基于JASA的肘关节等长收缩肌肉疲劳评价模型

指在分析肘关节在不同负载下等长收缩肌肉状态变化,提出基于幅频联合分析(JASA)肘部肌肉疲劳评价模型。通过采集6名测试对象在20%、40%、60%最大自主收缩力(MVC)下的肘关节等长收缩的表面肌电信号(sEMG),提取信号时域特征均方根(RMS)和频域特征中位频率(MF),并对其线性回归分析提取特征斜率输入模型进行肌肉疲劳评价。为解决JASA缺少任务过程中的肌肉状态变化趋势信息和不同时间窗口影响疲劳评价结果的问题,提出一种递增时间窗口和一种基于统计学参数P值的最优时间窗口判断方法。实验结果显示,肌肉疲劳期时长和肌肉疲劳速率与负载成正比,中负载下肌肉处于疲劳期的时间占整个任务时间的9%,高负载下占41%。高负载下肌肉疲劳速率是中负载的1.53倍。不同负载下两种特征变化趋势和响应速度表现各异。RMS变化趋势在不同负载中基本一致且响应迅速。中低负载下MF响应缓慢,高负载下MF响应迅速表现出先升后降趋势。该肌肉疲劳评价模型能有效的对三种负载下的肌肉状态进行判断,在预防肌肉疲劳和舒适性评价方面具有良好的前景。