表面肌電分析系統(tǒng)——硬件電路設(shè)計(jì)

根據(jù)神經(jīng)生理知識(shí)，肌肉動(dòng)作電位將產(chǎn)生-90mV到30mV的電勢(shì)差，由于人體是電的不良導(dǎo)體(1MΩ數(shù)量級(jí)內(nèi)阻)，故從體表的貼片電極上只能獲得1mV左右的峰值。根據(jù)文獻(xiàn)，SEMG中往往混合著甚低頻(接近直流)和高頻的干擾信號(hào)，而有效的肌電信號(hào)頻譜分布在10-500Hz間。故從貼片電極檢測(cè)出的信號(hào)需經(jīng)過高通濾波(隔直處理)、高倍放大、低通濾波(濾除高頻干擾)等信號(hào)調(diào)理過程。

采樣電極采用Ag/AgCl表面電極，其極化電壓小，能快速獲得穩(wěn)定的肌電信號(hào)。本設(shè)計(jì)中一個(gè)電極由三片相互平行的Ag/AgCl電極構(gòu)成，中間電極為參考地端，兩側(cè)兩個(gè)構(gòu)成差分輸入端。引入的參考地端電極有效降低了噪聲干擾，提高了共模抑制能力。

表面肌電分析系統(tǒng)——MCU

MCU采用MSP430F167，其片內(nèi)外圍豐富，有DMA、12位AD模塊(ADC12)、硬件乘法器(MPY)、USART、16位Timer及多達(dá)48個(gè)I/O口。本系統(tǒng)中，利用ADC12對(duì)肌電信號(hào)采樣，并對(duì)采樣結(jié)果進(jìn)行濾波處理，提高了采樣的準(zhǔn)確性;DMA配合ADC12使用，大大提高了讀取AD采樣結(jié)果的速度;MPY極大提高了數(shù)據(jù)處理速度。本系統(tǒng)運(yùn)行于8M時(shí)鐘下，且設(shè)定采樣頻率為2000Hz，完全滿足采樣間隔要求。

表面肌電分析系統(tǒng)的特性

1.可以采集肌電訊號(hào), 呈現(xiàn)報(bào)表, 圖形化模版方便數(shù)據(jù)分析

2.軟件可以實(shí)時(shí)顯示肌電信號(hào)

3.數(shù)據(jù)庫方便采集數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)管理，精心呈現(xiàn)數(shù)據(jù)報(bào)表

4.模版以圖形化拖曳操作，功能包含- 濾波(Butterworth, Cebysev, Hamming,triangular and rectangular 窗格), 頻譜分析(傅立葉變換), 接觸周期, 延遲, 設(shè)定閥值, 固定或移動(dòng)窗格, 積分, 方均根, 內(nèi)插, 疲勞分析- 線性或角度的參數(shù)濾波可判定優(yōu)化區(qū)間, 原始數(shù)據(jù)不會(huì)遺失.

5.多媒體報(bào)表型式可以用HTML 型式呈現(xiàn)，允許依照需求自定義報(bào)表型式，以圖形化接口拖曳圖表，照片，視頻

6.已預(yù)設(shè)多個(gè)運(yùn)動(dòng)肌電分析模版提供使用

7.已預(yù)設(shè)臨床模版可作姿勢(shì)及動(dòng)作缺陷評(píng)量

8.可接４臺(tái)Vixta 視頻，允許不同面向同步觀看