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对sEMG信号六个特征指标股直肌疲劳敏感性的研究

作　者: 庄文敬
导　师: 张立
学　校: 武汉体育学院
专　业: 运动人体科学
关键词: sEMG信号 IEMG AEMG MPF C(n) %DET Entropy 疲劳敏感性
分类号: G804.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

目的：研究普通人和从事运动的人优势腿股直肌持续等长收缩时的表面肌电（sEMG）信号，检验sEMG信号常用的三个线性特征指标IEMG、AEMG、MPF和三个非线性特征指标C(n)、%DET、Entropy对于疲劳的敏感性。方法：研究对象分为对照组和实验组，对照组为8个武汉体育学院研究生院运动人体科学专业的硕士研究生，实验组是8名武汉体育学院运动训练专业羽毛球专项的本科学生，研究器材为武汉体育学院运动机能评定实验室的芬兰产MEGA牌ME6000-T16遥测表面肌电测试仪、惠普笔记本电脑、美国产BIODEX多关节等速训练测试系统，研究模型为优势腿股直肌保持坐姿伸膝动作，做在膝关节角度30o时负荷40%MVC、80%MVC以及膝关节角度60o时负荷40%MVC、80%MVC四个实验处理水平上的等长收缩直至疲劳，记录下整个过程的sEMG信号并将受试者每一个实验水平上的肌电信号分成十一段，取每段的第一秒作为计算上述六个特征指标的计算区间，由此得到每个实验水平16（共16名受试者）×11=176段、四个实验水平共704段计算区间，每个计算区间算六个指标的观测值，共获得4224个数据用来做SPSS的偏相关分析、单因变量多因素方差分析、曲线回归分析。结果：通过偏相关分析，发现sEMG信号线性特征指标中与采样点即疲劳相关的为MPF，并且只与疲劳相关，非线性特征指标中与疲劳相关的为C(n)；通过单因变量多因素方差分析发现采样点对于MPF和C(n)观测值有非常显著性主效应；通过曲线回归分析，发现MPF、C(n)的观测值随着疲劳程度的加深呈现出非常显著的下降趋势，C(n)观测值还能显著地区分出受试者运动能力的差异。结论：1、sEMG信号线性特征指标IEMG、AEMG、MPF与非线性特征指标C(n)、%DET、Entropy中，对于疲劳变化敏感的是MPF、C(n)，它们的观测值随着疲劳程度的加深呈现出非常显著的下降趋势；2、sEMG信号特征指标IEMG、AEMG、MPF、C(n)、%DET、Entropy中，C(n)观测值不仅能非常显著地反映疲劳程度的加深，还能显著地区分出受试者运动能力的差异。

全文目录

摘要  6-8
Abstract  8-12
1 前言  12-14
2 文献综述  14-31
  2.1 表面肌电（sEMG）信号  14-23
    2.1.1 sEMG 信号的线性分析  15-17
    2.1.2 sEMG 信号的非线性分析  17-23
  2.2 sEMG 信号与运动疲劳的关系  23-27
    2.2.1 sEMG 信号频域特征指标的非疲劳特异性  24
    2.2.2 共驱动学说  24
    2.2.3 sEMG 信号时域特征指标与运动疲劳的关系  24-25
    2.2.4 sEMG 信号频域特征指标与运动疲劳的关系  25-27
    2.2.5 sEMG 信号非线性指标与运动疲劳的关系  27
  2.3 sEMG 信号的应用现状  27-29
    2.3.1 运动损伤和康复领域  27-29
    2.3.2 运动训练领域  29
  2.4 sEMG 信号技术的应用前景  29-31
3 研究方法  31-37
  3.1 研究对象  31-32
  3.2 研究器材  32
  3.3 研究方法与步骤  32-35
    3.3.1 测试 MVC  32-33
    3.3.2 采集表面肌电信号及步骤  33-35
  3.4 数据处理与统计分析  35-37
4 研究结果  37-65
  4.1 对照组、实验组受试者 MVC 所对应的力矩值  37-38
  4.2 sEMG 信号六个特征指标观测值的疲劳敏感性分析结果  38-59
    4.2.1 sEMG 信号六个特征指标观测值的 Mean±SD 条形图  38-44
    4.2.2 对照组和实验组受试者 sEMG 信号六个特征指标观测值均值的对比  44-48
    4.2.3 sEMG 信号六个特征指标观测值原始数据正态分布性的检验结果  48-49
    4.2.4 对 sEMG 信号六个特征指标观测值的偏相关分析结果  49
    4.2.5 对 sEMG 信号六个特征指标观测值的单因变量多因素方差分析结果  49-51
    4.2.6 sEMG 信号六个特征指标观测值均值的多重分析比较结果  51
    4.2.7 对 sEMG 信号特征指标 AEMG、C(n)、%DET 简单效应分析结果  51-54
    4.2.8 sEMG 信号特征指标 MPF、C(n)观测值采样点非常显著主效应条形图  54-56
    4.2.9 sEMG 信号特征指标 MPF、C(n)观测值均值随采样点的变化趋势  56-57
    4.2.10 sEMG 信号特征指标 MPF、C(n)观测值均值的曲线回归分析结果  57-59
  4.3 sEMG 信号特征指标 MPF、C(n)观测值均值对实验分组的曲线回归分析结果  59-65
    4.3.1 对照组和实验组 MPF、C(n)的观测值两独立样本 T 检验结果  60
    4.3.2 对照组和实验组 MPF 观测值均值和采样点的曲线回归分析结果  60-62
    4.3.3 对照组和实验组 C(n)观测值均值和采样点的曲线回归分析结果  62-65
5 分析与讨论  65-78
  5.1 对照组、实验组受试者 MVC 所对应的力矩值分析  65-66
  5.2 sEMG 信号六个特征指标在各采样点水平上观测值均值分析  66-69
  5.3 对 sEMG 信号六个特征指标观测值的疲劳敏感性分析  69-75
    5.3.1 对 sEMG 信号六个特征指标观测值正态分布性的分析  69-70
    5.3.2 对 IEMG、AEMG、%DET 和 Entropy 观测值的疲劳敏感性分析  70-72
    5.3.3 对 sEMG 信号特征指标 MPF、C(n)观测值的疲劳敏感性分析  72-74
    5.3.4 对 sEMG 信号特征指标 MPF、C(n)观测值均值的曲线回归分析  74-75
  5.4 sEMG 信号特征指标 MPF、C(n)观测值均值对实验分组的曲线回归分析  75-76
  5.5 小结  76-78
6 结论  78-79
致谢  79-80
参考文献  80-87

对sEMG信号六个特征指标股直肌疲劳敏感性的研究

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