دانلود پروژه حذف نویزECG از سیگنال EMG به روش تطبیقی

نوع فایل :ورد (ِdoc) | حجم:۱٫۴ مگابایت (rar) | تعداد صفحات : ۱۰۷| قیمت : ۱۶۰۰۰تومان

چکیده:سیگنال EMG درفیزیولوژی ودرمان اختلالات حرکتی بسیار باارزش است. سیگنال EMG ، بطور مستقیم نشان دهنده مشخصه های شروع و بکار گیری واحدهای حرکتی ردگیری شده درون ماهیچه مورد بررسی است. آشکارسازی سیگنال EMG یک فرآیند پیچیده ودشواراست. ازطرف دیگر سیگنال EMG گرفته شده از یک فرد دارای نویزهای متنوعی می باشد که منجر به کاهش استخراج اطلاعات مفید از سیگنال EMG می شود. نویز ها می توانند در موارد مختلف تجزیه وتحلیل سیگنال EMG را دچار مشکل کنند. منابع مختلفی هستند که باعث ایجاد نویز درسیگنال EMG می گردند و برای آشکارسازی سیگنال EMG باید آنها را حذف نمود این نویزها عبارتند از: آرتیفکت های حرکتی و نویز خط مبنا، نویز حاصل ازبرق شهر و سیگنال . ECG جداسازی سیگنالهای ECG و EMG بسیار دشوار است زیرا این  دو سیگنال ذاتا در حوزه زمان و  فرکانس  همپوشانی دارند از طرفی فیلترهای تطبیقی در حذف نویز بسیار کابرد دارند و می توانند سیگنال هایی را که در محیط پر نویز قراردارند بدون نیاز به داشتن دانش قبلی، بطور مطلوب تخمین بزند. فیلتر تطبیقی پارامترهای خود را بر اساس مشخصه های آماری ورودی تنظیم می کند تا زمانی که انطباق کامل صورت بگیرد، ضرایب سیگنال و نویز را دنبال می کند. یکی ازمزیتهای آن این است که، همانطورکه EMG وECG در طول نمونه برداری از فرد تغییر شکل می دهد وغیر ایستان است، فیلتر تطبیقی نیز می تواند بطورموثری آرتیفکت های ECG را حذف کند بنابراین  فیلتر تطبیقی تمام تغییراتی که در طول آزمایش صورت می گیرد را می تواند دنبال کند و آنرادر محاسبات مربوط به حذف نویز در نظر بگیرد. یکی دیگر از مزیتهایی این روش این است که بخشهای مختلف سیگنال EMG مخلوط با نویز را که با QRS همبسته هستند را می تواند بطور موثری از بین ببرد.در این پروژه عملکرد فیلترهای تطبیقی LMS ،NLMS و RLS در حذف آرتیفکت های ECG ازسیگنال EMG مورد بررسی و مقایسه قرار می گیرد. همچنین تاثیر پارامترهای مختلف هر الگوریتم مورد مطالعه قرارگرفته و باتوجه به معیارهای نسبت سیگنال به نویز وتابع همبستگی مقادیر بهینه این پارامترها تعیین می گردد. نتایج شبیه سازی بروی سیگنالهای EMG شبیه سازی شده و واقعی نشان می دهد که  می توان از فیلترهای تطبیقی به عنوان یک ابزار کارآمد برای حذف نویز ECG از سیگنال EMG استفاده کرد.در ادامه تعریف و سایر توضیحات مربوط به دانلود پروژه حذف نویزECG از سیگنال EMG به روش تطبیقی ارائه شده است.در این پروژه عملکرد فیلترهای تطبیقی LMS ،NLMS و RLS در حذف آرتیفکت های ECG ازسیگنال EMG مورد بررسی و مقایسه قرار می گیرد. همچنین تاثیر پارامترهای مختلف هر الگوریتم مورد مطالعه قرارگرفته و باتوجه به معیارهای نسبت سیگنال به نویز وتابع همبستگی مقادیر بهینه این پارامترها تعیین می گردد.

واژه های کلیدی

الکترومایوگرام [۱]، الکتروکاردیاگرام[۲]، فیلتر تطبیقی[۳]، حذف نویز، الگوریتم LMS، الگوریتم NLMS ، الگوریتم RLS

۱٫۱مقدمه:

فرانچسکو ردی[۱] اولین کسی بود که درسال۱۹۶۶درباره EMG تحقیق کرد وی کشف کرد که تعدادزیادی از ماهیچه های مارماهی می تواند الکتریسیته تولید کند. در۱۷۷۳ والش[۲] ثابت کردکه بافتهای ماهیچه مارماهی توانسته است که الکتریسیته را تولیدکند. در۱۷۹۲ لوئجی گالوانی[۳] ثابت کرد که الکتریسیته  می تواند باعث انقباض ماهیچه ها شود. شش دهه بعد ازاین در۱۸۴۹دوبیوس رایموند[۴] کشف کرده بود که این امکان پذیر خواهد بود که فعالیت الکتریکی، ناشی از انقباض ماهیچه ها راثبت کرد.در۱۹۸۰ماری[۵] توانست برای اولین بار این سیگنال را بطور تجربی ثبت کند  وی توانست مفهوم الکترومایوگرام را تعریف کند. در۱۹۲۲، گاسر[۶]  و ارلانجر[۷] ازاسیلوسکوپ برای نشان دادن این سیگنال (سیگنال الکتریکی حاصل ازماهیچه)،  استفاده کردند.اما بدلیل طبیعت تصادفی بودن سیگنال EMG، اطلاعات نادقیقی را می توانستند ازاین سیگنال بدست آورند. اماازسال۱۹۳۰درزمینه آشکارسازی الکترومایوگرام کوششهای فراوانی صورت گرفت ودرسال ۱۹۴۰محققان توانستند بااستفاده ازالکترودهای پیشرفته تر از تکنیک ثبت عملکرد ماهیچه ها بخوبی بهره بگیرند]۱٫[امروزه از EMG در مطالعه برخی از اختلالات رفتاری- حرکتی برای تشخیص مشکلات عصبی وعضلانی بهره می گیرند. این سیگنال در انواع تحقیقات در زمینه های بیومکانیک، فیزیولوژی عصبی -عضلانی،حرکت شناسی، وفیزیوتراپی مورد استفاده قرار می گیرد.

۲٫۱-تعریف الکترومایوگرام[۸]

اگر سیستم حرکتی انسان را یک سیستم کنترل متداول در نظر بگیریم که دارای کنترل کننده، عملگر و مسیرهای فیدبک می باشد آنگاه نقش اساسی ماهیچه را می توان بعنوان عملگر در نظر گرفت. اگر چه ماهیچه با توجه به ساختار پیچیده آن بخشی از وظایف کنترل کننده و مسیرهای فیدبک را نیز برعهده دارد. وظیفه اصلی ماهیچه تبدیل انرژی شیمیایی به انرژی مکانیکی و تولید نیرو است. اگر چه راندمان این تبدیل انرژی تنها حدود ۲۰ درصد است ولی قدرت، دقت و کارائی توام ماهیچه در این تبدیل انرژی بسیار شگفت انگیز است. نیروی مکانیکی ماهیچه تنها در جهت انقباض بوده و بازگشت عضله به طول عادی آن به‌صورت غیرفعال انجام می شود. در بدن انسان هزاران ماهیچه وجود دارد که آنها را می توان به سه دسته تقسیم نمود. ۱-مخطط اسکلتی ۲- صاف ۳- قلبی. از آنجا که ماهیچه های صاف و قلبی، اغلب برای حرکات غیرارادی و داخلی بکار گرفته میشوند و در سیستم کنترل حرکتی انسان نقش عمده ای ایفا نمی کنند. در بدن انسان بیش از ۵۰۰ ماهیچه اسکلتی وجود دارد که حدود ۴۰ درصد وزن بدن را شامل می شوند و از نظر اندازه، شکل و سرعت بسیار با یکدیگر متفاوت می باشند]۳۵[.درادامه بحث تنها عضلات اسکلتی مورد بررسی قرار می گیرد.الکترومایوگرافی[۹] تکنیکی برای ارزیابی و ضبط خصوصیات فیزیولوژیک عضلات در هنگام استراحت و همچنین در حال انقباض است. EMG  با استفاده از ابزاری به نام الکترومایوگراف به ضبط تصویری به نام الکترومایوگرام می پردازد. یک الکترومایوگراف پتانسیل های الکتریکی تولید شده توسط سلول های عضلانی در حال انقباض و نیز استراحت را مشخص می کند.

الکترومایوگرافی روشی تجربی در زمینه ثبت و آنالیز سیگنالهای الکتریکی عضله است. سیگنالهای الکتریکی عضله بوسیله دگرگونی های فیزیولوژیکی در غشاء فیبرعضلانی شکل می گیرند. الکترومایوگرافی مطالعه عملکرد عضله از طریق تحقیق سیگنال الکتریکی است که از عضلات سرچشمه می گیرند. EMG  شامل ردیابی، تقویت، ثبت، آنالیز و تفسیر سیگنال های ایجاد شده توسط عضله اسکلتی، هنگام فعالیت آن برای تولید نیرو است]۱و۳۵[.پنج مشخصه عضلات اسکلتی خواص الکتریکی (قابلیت تحریک و رسانایی) و خواص مکانیکی(قابلیت انقباض، قابلیت انبساط و کشسان بودن) هستند. سه تا از مهمترین مشخصه های عضله عبارتند از تحریک پذیری، رسانایی و قابلیت انقباض. بنابراین در نتیجه فعال سازی نورونی هم پاسخ مکانیکی و هم پاسخ الکتریکی وجود دارد. دو مورد از مهمترین مکانیزم های موثر در بزرگی و چگالی سیگنال رویت شده، بکار گیری واحدهای حرکتی و فرکانس شروع آنهاست]۳۵[.به عبارت ساده تر می توان گفت که سیگنال EMG،  بطور مستقیم بازتابنده مشخصه های شروع و بکار گیری واحدهای حرکتی، درون ماهیچه مورد اندازه گیری می باشد]۳[. در ادامه به چگونگی تولید این سیگنال اشاره خواهیم کرد.

 

دانلود پروژه حذف نویزECG از سیگنال EMG به روش تطبیقی

 

فهرست مطالب دانلود پروژه حذف نویزECG از سیگنال EMG به روش تطبیقی

فصل اول

چکیده ح‌
فهرست مطالب د
فهرست جداول ش
فهرست اشکال ص
فصل اول سیگنال EMG ظ‌
۱٫۱ مقدمه ۱
۲٫۱ تعریف الکترومایوگرام ۲
۱٫۳٫۱ واحد حرکتی ۴
۲٫۳٫۱ رشته عضلانی واحد ۴
۳٫۳٫۱ نحوه تولید نیرو در عضله و نقش واحدهای حرکتی در آن ۶
۱٫۳٫۳٫۱ اصل اندازه ۶
۴٫۳٫۱ ساختار سلول ماهیچه ای ۸
۵٫۳٫۱ انقباض عضلانی ۹
۶٫۳٫۱ تحریک پذیری غشا عضله ۱۰
۷٫۳٫۱ تولید سیگنال EMG 10
۴٫۱ ویژگی های EMG 13
۱٫۴٫۱ خصوصیات الکتریکی ۱۴
۲٫۴٫۱ فاکتورهای موثربر سیگنال EMG 14
۱٫۲٫۴٫۱ مشخصه های بافت ۱۴
۲٫۲٫۴٫۱ تداخلات فیزیولوژیکی ۱۴
۳٫۲٫۴٫۱ تغییرات در هندسه بطن عضله ومحدوده الکترودها ۱۵
۴٫۲٫۴٫۱نویز خارجی ۱۵
۵٫۲٫۴٫۱ الکترودها و تقویت کننده ها ۱۵
۵٫۱ بلوک دیاگرام ثبت EMG 16
۱٫۵٫۱ الکترودها ۱۶
۱٫۱٫۵٫۱ الکترود سوزنی ۱۶
۲٫۱٫۵٫۱ الکترود سطحی ۱۷
۲٫۵٫۱ پیش تقویت کننده، تقویت کننده، فیلترها ۱۸
۱٫۲٫۵٫۱ پیش تقویت کننده ۱۸
۲٫۲٫۵٫۱ تقویت کننده ۱۸
۳٫۵٫۱ مبدل آنالوگ به دیجیتال ۱۹
۶٫۱ نحوه ثبت ۱۹

فصل دوم حذف نویز از سیگنال EMG 21

۱٫۲ مقدمه ۲۲
۲٫۲ انواع نویزهای موجود در EMG 22
۱٫۲٫۲ نویز برق شهر ۲۲
۲٫۲٫۲ آرتیفکتهای حرکتی و نویز خط مبنا ۲۳
۳٫۲٫۲ سیگنال ECG 24
۳٫۲ ضرورت حذف نویز از سیگنالEMG 25
۴٫۲ روشهای حذف نویز ۲۶
۱٫۴٫۲ فیلتر پایین گذر تفاضلی ۲۶
۲٫۴٫۲ فیلتر پایین گذر تفاضلی وزنی ۲۸
۳٫۴٫۲ فیلتر ناچ ۲۸
۴٫۴٫۲ درون یابی طیفی ۲۹
۵٫۴٫۲ فیلتر غیر خطی ۲۹
۶٫۴٫۲ فیلتر بالاگذر ۳۳
۵٫۲ روشهای حذف نویز ECG 34
۶٫۲ فیلتر تطبیقی ۳۵

فصل سوم فیلتر تطبیقی

۱٫۳ فیلتر تطبیقی چیست؟ ۳۸
۲٫۳ فرم کلی فیلتر کردن تطبیقی ۳۹
۳٫۳ ویژگی یک فیلتر تطبیقی ۴۰
۱٫۳٫۳ ساختار فیلتر ۴۰
۱٫۱٫۳٫۳ فیلتر تطبیقی FIR 41
۲٫۱٫۳٫۳ فیلتر تطبیقی IIR 41
۲٫۳٫۳ کاربردهای فیلتر تطبیقی ۴۵
۳٫۳٫۳مدل سازی ۴۶
۴٫۳ حذف نویز تطبیقی ۴۶
۵٫۳ الگوریتم ۴۷
۱٫۱٫۵٫۳ سرعت همگرایی ۴۸
۲٫۱٫۵٫۳ Missadjustment 48
۳٫۱٫۵٫۳ پیگردی ۴۸
۴٫۱٫۵٫۳ قوت ۴۸
۵٫۱٫۵٫۳ نیازهای محاسباتی الگوریتم ۴۸
۶٫۱٫۵٫۳ ساختار ۴۸
۷٫۱٫۵٫۳ توانایی های عددی ۴۹
۲٫۵٫۳ فیلتر وینر ۵۰
۳٫۵٫۳ روش شیبدار نزولی ۵۳
۴٫۵٫۳ الگوریتم کوچکترین میانگین مربعات LMS 54
۱٫۴٫۵٫۳ همگرایی ورفتار حالت دائمی الگوریتم LMS 58
۵٫۵٫۳ الگوریتم LMSنرمال شده (NLMS) 59
۶٫۵٫۳ الگوریتم کوچکترین مربعات بازگشتی RLS 62

فصل چهارم حذف نویزECG بروش تطبیقی تطبیقی

۱٫۴ مقدمه ۶۹
۲٫۴ روش شبیه سازی سیگنال ECG در MATLAB 71
۳٫۴ معیارهای سنجش عملکرد فیلتر ۷۳
۱٫۳٫۴ نسبت سیگنال به نویز ۷۳
۲٫۳٫۴ تابع همبستگی ۷۵
۴٫۴ نتایج شبیه سازی با سیگنال تصادفی ۷۶
۱٫۴٫۴ نتایج شبیه سازی بروی الگوریتم LMS 78
۱٫۱٫۴٫۴ مرتبه فیلتر در الگوریتم LMS 78
۲٫۱٫۴٫۴ گام فیلتر در الگوریتم LMS 80
۲٫۴٫۴ نتایج شبیه سازی بروی الگوریتم NLMS 82
۱٫۲٫۴٫۴ مرتبه فیلتر در الگوریتم NLMS 82
۲٫۲٫۴٫۴ گام فیلتر در الگوریتم NLMS 84
۳٫۲٫۴٫۴ کمیت ثابت در NLMS 86
۳٫۴٫۴ نتایج شبیه سازی بروی الگوریتمRLS 88
۱٫۳٫۴٫۴مرتبه فیلتر در الگوریتم RLS 88
۲٫۳٫۴٫۴ ضریب فراموشی در الگوریتم RLS 89
۳٫۳٫۴٫۴ ضریب تنظیم در الگوریتمRLS 91
۴٫۴٫۴ مقایسه الگوریتم ها ۹۲
۵٫۴ پیاده سازی فیلتر تطبیقی بر سیگنال EMG واقعی ۹۴
۱٫۵٫۴ سیگنال EMG در حین استراحت ۹۴
۲٫۵٫۴ سیگنال EMG در حین حرکت گردن ۹۷
۶٫۴ نتیجه گیری ۹۹
۷٫۴ پیشنهادات ۹۹
فهرست منابع و مآخذ ۱۰۱
ضمیمه تکمیلی ۱۰۴

 

نوع فایل : ورد(doc)

تعداد صفحات :۱۰۷

مقطع: کارشناسی

سال تحصیلی:۱۳۹۰

قیمت : ۱۶۰۰۰تومان

 

مطالب پیشنهادی

دانلود ادبیات نظری کارآفرینی سازمانی

دانلود ادبیات نظری کارآفرینی سازمانی

مقدمه کارآفرینی به عنوان موتور محرکه اقتصادی شناخته شده است . امروز توجه به کارآفرینی …

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *