 100شكل 3: نيروهاي گريپ ...................................................................................... 102 فصل 5شكل 1: بلوك دياگرام سيستم اندازهگيري سيگنال EMG................................... 110شكل 2 : موقعيت الكترودها................................................................................ 110شكل 3: بلوك دياگرام روش هاي پيشنهادي ..................................................... 111شكل 4: سيگنالهاي دست براي كاراكترهاي كره اي ........................................ 112شكل 5: نرونهاي خروجي ................................................................................ 113شكل 6: بلوك دياگرام ترتيب آزمايشگاهي ......................................................... 114شكل 7: عكس وضعيت آزمايش ......................................................................... 114شكل 8: سيگنال EMG اندازهگيري شده و سيگنال داخلي قابل استفاده ............ 115شكل 9: نرونهاي خروجي sofm1 بعد از مرتب كردن ..................................... 115جدول 1: نرونهاي خروجي بعد از يادگيري ..................................................... 116جدول 2: نتايج آزمايش ...................................................................................... 116 فصل 6شكل 1 : مقادير ميانگين نيروهاي ارادي ماكزيمم در ANT و POST................. 123شكل 2 : رابطهي نيروي EMG........................................................................... 124شكل 3: رابطهي نيروي MF................................................................................ 125شكل 4: رابطهي درصد نيروي DET................................................................... 126شكل 5: دياگرامهاي ارتباط بين فركانس متوسط و DET................................... 127 فصل 8شكل 1: طرح هندسي سيستم توانبخشي دست ................................................... 146شكل 2: نماي سيستم توانبخشي دست ............................................................... 147شكل 3: نماي جانبي استخوانبندي بيروني ........................................................ 148شكل 4: دستمجازي وواسط درمان ................................................................. 150شكل 5: محل قرارگيري الكترود سطحي ............................................................ 151شكل 6: سيگنال EMG يكسو شده ..................................................................... 152 فصل 9شكل 1: بلوك دياگرام سيستم پيشنهادي ........................................................... 160شكل 2: دياگرام حالت كنترل حالات مختلف دست با استفاده از EMG.............. 161جدول 1: حالات دست وسيگنالهاي مربوطه ..................................................... 161شكل 3: بلوك دياگرام پردازش سيگنال ............................................................. 162شكل 4: بلوك دياگرام تحليل گر EMG................................................................ 163شكل 5: شماتيك مدار پردازش سيگنال ............................................................. 164جدول 2: اندازهي تراتريستورها ........................................................................ 165شكل 6: سيگنالهاي داخلي شبيهسازي شدهي تحليلگر سيگنال EMG.............. 166شكل 7: مجموعهي سيگنالهاي EMG وپاسخ خروجي ماشين حالت ................ 167شكل 8: پاسخهاي شبيهسازي شده براي تغييرات انگشتان مختلف 167
بررسي سيگنالهاي الكترو مايوگرافي در حركت دست
عنوان پایان نامه: بررسي سيگنالهاي الكترو مايوگرافي در حركت دستفرمت فایل: Wordتعداد صفحات: 189شرح مختصر: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 مطالبچكيدهمقدمه ...................................................................................................................... 1فصل اول : آشنايي با الكترومايوگرافي1-1 مقدمه .............................................................................................................. 32-1 الكترومايوگرافي چيست ؟................................................................................ 33-1 منشأ سيگنال EMG كجاست ؟......................................................................... 71-3-1 واحد حركتي ............................................................................................... 74-1 آناتومي عضله.................................................................................................. 81-4-1 رشته عضلاني واحد.................................................................................... 82-4-1 ساختار سلول ماهيچه ................................................................................ 85-1 انقباض عضلاني .............................................................................................. 96-1 تحريكپذيري غشاء عضله ............................................................................ 117-1 توليد سيگنال EMG........................................................................................ 121-7-1 پتانسيل عمل ............................................................................................. 128-1 تركيب سيگنال EMG..................................................................................... 141-8-1 انطباق واحدهاي حركتي ........................................................................... 149-1 فعال سازي عضله ........................................................................................ 1510-1 طبيعت سيگنال MMG................................................................................. 1611-1 فاكتورهاي موثر بر سيگنال EMG.............................................................. 18 فصل دوم :انواع سيگنالهاي الكترومايوگرافي و روشهاي طراحي1-2 انواع EMG ................................................................................................... 212-2 الكترومايوگرافي سطحي : رديابي و ثبت ...................................................... 221-2-2 ارتباطات كلي ............................................................................................ 222-2-2 مشخصههاي سيگنال EMG...................................................................... 233-2 مشخصههاي نويز الكتريكي ......................................................................... 241-3-2 نويزمحدود شده ....................................................................................... 242-3-2 آرتي فكتهاي حركتي .............................................................................. 243-2-2 ناپايداري ذاتي سيگنال ............................................................................. 253-2 بيشينه سيگنال EMG..................................................................................... 254-2 طراحي الكترود و آمپلي فاير ........................................................................ 265-2 تقويت تفاضلي ............................................................................................... 266-2 امپدانس داخلي .............................................................................................. 287-2 طراحي الكترودفعال ...................................................................................... 298-2 فيلترينگ ........................................................................................................ 299-2 استقرار الكترود ............................................................................................ 3010-2 روش مرجح مصرف .................................................................................. 30...........11-2 هندسه الكترود............................................................................................. 301-11-2 نسبت سيگنال به نويز ............................................................................ 312-11-2 پهناي باند................................................................................................ 323-11-2 ساير ماهيچه نمونه ................................................................................ 324-11-2 قابليت cross talk................................................................................... 3312-2 بار موازي الكترود ..................................................................................... 3313-2 قرار دادن الكترود EMG............................................................................. 341-13-2 تعيين مكان و جهتيابي الكترود ............................................................. 342-13-2 نه روي نقطه محرك .............................................................................. 353-13-2 نه روي نقطه محرك .............................................................................. 364-13-2 نه در لبهي بيروني ماهيچه .................................................................... 37...........14-2 موقعيت الكترود نسبت به فيبرهاي ماهيچه ................................................ 3715-2 قرار دادن الكترود مقايسه .......................................................................... 3816-2 پردازش سيگنال EMG................................................................................ 3917-2 كاربردهاي سيگنالEMG............................................................................. 4018-2 الكترومايوگرافي سوزني............................................................................. 4119-2 مزايا و معايب الكترودهاي سطحي و سوزني ............................................ 431-19-2 مزيتهاي الكترود سطحي ...................................................................... 432-19-2 معايب الكترودهاي سطحي ..................................................................... 433-19-2مزاياي الكترودهاي سوزني .................................................................... 43...........4-19-2 معايب الكترودهاي سوزني .................................................................... 4420-2 تفاوت موجود بين الكترودهاي سطحي وسوزني ....................................... 4521-2 انواع طراحي ............................................................................................... 45 فصل سوم :مفاهيم اساسي در بدست آوردن سيگنال EMG1-3 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 ................................................................. 552-3-3 دامنه فركانس ........................................................................................... 57...........3-3-3 مستعارسازي – چطور از آن دوري كنيم ؟............................................. 59...........4-3-3 فيلترپارمستعاد ......................................................................................... 615-3-3نكته كاربردي DELSYS.............................................................................. 634-3 فيلترها ........................................................................................................... 641-4-3 انواع فيلترهاي ايده آل .............................................................................. 652-4-3 پاسخ فاز ايدهآل ....................................................................................... 673-4-3 فيلتر كاربردي .......................................................................................... 684-4-3پاسخ فاز غير خطي ................................................................................... 715-4-3 اندازهگيري ولتاژ - دامنه ، توان ودسي بل ............................................. 726-4-3 فركانس 3 Db........................................................................................... 747-4-3 مرتبه فيلتر ................................................................................................ 758-4-3 انواع فيلتر ................................................................................................. 769-4-3 فيلترهايdigital - Analog Vs ................................................................ 8010-4-3 نكته كاربردي Delsys............................................................................. 845-3 رسيدگي به مبدلهاي آنالوگ به ديجيتال ...................................................... 851-5-3 كوانتايي سازي ......................................................................................... 852-5-3 رنج ديناميكي ............................................................................................ 873-5-3 كوانتايي سازي سيگنال EMG................................................................... 904-5-3 مشخص ك ردن ويژگيهاي ADC............................................................ 925-5-3 نكته كاربردي Delsys............................................................................... 956-3 نتيجهگيري .................................................................................................... 95 فصل 4: بكارگيري مناسبت نيرويgrip مبني بر سيگنال EMG1-4 مقدمه ............................................................................................................ 982-4ديد كلي پايهاي يك سيستم ............................................................................. 983-4 منطقي براي توليد نيروي گريپ .................................................................... 994-4 دستاورد ..................................................................................................... 1025-4 نتيجه ........................................................................................................... 103 فصل پنجم : طبقهبندي سيگنال EMG براي شناسايي سيگنال دست1-5 مقدمه .......................................................................................................... 1052-5 سيگنالهاي EMG و سيستم اندازهگيري ................................................... 1073-5 طرح ويژگي خود سازمان دهي .................................................................. 1074-5 روش طبقه بندي سيگنال EMG پيشنهادي ................................................. 1095-5 نتيجهگيري .................................................................................................. 117 فصل 6: ارتباط بين نيروي ماهيچهاي ايزومتريك و سيگنال EMG به عنوان هندسه بازو1-6 مقدمه .......................................................................................................... 1192-6 نتايج ............................................................................................................ 1213-6 بحث ............................................................................................................ 1231-3-6 ارتباط EMG- Force.............................................................................. 1272-3-6 رابط نيروي MF..................................................................................... 1293-3-6 رابطهي درصد نيروي DET.................................................................... 1314-3-6 نتايج ....................................................................................................... 1314-6 روش تجربي ............................................................................................... 1321-4-6 اشخاص ................................................................................................. 1322-4-6 مجموعه تجربي ...................................................................................... 1323-4-6 مدارك EMG و نيرو............................................................................... 1334-4-6 تحليلهاي EMG غير خطي .................................................................... 1355-4-6 تحليلهاي آماري و پارامترها ................................................................ 1365-6 نتيجهگيري .................................................................................................. 136 فصل 7: طبقهبندي سيگنال EMG براي كنترل دست مصنوعي1-7 مقدمه .......................................................................................................... 1382-7 روشها ....................................................................................................... 1403-7 آزمايش و نتايج........................................................................................... 1411-3-7 نتيجهگيري ............................................................................................. 142 فصل 8 : يك استخوانبندي كنترل شده توسط EMG براي نوسازي دست1-8 مقدمه .......................................................................................................... 1442-8 سيستم اصلاح دست ................................................................................... 1481-2-8 استخوانبندي خارجي ............................................................................ 1482-2-8 الكترونيك و نرم افزار ........................................................................... 1493-8 پردازش EMG............................................................................................. 1514-8 تستهاي اوليه دستگاه ................................................................................. 1531-4-8 نتيجهگيري ............................................................................................. 1552-4-8 كارهاي آينده ......................................................................................... 156........... فصل نهم : يك مدار آنالوگ جديد بر اي كنترل دست مصنوعي1-9 مقدمه .......................................................................................................... 1582-9 چكيدهاي از سيستم .................................................................................... 1603-9 پيادهسازي مدار ......................................................................................... 1634-9 نتايج شبيه سازي ....................................................................................... 1665-9 نتيجهگيري .................................................................................................. 168 نتيجهگيري كلي ................................................................................................... 169فهرست تصاويرفصل 1شكل 1 : نمونهاي از سيگنالEMG .......................................................................... 7شكل 2: واحد حركتي .............................................................................................. 8شكل 3: مدل آناتومي عضله ................................................................................... 9شكل 4: اكتين و ميوزين و باندهاي مربوط به آن ................................................ 11شكل 5: پروسه انقباض عضله ............................................................................. 12شكل 6: شماتيك تصويري سيكل دپلاريزاسيون / پلاريزاسيون درون غشاهاي تحريك شونده ........................................................................................ 13شكل 7: نمودار پتانسيل عمل ................................................................................ 13شكل 8: ناحيهي دپلاريزاسيون در غشاء فيبرعضلاني ......................................... 14شكل 9: پتانسيل عمل واحدهاي حركتي متعدد ..................................................... 14شكل 10: بكارگيري و فركانس شروع واحدهاي حركتي نيرو.............................. 15شكل 11: ثبت سيگنال خام سه انقباض براي عضله سه سر ............................... 16شكل 12: سيگنال خام EMG با تداخل سنگين ECG.............................................. 19 فصل 2شكل 1 :طيف فركانسي سيگنال EMG آشكار شده جلوي ماهيچه ....................... 23شكل 2: طرحهاي شكل تقويت كننده تفاضلي ........................................................ 28شكل 3: ارائه طرح كلي بارو تركيبات مدور بر الكترود ........................................ 34شكل 4: مكان مرجع الكترود بين تاندون و بخش حركتي .................................... 35 فصل3شكل 1: سيگنال آنالوگ كشف شده توسط الكترود DE2.1............................................................................. 49شكل 2: A) نمونهبرداري از سينوس 1 ولت ، 1 هرتز در 10 هرتز ..................... 51B) بازآفريني سينوس نمونهبرداري شده در 10 هرتز ......................................... 51شكل 3: A) نمونهبرداري يك سينوس 1 ولت ، 1 هرتز در 2 هرتز ...................... 52B) بازآفريني سينوس نمونه برداريشده در 2 هرتز ............................................. 52شكل 4: A) نمونهبرداري يك سينوس .................................................................. 53شكل 5: تجزيهي فوريهي يك پتانسيل عمل واحد حركتي نمونهبرداري شده ...... 56شكل 6 : هيستوگرام دامنه 10 سينوس شكل 5 ................................................... 58شكل7: طيف موج فركانسي سيگنال نمونه در شكل 6........................................... 60شكل 8 : مستعار سازي نويز 13 ......................................................................... 61شكل 9 : پاد مستعارسازي ................................................................................... 62شكل 10: انواع فيلترها .......................................................................................... 66شكل 11: طرح فاز يك فيلترايده آل ....................................................................... 68شكل 12: خصوصيات فيلترهاي كاربردي ............................................................ 72جدول 1: فاكتورهاي تضعيف وگين نمونه ............................................................ 74شكل 13: فيلتر پائين گذر مرتبه اول و دوم .......................................................... 76شكل 14: اندازه ومقايسه انواع فيلترهاي بالاگذر ................................................. 79شكل 15: فيلتر پائين گذر تك قطبي ....................................................................... 82شكل 16: نمونهبرداري و فيلتر ديجيتالي سيگنال آنالوگ....................................... 83شكل 17: مراحل كوانتايي سازي مبدل آنالوگ به ديجيتال ................................... 86شكل 18: تحليل رنج A/D ..................................................................................... 89 فصل 4شكل 1: بلوك دياگرام دستگاه .............................................................................. 99شكل 2: سطوح و شماتيكها ............................................................................... 100شكل 3: نيروهاي گريپ ...................................................................................... 102 فصل 5شكل 1: بلوك دياگرام سيستم اندازهگيري سيگنال EMG................................... 110شكل 2 : موقعيت الكترودها................................................................................ 110شكل 3: بلوك دياگرام روش هاي پيشنهادي ..................................................... 111شكل 4: سيگنالهاي دست براي كاراكترهاي كره اي ........................................ 112شكل 5: نرونهاي خروجي ................................................................................ 113شكل 6: بلوك دياگرام ترتيب آزمايشگاهي ......................................................... 114شكل 7: عكس وضعيت آزمايش ......................................................................... 114شكل 8: سيگنال EMG اندازهگيري شده و سيگنال داخلي قابل استفاده ............ 115شكل 9: نرونهاي خروجي sofm1 بعد از مرتب كردن ..................................... 115جدول 1: نرونهاي خروجي بعد از يادگيري ..................................................... 116جدول 2: نتايج آزمايش ...................................................................................... 116 فصل 6شكل 1 : مقادير ميانگين نيروهاي ارادي ماكزيمم در ANT و POST................. 123شكل 2 : رابطهي نيروي EMG........................................................................... 124شكل 3: رابطهي نيروي MF................................................................................ 125شكل 4: رابطهي درصد نيروي DET................................................................... 126شكل 5: دياگرامهاي ارتباط بين فركانس متوسط و DET................................... 127 فصل 8شكل 1: طرح هندسي سيستم توانبخشي دست ................................................... 146شكل 2: نماي سيستم توانبخشي دست ............................................................... 147شكل 3: نماي جانبي استخوانبندي بيروني ........................................................ 148شكل 4: دستمجازي وواسط درمان ................................................................. 150شكل 5: محل قرارگيري الكترود سطحي ............................................................ 151شكل 6: سيگنال EMG يكسو شده ..................................................................... 152 فصل 9شكل 1: بلوك دياگرام سيستم پيشنهادي ........................................................... 160شكل 2: دياگرام حالت كنترل حالات مختلف دست با استفاده از EMG.............. 161جدول 1: حالات دست وسيگنالهاي مربوطه ..................................................... 161شكل 3: بلوك دياگرام پردازش سيگنال ............................................................. 162شكل 4: بلوك دياگرام تحليل گر EMG................................................................ 163شكل 5: شماتيك مدار پردازش سيگنال ............................................................. 164جدول 2: اندازهي تراتريستورها ........................................................................ 165شكل 6: سيگنالهاي داخلي شبيهسازي شدهي تحليلگر سيگنال EMG.............. 166شكل 7: مجموعهي سيگنالهاي EMG وپاسخ خروجي ماشين حالت ................ 167شكل 8: پاسخهاي شبيهسازي شده براي تغييرات انگشتان مختلف 167