基于labview的肌電信號(hào)的采集分析和電刺激控制(參考版)
2024-09-02 13:42本頁(yè)面
【正文】 此次作業(yè)的過(guò)程中，我遇到了不少的問(wèn)題，但最終我終究還是戰(zhàn)勝困難，取得了成功，當(dāng)然其中很大一部分功勞都要?dú)w功于指導(dǎo)老師老師和同學(xué)們，要不是沒(méi)有指導(dǎo)老師的指導(dǎo)和與同學(xué)們的相互交流學(xué)習(xí)，我的課程設(shè)計(jì)肯定不會(huì)如此輕松?？傊?，在這次作業(yè)中我受益匪淺。但通過(guò)對(duì) LabVIEW 進(jìn)行了幾天的摸索學(xué)習(xí)，我終于把課程設(shè)計(jì)做好了，并發(fā)現(xiàn) LabVIEW 很實(shí)用。此次設(shè)計(jì)以分 組的方式進(jìn)行，我們做的是肌電信號(hào)采集和分析系統(tǒng)。打印模塊程序框圖如圖 14 所示。打印模塊的功能是對(duì)回放波形當(dāng)前顯示波形的打印輸出。程序框圖如圖 11 所示。 圖 10時(shí)間控制和報(bào)警程序框圖 17 其它功能模塊 系統(tǒng)時(shí) 間 模塊 該模塊的功能是在系統(tǒng)前面板上實(shí)時(shí)顯示日期和時(shí)間，用一個(gè) While 循環(huán)來(lái)實(shí)現(xiàn)。 圖 8波形預(yù)覽和下載前面板 圖 9間動(dòng)疏波下載程序框圖 16 時(shí)間控制聲光報(bào)警模塊 該模塊主要完成時(shí)間設(shè)置從 0． 60 分鐘的控制，前面板有時(shí)間顯示和時(shí)間復(fù)位，等設(shè)置的時(shí)間到，發(fā)出聲光報(bào)警，并向下位機(jī)發(fā)出命令停止刺激。 表 1 處方類型表 處方類型號(hào) 處方類型名 描述 1 間動(dòng)疏波（ MF） 低頻：?jiǎn)雾?xiàng)整流， 50Hz 2 間動(dòng)密波（ DF） 低頻：雙向 z 整流， 100Hz 3 25 超刺激 低頻： 2ms 脈寬 5ms 間歇時(shí)間，約 143Hz 4 等幅正弦中頻 中頻： 1KHz4KHz 可調(diào) 5 功能電刺激 低頻：刺激脈寬 50500us，頻率和時(shí)間可調(diào) 在下載前可預(yù)覽波形，確認(rèn)后再依次將一個(gè)周期的波形下傳到波形存儲(chǔ)器指定的單元中。再如在康復(fù)訓(xùn)練時(shí)，選擇處方波形 5 功能電刺激，其為脈寬在 50—500us 可調(diào)的方波脈沖，頻率以步進(jìn)為 1 可調(diào)，一般在低頻范圍內(nèi)，通過(guò)控制時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生刺激脈沖的個(gè)數(shù)，如要實(shí)現(xiàn)脈寬 200us，頻率 2Hz，持續(xù) 2 秒，則是 4 個(gè)刺激脈沖。使用者可選擇處方類型的波形，再根據(jù)具體 的處方和個(gè)人的需要來(lái)調(diào)節(jié)參數(shù)，達(dá)到治療和訓(xùn)練的目的。根據(jù)電刺激波形的要求，把每個(gè)波形一個(gè)周期用 32 個(gè)樣本點(diǎn)來(lái)編制。在 進(jìn)行電刺激前，使用者可根據(jù)需要選擇刺激波形，頻率和幅度，通過(guò)“ VISAWrite” VI 把命令和數(shù)據(jù)傳遞至單片機(jī)， 單片機(jī)循環(huán)接收上位機(jī)傳來(lái)的命令和數(shù)據(jù)，根據(jù)設(shè)置的值來(lái)調(diào)節(jié)存儲(chǔ)器的波形選擇的地址，樣本點(diǎn)讀取的時(shí)間和幅度的控制。 參數(shù)下傳通信模塊 通過(guò) VISA Configure Serial Port(串口初始化子 V1)， VISA Read(讀串口子VI)， VISA Write(寫(xiě)串口子 vi)， VISA Bytes at Serial Port(檢測(cè)串口輸入緩沖中字節(jié)數(shù)子 VI)， VISA Close(關(guān)閉串口子 VI)等庫(kù)函數(shù)完成和下位機(jī)通信，處理處方選擇，幅度，頻率參數(shù)調(diào)節(jié)的下傳，程序框圖如圖 7 所示。整個(gè)電刺激程序框圖主要包括：參數(shù)下傳通信模塊、波形預(yù)覽和下載模塊、時(shí)問(wèn)控制報(bào)警模塊和電刺激波形顯示調(diào)節(jié)模塊。 其存儲(chǔ)模塊的程序框圖如圖 6 所示。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)有文件存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)等方式，本系統(tǒng)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)采用文件存儲(chǔ)?；颊呖筛鶕?jù)顯示的肌電信號(hào)和積分肌電值來(lái)進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練，或者可以和電刺激相結(jié)合，電刺激器由計(jì)算機(jī)控制，采集患者的 11 肌電 信號(hào)，然后按照預(yù)先確定的刺激參數(shù)控制電刺激器對(duì)患者的肌肉或其支配神經(jīng)進(jìn)行刺激，以產(chǎn)生肌肉收縮，帶動(dòng)關(guān)節(jié)按一定規(guī)律運(yùn)動(dòng)，起到康復(fù)訓(xùn)練的作用。通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)得到的采集肌電信號(hào)和積分肌電值的波形如圖 5 所示。由于肌電信號(hào)振幅和肌張力呈一定力一電對(duì)應(yīng)關(guān)系，故時(shí)域指標(biāo)可實(shí)時(shí)反映肌電活動(dòng)水平。在肌電信號(hào)的時(shí)域分析中，將肌電信號(hào)看作是時(shí)間的函數(shù)，可計(jì)算信號(hào)的均值、幅度直 方圖等統(tǒng)計(jì)指標(biāo)來(lái)反映信號(hào)振幅在時(shí)間域上的變化。由于采集的肌電信號(hào)頻率分布在 101KHz 的范圍，所以肌電信號(hào)采集到 P
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