表面肌电信号采集与处理器设计

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1、工程硕士学位论文表面肌电信号采集与处理器设计作者姓名陈雄彬工程领域控制工程校内指导教师莫鸿强教授校外指导老师陆尧胜高级工程师所在学院自动化科学与工程学院论文提交日期2014年12月GatherandDesigntheProcessorofSurfaceEMGSignalADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate:ChenXiongbinSupervisor:Prof.MoHongqiangSouthChinaUniversityofTechn

2、ologyGuangzhou,China分类号：TP274+.2学校代号：10561学号：201221014269华南理工大学硕士学位论文表面肌电信号采集与处理器设计作者姓名：陈雄彬指导教师姓名、职称：莫鸿强教授申请学位级别：工程硕士工程领域名称：控制工程论文形式：□产品研发□工程设计□应用研究□工程/项目管理□调研报告研究方向：生物医学信号处理论文提交日期：2014年12月13日论文答辩日期：2015年3月25日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：郑浩委员：皮佑国王剑

3、李彬王孝洪华南理~T大学T学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年3月％日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属华南理工大学。学校有权保存并向国家有

4、关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许学位论文被查阅（除在保密期内的保密论文外学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。本学位论文属于：□保密，在_____年解密后适用本授权书。〇不保密，同意在校园网上发布，供校内师生和与学校有共享协议的单位浏览；同意将本人学位论文提交中国学术期刊(光盘版)电子杂志社全文出版和编入CNKI《中国知识资源总库》，传播学位论文的全部或部分内容。(请在以上相应方框内打“V”）作

5、者签名：曰期：指导獅签名日期：摘要表面肌电是神经系统电活动在皮肤表面处的综合叠加表现，蕴含着肌肉、神经的功能状态信息。随着现代科学技术的迅速发展，人们对肌电信号有了更深入、更准确的认识，肌电信号被广泛应用于基础医学研究、康复工程、临床诊断等众多领域。膈肌是人体最主要的呼吸肌，其肌电信号在一定程度上能反映呼吸系统的功能状态，在临床医学领域上的呼吸疾病诊断、呼吸功能监控与评价等发挥着重要的作用。本论文将根据肌电信号的特点，设计一个基于表面电极的膈肌肌电采集系统。由于肌电信号本身是一种微弱的电信号，在采集时

6、极易受到其他干扰信号的影响，因此设计一个高抗干扰能力的电路是本次设计最先考虑的问题。本文采用LF347运算放大器构成前置差分放大电路与右腿驱动电路，有效地抑制共模干扰。同时设计了高通滤波器、低通滤波器和50Hz的工频陷波器，滤除信号中的高、低频噪声和工频噪声。对采集电路输出的信号进行A/D转换，运用数学形态法对信号进行滤波处理，滤除心电干扰。最后在时域和频域上分别计算出膈肌的肌电强度与中值频率，将处理的结果应用到实际临床中，包括呼吸机风机的触发控制与膈肌的疲劳诊断。关键词：膈肌肌电；信号采集；滤波；噪

7、声IAbstractSurfaceelectromyographic(sEMG)istheelectricalactivityofthenervoussysteminanintegratedoverlayperformanceatthesurfaceoftheskin,whichcontainsinformationaboutthefunctionalofmusclesandnerves.Withtherapiddevelopmentofmodernscienceandtechnology,sEMGh

8、asbeendeeperandmoreaccurateunderstandingbythescientists,andiswidelyusedinmanyareassuchasbasicmedicalresearch,rehabilitationengineering,clinicaldiagnosis.Diaphragmaticisthebody'smostimportantmuscleinbreathing.thesignalreflectthefu