基于肌电特征K值的穿戴式膝关节运动疲劳的监测系统研究

为了对运动和康复训练过程中膝关节疲劳的评定提供科学依据,对肌疲劳引起的继发关节损伤起到预防作用,开发了基于表面肌电(sEMG)信号的穿戴式膝关节运动疲劳监测系统。通过采集受试者在疲劳前后股四头肌的sEMG信号,对其采用基于样本熵的经验模态分解法去噪,分析均方根(RMS)、样本熵(S)和肌电特征K值在肌疲劳前后的变化。结果表明:从非疲劳状态进入疲劳状态,且疲劳程度不断加深这一过程中,RMS呈递增变化;S呈递减变化,变化趋势较小;K呈递增变化,与RMS和S相比变化趋势更加明显;三种特征参数均能反映肌肉疲劳状态,其中,肌电特征K值对肌肉疲劳状态的表征效果最好,肌疲劳前后的显著性差异P值最小;且算法具有运算量小、实时性好的特点,适用于对运动过程中产生的膝关节疲劳进行实时精准评估与预警。