第4期 贾森，等：面向地铁低头族的颈部疲劳sEMG-JASA评价模型 ·709· 肌电信号数据每200ms取一次RMS和MF值，如 为横坐标、RMS值为纵坐标建立函数关系，进行 此可在正常人发生疲劳反映之前判断颈部肌肉是 6个通道的MF值与RMS值的数据拟合。 否发生疲劳。本研究中设w=30min,I=5,数据使 3.2.1MF平均值的统计分析 用MATLAB软件进行处理。设置不同的时长与选 其中一名参试者第一通道MF数据拟合如 择不同的时间窗口w与1会发生相应变化。 图6所示。由图6可以看出，该参试者前5min、 3.2MF与RMS值分析 10~30min内MF平均值呈下降趋势，且在前 试验中的MF值与RMS值如图6和图7所 5min与后I0 minMF值明显下降。根据MF斜率 示。为了证明颈部疲劳的变化，我们对6个通道 分析证明，在实验的30min内头夹肌产生了明显的 的MF值和RMS值进行疲劳分析。实验的30min 疲劳。而在5~10min期间头夹肌可能处于疲劳的 以每5min为一段作为时间间隔进行疲劳程度分 恢复状态或肌力减小的状态(MF1-1代表第一通道 析。以时间为横坐标、MF值为纵坐标和以时间 0-5min的拟合情况)。 3.0 3.0 30 MF1-1(实验) MF1-2(实验) MF1-3(实验) 2.5 一MF拟合) 2.5 MF(拟合) 2.5 MF(拟合) 2.0 1.5 LJW 1.0 1.0 1.0 0.5 0.5 0.5 0 0 2 3 4 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 t/min t/min t/min (a)MF1-1 (b)MF1-2 (c)MF1.3 3.0 3.0 3.0 MF1-4(实验 MF1-5(实验) MF1-6(实验) 2.5 MF(拟合) 2.5 MF(拟合) 2.5 -MF(拟合) 2.0 15 1.5s [HW 9 1.5 1.0 1.0 1.0 0.5 0.5 0.5 6 0 17 18 19 20 0 21 22 23 24 25 26 27 28 29 t/min t/min (d)MF1-4 (e)MF1-5 (f)MF1-6 图6MF值拟合分析 Fig.6 MF value fitting analysis 3.2.2RMS平均值的统计分析 了显著疲劳。实验进行到5~10min时，RMS值处 参试者第一通道RMS数据拟合如图7所示。 于显著下降的状态，此时头夹肌处于恢复期或者 图7中RMS值在前5min和后10min都处于明 肌力减小时段(RMS1-2代表第一通道5~10min 显上升状态，可以看出在此时间段内头夹肌发生 的拟合情况)。 8 8 RMS1-1(实验 RMS1-2(实验) ·RMSI.3(实验) RMS(拟合) RMS(拟合) 一RMS(拟合) 》 7 An/E- 6 SW 2 3 7 0 10 11 /2 13 14 15 t/min t/min //min (a)RMS1-1 (b)RMS1-2 (c)RMS1-3肌电信号数据每 200 ms 取一次 RMS 和 MF 值，如 此可在正常人发生疲劳反映之前判断颈部肌肉是 否发生疲劳。本研究中设 w=30 min，l=5，数据使 用 MATLAB 软件进行处理。设置不同的时长与选 择不同的时间窗口 w 与 l 会发生相应变化。 3.2 MF 与 RMS 值分析 试验中的 MF 值与 RMS 值如图 6 和图 7 所 示。为了证明颈部疲劳的变化，我们对 6 个通道 的 MF 值和 RMS 值进行疲劳分析。实验的 30 min 以每 5 min 为一段作为时间间隔进行疲劳程度分 析。以时间为横坐标、MF 值为纵坐标和以时间 为横坐标、RMS 值为纵坐标建立函数关系，进行 6 个通道的 MF 值与 RMS 值的数据拟合。 3.2.1 MF 平均值的统计分析 其中一名参试者第一通道 MF 数据拟合如 图 6 所示。由图 6 可以看出，该参试者前 5 min、 10~30 min 内 MF 平均值呈下降趋势，且在前 5 min 与后 10 minMF 值明显下降。根据 MF 斜率 分析证明，在实验的 30 min 内头夹肌产生了明显的 疲劳。而在 5~10 min 期间头夹肌可能处于疲劳的 恢复状态或肌力减小的状态 (MF1-1 代表第一通道 0~5 min 的拟合情况)。 3.0 (a) MF1-1 (b) MF1-2 (c) MF1-3 (d) MF1-4 (e) MF1-5 (f) MF1-6 2.5 2.0 MF1-1/Hz MF1-1 (实验) MF (拟合) . 1.5 1.0 0.5 0 1 2 3 t/min 4 5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0 5 6 7 8 9 10 MF1-2/Hz t/min MF1-2 (实验) . 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0 10 11 12 13 14 15 MF1-3/Hz t/min MF1-3 (实验) MF (拟合) . 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0 25 26 27 28 29 30 MF1-6/Hz t/min MF1-6 (实验) MF (拟合) . 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0 20 21 22 23 24 25 MF1-5/Hz t/min MF1-5 (实验) MF (拟合) . 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0 15 16 17 18 19 20 MF1-4/Hz t/min MF1-4 (实验) MF (拟合) . MF (拟合) 图 6 MF 值拟合分析 Fig. 6 MF value fitting analysis 3.2.2 RMS 平均值的统计分析 参试者第一通道 RMS 数据拟合如图 7 所示。 图 7 中 RMS 值在前 5 min 和后 10 min 都处于明 显上升状态，可以看出在此时间段内头夹肌发生 了显著疲劳。实验进行到 5~10 min 时，RMS 值处 于显著下降的状态，此时头夹肌处于恢复期或者 肌力减小时段 (RMS1-2 代表第一通道 5~10 min 的拟合情况)。 RMS1-1 (实验) RMS (拟合) . 8 (a) RMS1-1 (b) RMS1-2 (c) RMS1-3 7 RMS1-1/μV 6 5 4 0 2 3 1 t/min 4 5 RMS1-2 (实验) RMS (拟合) . 8 7 RMS1-2/μV 6 5 4 5 7 8 6 t/min 9 10 RMS1-3 (实验) RMS (拟合) 8 . 7 RMS1-3/μV 6 5 4 10 12 13 11 t/min 14 15 第 4 期 贾淼，等：面向地铁低头族的颈部疲劳 sEMG-JASA 评价模型 ·709·