基于labview的肌電信號(hào)的采集分析和電刺激控制-文庫吧資料
2025-06-24 14:26本頁面
【正文】 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PC機(jī)后經(jīng)過101KHz的帶通濾波和50Hz陷波器處理。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換程序框圖如圖3所示。根據(jù)AD輸入電壓．10+10V，轉(zhuǎn)換后數(shù)據(jù)04095的正比例線性關(guān)系得出關(guān)系式：A(i)=(（D(i)－2n1）/2n1)Vm=(（D(i)－2048)/2048)10A(i)為輸入電壓，D(i)為轉(zhuǎn)換的數(shù)字量，Vm為輸入最大幅度。LabVIEW提供8位、16位、32位的二進(jìn)制數(shù)，要正確顯示和分析信號(hào)，就必須將相應(yīng)的兩個(gè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成16位或32位的數(shù)據(jù)，本系統(tǒng)選用了16位的數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換后為D(i)=D(j)16+D(j+1)D(i)為轉(zhuǎn)換后16為數(shù)據(jù)，D(j)為上傳的高8為數(shù)據(jù)，D(j+1)為上傳的低4位數(shù)據(jù)。這里主要介紹數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊、濾波及數(shù)據(jù)處理模塊和存儲(chǔ)模塊。采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)字濾波和數(shù)據(jù)處理后顯示其信號(hào)。前面板設(shè)計(jì)如圖2所示。在電刺激控制部分，可把預(yù)先編制好的治療處方波形下載到波形存儲(chǔ)器中，并通過串口把處方選擇、頻率、幅值參數(shù)傳給單片機(jī)，然后由單片機(jī)完成參數(shù)控制的工作。此外，還要對(duì)信號(hào)要進(jìn)行進(jìn)一步的分析處理，從而得到更便于用戶接受的反饋信號(hào)。設(shè)計(jì)模塊層次圖如圖1所示。而信號(hào)采集模塊由放大倍數(shù)調(diào)節(jié)模塊、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊、濾波及數(shù)據(jù)處理模塊和存儲(chǔ)模塊組成。 根據(jù)系統(tǒng)的功能要求，本次設(shè)計(jì)采用模塊化設(shè)計(jì)，這樣便于調(diào)試和管理，也易于調(diào)用。并且LabVIEW易用易學(xué)，具有以下幾個(gè)主要的優(yōu)勢(shì)（1） 提供了豐富的圖形控件，采用圖形化的編程方法； （2）采用數(shù)據(jù)流模型，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)的多線程，從而充分利用處理器的處理能力； （3）提供了大量的驅(qū)動(dòng)與專用工具，幾乎能與任何接口的硬件輕松連接； （4）內(nèi)建了600多個(gè)分析函數(shù)，用于數(shù)據(jù)分析和信號(hào)處理； （5） 通過DLL 、ActiveX、.NET或MATLAB腳本節(jié)點(diǎn)等技術(shù)，可以輕松實(shí)現(xiàn)LabVIEW與其它編程語言的混合編程； （6）提供了豐富的附加模塊，用于擴(kuò)展LabVIEW在不同領(lǐng)域中的應(yīng)用，如實(shí)時(shí)模塊、PDA 模塊、FPGA模塊等 總體設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)的軟件部分旨在完成對(duì)肌電信號(hào)的采集、處理、分析等。 選用LabVIEW開發(fā)測(cè)試和測(cè)量應(yīng)用程序的另一大決定因素是其開發(fā)速度。LabVIEW是一種用圖標(biāo)代替文本行創(chuàng)建應(yīng)用程序的圖形化編程工具。VI利用強(qiáng)大的圖形環(huán)境，建立友好的虛擬儀器面板即軟面板，操作人員通過友好的圖形界面及圖形化編程語言來控制儀器運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)被測(cè)量的采集、分析、顯示及存儲(chǔ)等功能。VI主要有以下幾個(gè)特點(diǎn)： （1）硬件盡可能通用化，各種儀器的差異只是軟件； （2）充分利用計(jì)算機(jī)功能，具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力； （3）用戶可以根據(jù)自己的需要來定義和設(shè)計(jì)各種儀器。關(guān)鍵詞：labVIEW，肌電信號(hào)，電刺激 labVIEW簡介所謂虛擬儀器，就是在以計(jì)算機(jī)為核心的硬件平臺(tái)上，具有虛擬面板，其功能由用戶設(shè)計(jì)和定義，通過測(cè)試軟件實(shí)現(xiàn)的一種計(jì)算機(jī)儀器系統(tǒng)。系統(tǒng)時(shí)間模塊的功能是
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