基于肌电信号的康复健身马的研究

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骑马属于全身性的有效的有氧运动,不仅能够使骑马者得到锻炼,而且能减肥瘦身、改善腰酸背痛等症状,有资料证明骑马甚至对病理性萎缩等疾病也有一定的疗效。为了使更多的人能够实现足不出户就享受到骑马的功效,根据马的运动规律,本课题也研制出了健身马,但并不是真正的骑马,而是用它再现骑马的情形,通过骑乘这一装置,骑者在摇动中保持身体平衡,可以强化颈部、背部和腹部的肌肉,预防颈、背、腰疼等疾病。本文还通过分析健身马运动时诱发的肌电信号对其康复健身功能进行了验证。   表面肌电信号(sEMG)是一种复杂的表皮下肌肉活动在皮肤表面处的时间和空间上的综合结果,它是一种无创伤检测的生物电信号,在对认识和了解人体神经系统信息传递、基础医学研究、临床诊断、运动医学和康复工程中均有广泛的应用。   迄今为止普遍被接受的表征肌电的参数有均方根(RMS)和中频(MF),肌电信号均方根被认为是时域中最可靠的参数,用于估计产生力的大小。另外,肌电信号是一种交流电压,它在幅值上与肌肉产生的力大致成比例,所以我们根据它的这些典型特点,通过检测骑健身马运动时人体相关部位的肌肉产生的表面肌电信号的幅值大小来判断其功能。   本文是在骑健身马者的腹部、背部和颈部分别采集到了表面肌电信号,然后对采集到的肌电信号应用LabVIEW软件进行分析,首先用巴特沃斯滤波器进行滤波处理,再进行时域和频域分析,主要根据肌电信号的特点和均方根来判断功能效果,并与未骑马时采集的肌电信号对比,结果表明健身马的确驱动了腹部、背部和颈部的肌肉运动,有一定的锻炼效果,尤其是颈部效果更明显。
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