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标准悬吊康复训练中肌肉发力顺序的提取方法研究

黄晓蕾  
【摘要】:近年来,随着科技的进步与医疗器械的发展,患者的术后恢复逐渐受到了医师和患者家属的重视。悬吊训练法作为康复领域中一种新兴的康复治疗与术后恢复方法,已经吸引了许多研究人员和康复医院进行研究与应用。目前,许多研究表明持续的悬吊康复训练对下背痛和颈椎疾病等患者的恢复具有很好的疗效,然而却未见对悬吊康复过程中人体肌肉的活动状态与规律的系统研究。表面肌电信号是一种重要的电生理信号,反映人体动作时肌肉的活动意图、状态等。本文使用表面肌电信号对悬吊康复训练过程中肌肉的发力顺序进行分析,具体研究内容如下:第一,采集30名健康受试者在进行6种标准悬吊康复动作过程中的表面肌电信号,在Teager-Kaiser Energy(TKE)算子检测方法的基础上,提出了基于TKE算子的改进检测方法并对悬吊康复动作过程中肌肉的激活进行了分析。通过对20组半合成信号的分析,传统的TKE算子检测法的标准差为0.386s,而改进检测方法仅为0.089s,表明本文提出的改进检测方法能够有效地避免误判现象,使检测结果更加精确。第二,针对基于阈值的时域检测方法不能精确地检测缓慢激活表面肌电信号的起始时刻这一问题,采用希尔伯特-黄变换方法对采集得到的表面肌电信号进行分析。通过提取边际谱熵对10段缓慢激活的表面肌电信号进行分析,并与基于TKE算子的改进检测方法进行比较,得到基于TKE算子的改进检测方法检测结果的均方根误差为0.421s,而基于边际谱熵的检测结果的均方根误差为0.059s,结果表明该方法的检测精确度更高。并且该方法不需要提前设定阈值,有效地避免了检测方法受阈值设定的影响。第三,由于采集到的信号包含噪声,采用经验模态分解理论对表面肌电信号进行滤波,再结合滑动窗提取边际谱熵特征值序列并对表面肌电信号的激活起始时刻进行分析,得到每个受试者在进行悬吊康复动作过程中的肌肉发力顺序。并且通过统计分析,最终得到6种悬吊康复动作过程中的标准发力顺序,为康复医师提供评价参考标准。以上研究为肌肉激活的研究与肌肉发力顺序的分析提出了参考方法,并且为康复临床医师提供了一种评价指标,有利于医师及教练可以更加客观地评价患者或运动员进行悬吊训练时动作的标准性;为康复医师针对患者制定更加全面有效的康复治疗计划提供了理论依据与参考,同时丰富了康复临床的评价体系。


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