Messung und Analyse myoelektrischer Signale - Communications ...

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Abbildungsverzeichnis 2.1. Aufbau eines Skelettmuskels nach [9] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 2.2. Die motorische Einheit[12] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 2.3. Chemischer Aufbau von Acetylcholin[16] . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 2.4. Das Aktionspotenzial nach [17] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 2.5. Elektrisches Ersatzschaltbild einer Zelle nach [19] . . . . . . . . . . . . . 14 2.6. Elektrisches Ersatzschaltbild für Gewebe nach [18] . . . . . . . . . . . . . 14 2.7. Punktquellenmodell des Aktionspotenziales [13] . . . . . . . . . . . . . . 15 2.8. Elektrisches Model für das Aktionspotenzial . . . . . . . . . . . . . . . . 16 2.9. Das Summenaktionspotenzial einer motorischen Einheit nach [12] . . . . 18 2.10. Überlagerung von Summenaktionspotenzialen (A-C) zu einem myoelektrischen Signal(D) nach [24]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 2.11. Das EMG-Signal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 2.12. EMG-Signal im Zeitbereich und zugehöriges Frequenzspektrum [25] . . . 22 3.1. Blockdiagramm des Erfassungssystems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 3.2. Filtereffekt des Gewebes [13] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 3.3. Filtereffekt der bipolaren Elektrodenkonfiguration [13] . . . . . . . . . . . 30 3.4. Elektrodengeometrie nach SENIAM -Empfehlungen . . . . . . . . . . . . 31 3.5. Prinzip der differenziellen Verstärkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 3.6. Elektrodenpaarplatzierungen und ihre Auswirkungen nach [28] . . . . . . 35 3.7. Optimale Elektrodenpositionen nach [12] . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 3.8. Myoelektrisches Signal mit EKG-Artefakten [12] . . . . . . . . . . . . . . 38 4.1. Myoelektrische Signale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 4.2. Gleichgerichtetes und gemitteltes myoelektrisches Signal . . . . . . . . . 47 4.3. Quadratischer Mittelwert . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 4.4. Spektrale Leistungsdichte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 4.5. Exemplarisches Spektrum eines myoelektrischen Signals [13] . . . . . . . 54 5.1. Blockdiagramm des Erfassungssystems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 5.2. Schaltplan der Instrumentationsverstärkerschaltung . . . . . . . . . . . . 61 5.3. Prototyp der Sensoreinheit auf Lochrasterplatine . . . . . . . . . . . . . . 61 96
Abbildungsverzeichnis 5.4. Schaltplan der Sensoreinheit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 5.5. Schaltplan der Spannungsversorgung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 5.6. Schaltplan der zweiten Verstärkerstufe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 5.7. Schaltplan des Anti-Alias-Tiefpassfilters . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 5.8. Schaltplan der Nachverstärker- und Filterschaltung . . . . . . . . . . . . 68 5.9. Frequenzgang des Anti-Alias-Filters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 5.10. Schaltplan Vorabschwächer mit NF -Übertager . . . . . . . . . . . . . . . 71 5.11. Schaltplan Vorabschwächer mit Operationsverstärker . . . . . . . . . . . 72 5.12. Linearitätsverhalten des Mess- und Erfassungssystems . . . . . . . . . . . 73 5.13. Frequenzgang des Mess- und Erfassungssystems . . . . . . . . . . . . . . 74 5.14. Blockschaltbild PMD 1608 [46] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 5.15. Blockschaltbild in LabVIEW . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 5.16. Blockschaltbild der Messsoftware . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 5.17. Frontpanel in LabVIEW . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 5.18. Blockschaltbild Schwellwerterkennung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 5.19. Frontpanel Schwellwerterkennung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 6.1. Durchgeführte Bizepsmesssung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 6.2. Statische Bizepskontraktion Datensatz 01 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85 6.3. Statische Bizepskontraktion Teildatensatz 01 . . . . . . . . . . . . . . . . 86 6.4. Spektrale Leistungsdichten Teildatensatz 01 . . . . . . . . . . . . . . . . 87 6.5. Dynamische Bizepskontraktion Datensatz 01 . . . . . . . . . . . . . . . . 88 6.6. Dynamische Bizepskontraktion Datensatz 02 . . . . . . . . . . . . . . . . 89 A.1. Leiterplattenlayout Sensoreinheit Unterseite . . . . . . . . . . . . . . . . 103 A.2. Leiterplattenlayout Nachverstärker-Filterstufe Oberseite . . . . . . . . . . 104 A.3. Leiterplattenlayout Nachverstärker-Filterstufe Unterseite . . . . . . . . . 105 A.4. Schaltplan Sensoreinheit mehrkanalig . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106 A.5. Linearitätsverhalten NF -Übertrager . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 A.6. Frequenzgang NF -Übertrager . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 A.7. Teildatensatz 01 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113 A.8. Teildatensatz 02 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113 A.9. Teildatensatz 03 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114 A.10.Teildatensatz 01 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115 A.11.Teildatensatz 02 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115 A.12.Teildatensatz 03 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116 97
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Diplomarbeit II Messung und Analyse
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Vorwort An dieser Stelle möchte ic
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Inhaltsverzeichnis 4. Signalanalyse
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Verwendete Symbole und Formelzeiche
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1. Einleitung Die Medizintechnik is
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1. Einleitung In der aktuellen Elek
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1.5. Gliederung 1. Einleitung Kapit
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2. Physiologische Grundlagen der my
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3. Signalerfassung ne weitgehend st
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3. Signalerfassung kann daher als e
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3. Signalerfassung � sd(t) = s t
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Elektrodengeometrie und Größe 3.
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3. Signalerfassung verwendet man da
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3. Signalerfassung kelfasern erfass
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3.3.3. Masseelektrode 3. Signalerfa
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3.4. Zusammenfassung 3. Signalerfas
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4. Signalanalyse Wenn sich genügen
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4. Signalanalyse Werte definiert ma
Seite 53 und 54: 4. Signalanalyse Ist der Prozess st
Seite 55 und 56: 4.3.1. Gleichrichtung 4. Signalanal
Seite 57 und 58: 4. Signalanalyse � � � XSeff(
Seite 59 und 60: 4. Signalanalyse Geht man von der i
Seite 61 und 62: 4.4.1. Spitzenwert der Amplitude 4.
Seite 63 und 64: 4. Signalanalyse 4.5. Normierung de
Seite 65 und 66: 4. Signalanalyse Distanzen zwischen
Seite 67 und 68: 5. Entwicklung und Aufbau eines Mes
Seite 89 und 90: 6. Messergebnisse und Messwertanaly
Seite 95 und 96: 6.2.2. Spektrale Leistungsdichte 6.
Seite 97 und 98: U [V] U [V] 4 3 2 1 0 −1 −2 −
Seite 101 und 102: 7. Zusammenfassung und Ausblick Die
Seite 103: 7. Zusammenfassung und Ausblick ser
Seite 107 und 108: Literaturverzeichnis [1] Galvani, L
Seite 109 und 110: Literaturverzeichnis [23] Miller-Br
Seite 111 und 112: A. Anhang A.1. Entwicklung und Aufb
Seite 113 und 114: A. Anhang Abbildung A.3.: Leiterpla
Seite 115 und 116: A. Anhang A.1.4. Kalibrationsmessun
Seite 117 und 118: MATLAB Programm zur Signalanalyse A
Seite 119 und 120: A. Anhang MATLAB Programm zur Effek
Seite 121 und 122: A. Anhang A.2.2. Weitere Amplituden
Seite 123 und 124: A. Anhang A.2.3. Leistungsspektren
Seite 125: A.3. Weitere Messdaten A. Anhang Ne
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