بخشی از مقاله
خلاصه
مطالعات حرکت شناسی برای بررسی تعداد بیشتری از عضلات که فعالیت الکترومایوگرافی را در طول انجام یک فعالیت حرکتی خاص ثبت کند نیازمند بهره گیری از تعداد بالایی از تقویت کننده های سیگنال است. اخذ و پردازش صحیح سیگنال در مرحله سخت افزاری باعث افزایش کیفیت سیگنال و تحلیل مطلوب آن در بخش نرم افزاری خواهد بود. این امور سخت افزاری شامل کوپلینگ مناسب، یکسو سازی، فیلترهای فرکانسی و اقدامات ابزاردقیقی در راستای حذف نویز می باشد . در این مقاله یک مدار کم هزینه ارائه شده است که با داشتن ویژگی های فوق می توان تعداد نامتناهی از آنرا در یک سیستم به کارگیری کرد.
مقدمه
فعالیت های الکترومایوگرافی می تواند برای شناسایی روابط کارکردی بین فعالیت های تک نرون ها و عملکر عضلات استفاده شود. همچنین می تواند در راستای کشف جنبه هایی مهم از سازمان سیناپسی نورون های حرکتی مورد بهره برداری قرار گیرد .همچنین می تواند در راستای فهم شدت فعالیت های عضلانی اعم از انقباض های ایزومتریک و ایزوتونیک و ... باشد .
همچنین مشاهده آنلاین فعالیت های عصبی و عضلانی مرتبط با کار چندین عضله در آزمایشگاه های حرکت شناسی می تواند کارگشا باشد .در این شرایط لازم است سیگنال خام به طور برخط به یک شکل معنی دار برای تجزیه و تحلیل تبدیل شود که در مطالعه مذکور پوش سیگنال به صورت هیستوگرام نمایش داده می شود. به هر حال مواردی که در بالا ذکر شد نیازمند وجود یک سیستم الکترومایوگرافی چند کاناله است که بایستی در کنار مولفه های سیگنالی خوب به دلیل بالارفتن تعداد تقویت کننده ها از صرفه اقتصادی نیز برخوردار باشد.
روند کلی کار اخذ و آماده سازی سیگنال الکترومایوگرافی مطابق شکل - - 1 دارای مراحلی با عناوین پیش تقویت، تقویت، فیلتر بالا گذر، فیلتر پایین گذر، یکسو سازی است .
شکل: 1 روند اخذ و پردازش سیگنال
.2شرح مدار
هر ماژول تقویت کننده 8 پایه امکان تقویت یک کانال الکترومایوگرافی را فراهم می کند و برای نصب بر روی میکروکنترل مبتنی بر avr طراحی شده است. هر کانال سیگنال تقویت شده می تواند یه یک پایه استاندارد میکروکنترلرهای استاندارد کنونی نیز متصل شود.
- مرحله اول این کار اخذ سیگنال از روی پوست است که توسط الکترودهایی از جنس نقره/ نقره کلرید صورت می گیرد.
- مرحله دوم پیش تقویت سیگنال است که توسط یک تقویت کننده ابزار دقیق انجام می گیرد و در مراحل بعدی تقویت کننده های عملیاتی مسئولیت فیلتر کردن و تقویت سیگنال تا محدوده مد نظر ما را دارند.
- در مرحله نهایی نیز خروجی ایزوله با امپدانس خروجی کم به میکروکنترلر ارائه می شود. در ادامه با هر یک از بخش های این سیستم آشنا خواهیم شد
2؛.1 الکترود
دو الکترود برای ثبت سیگنال الکترومایوگرافی از یک عضله لازم است که بر روی عضلات قرار داده می شود و یک الکترود به عنوان مرجع در محلی که از نظر الکتریکی غیر فعال است مانند مچ دست یا آرنج قرار می گیرد.
برای اخذ سیگنال بایستی از یک فلز با چگالی مناسب این کار استفاده کرد که طی بررسی های انجام شده در مقاله استفاده از الکترود هایی از جنس ag-cl به دلیل حذف اثر ولتاژ ac بین پوست و الکترود می تواند برای این کار مناسب باشد.
نحوه ساخت این الکترود ها بدین صورت است که با قرار دادن میله های نقره در داخل محلول نمک و اتصال دو الکترود به باتری و یک آمپر سنج مطابق شکل - 2 - ملاحظه میشود به مرور جریان عبوری کاهش می یابد که نشان از نشستن ذرات cl بر روی الکترودها دارد. بدین ترتیب الکترودهای ما ساخته می شود.
