肌组织实验报告

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肌肉结构观察实验报告

肌肉结构观察实验报告

一、实验目的通过本次实验,观察肌肉的结构,了解肌肉与骨骼、神经系统的关系,以及肌肉在运动中的作用。

二、实验原理肌肉是人体重要的运动器官,主要由肌纤维组成。

肌纤维内部含有肌原纤维,肌原纤维由肌节构成。

肌节是肌肉收缩和舒张的基本单位。

通过观察肌肉的结构,可以了解肌肉在运动中的作用及其与骨骼、神经系统的关系。

三、实验材料1. 实验动物:家兔2. 实验仪器:解剖显微镜、解剖剪、解剖刀、生理盐水、镊子、玻璃片、酒精灯、火柴、记录纸、笔3. 实验试剂:甲醛溶液、盐酸溶液四、实验步骤1. 实验动物处死,取出四肢肌肉,放入生理盐水中浸泡。

2. 将浸泡好的肌肉置于解剖显微镜下,观察肌肉的整体结构。

3. 用解剖剪和刀剪开肌肉,观察肌肉的横切面。

4. 在横切面上观察肌纤维的排列、肌节的结构。

5. 观察肌纤维内的肌原纤维,注意肌节中明带和暗带的分布。

6. 将肌肉浸泡在甲醛溶液中固定,然后用盐酸溶液脱钙。

7. 将脱钙后的肌肉进行染色,如苏木精-伊红染色,以增强肌肉结构的可视性。

8. 观察染色后的肌肉,记录肌纤维、肌节、肌原纤维的结构特点。

9. 对比不同肌肉的结构差异,分析肌肉的功能。

五、实验结果1. 肌肉整体结构:肌肉呈圆柱形,表面有肌膜,肌纤维呈束状排列。

2. 肌纤维横切面:肌纤维内部含有肌原纤维,肌原纤维由肌节构成,肌节中明带和暗带交替排列。

3. 肌节结构:肌节是肌肉收缩和舒张的基本单位,由明带、暗带和横桥组成。

4. 肌原纤维结构:肌原纤维内部含有肌丝,肌丝由肌球蛋白和肌动蛋白组成。

5. 不同肌肉结构差异:骨骼肌、心肌和平滑肌在肌纤维排列、肌节结构、肌原纤维等方面存在差异。

六、实验分析1. 肌肉的结构与功能:肌肉的结构决定了其在运动中的作用。

肌纤维的排列、肌节的结构和肌原纤维的组成共同保证了肌肉的收缩和舒张。

2. 肌肉与骨骼、神经系统的关系:肌肉通过肌腱与骨骼相连,神经系统的支配下,肌肉收缩和舒张,产生运动。

3. 不同肌肉结构差异:骨骼肌、心肌和平滑肌在结构和功能上存在差异,适应不同的生理需求。

全身肌肉的实验报告(3篇)

全身肌肉的实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的1. 了解全身肌肉的组成和功能;2. 掌握肌肉的解剖学特征;3. 分析肌肉在人体运动中的作用;4. 研究肌肉在生理和病理状态下的变化。

二、实验对象1. 人体肌肉标本(包括骨骼肌、平滑肌和心肌);2. 人体解剖图谱;3. 生理学实验器材。

三、实验方法1. 观察肌肉的解剖学特征,包括肌肉的形态、位置、起止点、神经支配等;2. 分析肌肉在人体运动中的作用,观察肌肉在运动过程中的收缩和放松过程;3. 通过生理学实验,研究肌肉在生理和病理状态下的变化。

四、实验结果1. 全身肌肉的组成和功能:(1)骨骼肌:人体共有600多块骨骼肌,它们分为头颈肌、躯干肌和四肢肌。

骨骼肌具有收缩和舒张的特性,是人体运动的基础。

(2)平滑肌:分布在内脏器官和血管壁,主要参与消化、呼吸、排泄等生理活动。

(3)心肌:构成心脏,具有自律性和传导性,负责心脏的收缩和舒张。

2. 肌肉的解剖学特征:(1)骨骼肌:具有长带状或圆柱状形态,表面有筋膜包绕,内部有肌纤维和血管分布。

肌肉的起止点分别附着在骨骼上。

(2)平滑肌:呈长条状或环形,无明显的起止点,多分布在内脏器官和血管壁。

(3)心肌:呈长带状,表面有心脏外膜包绕,内部有肌纤维和血管分布。

3. 肌肉在人体运动中的作用:(1)骨骼肌:通过收缩和舒张,产生动力,使人体完成各种动作。

(2)平滑肌:参与消化、呼吸、排泄等生理活动。

(3)心肌:通过收缩和舒张,维持心脏的正常跳动。

4. 肌肉在生理和病理状态下的变化:(1)生理状态下:肌肉收缩和放松具有节律性,满足人体运动和生理需求。

(2)病理状态下:肌肉可出现萎缩、变性、坏死等病变,影响人体运动和生理功能。

五、实验结论1. 全身肌肉是人体运动和生理活动的基础,具有复杂的组成和功能。

2. 肌肉的解剖学特征与其生理功能密切相关。

3. 肌肉在生理和病理状态下均具有相应的变化,了解这些变化有助于预防和治疗肌肉疾病。

六、实验建议1. 加强肌肉解剖学知识的学习,为人体运动和康复提供理论支持。

四大组织的实验报告

四大组织的实验报告

四大组织的实验报告四大组织的实验报告引言:在科学研究和实验中,组织起着重要的作用。

不同的组织结构和功能对于生物体的正常运行至关重要。

本文将探讨四大组织(上皮组织、结缔组织、肌肉组织和神经组织)的实验报告,以帮助读者更好地了解它们的特点和功能。

一、上皮组织的实验报告上皮组织是由一层或多层细胞组成的组织,覆盖着动植物体表面和内腔。

通过对上皮组织的实验观察,我们可以得出以下结论:1. 上皮组织的主要功能是保护和分泌。

通过实验,我们可以观察到上皮细胞的紧密排列,形成有效的屏障,防止有害物质的侵入。

此外,实验还可以揭示上皮细胞分泌液体的能力,维持体内环境的稳定。

2. 上皮组织的形态多样性。

实验结果显示,上皮细胞的形态可以根据其位置和功能的不同而有所变化。

例如,皮肤上的角质层细胞与肠道上皮细胞之间存在明显的形态差异,这与它们的不同功能密切相关。

二、结缔组织的实验报告结缔组织是由细胞和胶原纤维组成的组织,广泛分布于全身各处。

通过对结缔组织的实验研究,我们可以得出以下结论:1. 结缔组织的主要功能是连接和支持。

实验结果显示,结缔组织中的胶原纤维具有很强的拉伸和弹性,能够连接和支撑身体各部分。

此外,结缔组织还能储存水分和营养物质,维持身体的正常功能。

2. 结缔组织的细胞类型多样。

实验观察表明,结缔组织中存在多种细胞类型,如成纤维细胞、软骨细胞和脂肪细胞等。

这些细胞根据其位置和功能的不同,形态和结构也有所差异。

三、肌肉组织的实验报告肌肉组织是由肌肉纤维组成的组织,是动物体内最重要的组织之一。

通过对肌肉组织的实验研究,我们可以得出以下结论:1. 肌肉组织的主要功能是收缩和运动。

实验结果显示,肌肉纤维能够通过收缩产生力量,从而实现身体的运动。

不同类型的肌肉组织具有不同的收缩方式和速度,如骨骼肌、平滑肌和心肌等。

2. 肌肉组织的结构特点。

实验观察表明,肌肉组织由肌纤维束组成,其中包含多个肌纤维。

肌纤维内部有丰富的线粒体和肌原纤维,这些结构对于肌肉收缩和能量供应至关重要。

肌肉观察实验报告

肌肉观察实验报告

一、实验目的1. 掌握肌肉组织的基本结构和功能。

2. 观察不同类型肌肉的形态和特点。

3. 了解肌肉的收缩和放松过程。

4. 分析刺激强度和频率对肌肉收缩的影响。

二、实验材料与仪器1. 实验材料:青蛙坐骨神经-腓肠肌标本、生理盐水、钙离子、肌酸激酶、肌球蛋白、肌动蛋白等。

2. 实验仪器:显微镜、生理盐水浴槽、电极、刺激器、电子天平等。

三、实验方法1. 观察肌肉组织的基本结构:首先观察青蛙坐骨神经-腓肠肌标本的横切面,了解肌肉组织的组成和结构,包括肌纤维、肌原纤维、肌细胞核等。

2. 观察不同类型肌肉的形态和特点:将肌肉组织标本进行切片,分别观察骨骼肌、心肌和平滑肌的形态和特点。

3. 观察肌肉的收缩和放松过程:在显微镜下观察肌肉组织在刺激下的收缩和放松过程,记录收缩幅度、速度等指标。

4. 分析刺激强度和频率对肌肉收缩的影响:通过改变刺激器的刺激强度和频率,观察肌肉收缩的变化,分析刺激强度和频率对肌肉收缩的影响。

四、实验结果与分析1. 肌肉组织的基本结构:在显微镜下观察到肌肉组织由肌纤维、肌原纤维、肌细胞核等组成。

肌纤维呈长条状,肌原纤维呈束状排列,肌细胞核位于肌纤维中央。

2. 不同类型肌肉的形态和特点:骨骼肌呈红褐色,肌纤维粗细不均,横纹明显;心肌呈粉红色,肌纤维呈螺旋状排列,无横纹;平滑肌呈淡黄色,肌纤维细长,无横纹。

3. 肌肉的收缩和放松过程:在显微镜下观察到肌肉组织在刺激下收缩,收缩幅度随刺激强度增加而增大。

当刺激停止后,肌肉组织逐渐放松。

4. 刺激强度和频率对肌肉收缩的影响:随着刺激强度的增加,肌肉收缩幅度增大;随着刺激频率的增加,肌肉收缩速度加快。

五、实验结论1. 肌肉组织由肌纤维、肌原纤维、肌细胞核等组成,具有收缩和放松功能。

2. 不同类型肌肉的形态和特点不同,骨骼肌、心肌和平滑肌具有各自独特的结构和功能。

3. 刺激强度和频率对肌肉收缩有显著影响,刺激强度增加可导致肌肉收缩幅度增大,刺激频率增加可导致肌肉收缩速度加快。

肌组织实验报告步骤(3篇)

肌组织实验报告步骤(3篇)

第1篇一、实验目的1. 了解肌组织的结构特征。

2. 掌握肌组织的分类及其功能。

3. 学习肌组织切片的制作方法。

4. 培养观察、分析、记录实验结果的能力。

二、实验原理肌组织是人体最主要的组织之一,分为骨骼肌、平滑肌和心肌三种。

肌组织具有收缩功能,是人体运动、维持姿势和血液循环等生理活动的基础。

三、实验材料与用具1. 实验材料:肌组织切片、显微镜、载玻片、盖玻片、显微镜油、酒精灯、镊子、剪刀、解剖刀等。

2. 实验用具:显微镜、解剖镜、显微镜载物台、显微镜镜头、显微镜光源、显微镜调节器等。

四、实验步骤1. 观察肌组织切片(1)将肌组织切片放置在载玻片上,滴加少量显微镜油。

(2)将盖玻片覆盖在切片上,确保切片平整。

(3)调整显微镜,使切片位于视野中央。

(4)观察肌纤维的排列、横纹、细胞核等结构特征。

2. 骨骼肌观察(1)观察骨骼肌的横纹结构,了解肌纤维的排列特点。

(2)观察肌纤维内的细胞核,了解其分布情况。

(3)观察肌纤维间的结缔组织,了解其分布和功能。

3. 平滑肌观察(1)观察平滑肌的形态,了解其无横纹的特点。

(2)观察平滑肌的细胞核,了解其分布情况。

(3)观察平滑肌间的结缔组织,了解其分布和功能。

4. 心肌观察(1)观察心肌的横纹结构,了解其与骨骼肌的相似之处。

(2)观察心肌的细胞核,了解其分布情况。

(3)观察心肌间的结缔组织,了解其分布和功能。

5. 制作肌组织切片(1)取新鲜的肌组织,用解剖刀切取适量。

(2)将肌组织放入生理盐水中浸泡。

(3)将肌组织放入固定液(如4%甲醛溶液)中固定。

(4)将固定后的肌组织放入切片机中切片。

(5)将切片放入染色液中染色。

(6)将染色后的切片放入脱色液中脱色。

(7)将脱色后的切片放入透明液中透明。

(8)将透明后的切片放置在载玻片上,滴加少量显微镜油。

(9)将盖玻片覆盖在切片上,确保切片平整。

五、实验结果与分析1. 骨骼肌观察结果显示,骨骼肌具有明显的横纹结构,肌纤维呈长条状排列,细胞核位于肌纤维中央。

肌学实验报告

肌学实验报告

肌学实验报告肌学实验报告引言:肌肉是人体最重要的组织之一,它不仅仅是支撑和运动的基础,还在许多生理过程中发挥着重要的作用。

肌肉的功能和结构一直是科学家们关注的焦点。

为了深入了解肌肉的特性和运动机制,我们进行了一系列的肌学实验。

本报告将详细介绍这些实验的设计、结果和分析。

实验一:肌肉收缩力的测量在这个实验中,我们使用了一台称为肌力计的设备来测量肌肉收缩力。

首先,我们选择了不同的肌肉群,如手臂、大腿和背部肌肉。

然后,被试者被要求做出最大力量的收缩动作,并将肌力计固定在相应的位置上。

通过记录肌力计的读数,我们能够准确地测量出肌肉的收缩力。

实验二:肌肉疲劳的评估肌肉疲劳是一种常见的生理现象,它会导致肌肉力量和耐力的下降。

为了评估肌肉疲劳的程度,我们进行了一项实验。

被试者被要求进行一系列的重复运动,如弯曲和伸展手臂。

我们通过监测运动开始前和运动结束后的肌肉电活动来评估肌肉疲劳的程度。

结果显示,随着运动次数的增加,肌肉电活动逐渐减弱,表明肌肉疲劳的发生。

实验三:肌肉纤维类型的鉴定肌肉纤维类型对肌肉功能和适应性起着重要的影响。

在这个实验中,我们通过肌肉活检的方式来鉴定肌肉纤维类型。

被试者的肌肉组织样本被取出,并进行染色和显微镜观察。

根据肌肉纤维的形态和染色特点,我们能够确定肌肉纤维是快速收缩型还是慢速收缩型。

实验四:肌肉的适应性与训练效果肌肉对训练的适应性是肌肉学研究的重要方向之一。

我们进行了一项实验来探究不同训练强度和时长对肌肉的影响。

被试者被分为三组,分别进行高强度、中强度和低强度的训练。

通过测量肌肉收缩力、肌肉纤维类型和肌肉电活动,我们发现高强度训练能够显著提高肌肉收缩力和快速收缩型肌肉纤维的比例。

结论:通过这一系列的肌学实验,我们对肌肉的结构和功能有了更深入的了解。

肌肉的收缩力、疲劳程度、纤维类型和适应性等方面都是我们研究的重点。

这些实验结果对于我们进一步探索肌肉的运动机制和应用于运动训练中具有重要的指导意义。

人体解剖学肌的实验报告

人体解剖学肌的实验报告实验报告:人体解剖学肌的实验一、实验目的通过解剖和观察人体肌肉组织,了解肌肉的结构和功能,掌握肌肉解剖学知识。

二、实验器材1. 解剖刀2. 剪刀3. 手术刀4. 解剖镊子5. 解剖锤6. 解剖锯7. 解剖骨钳8. 解剖剪9. 电针三、实验步骤1. 对肢体进行解剖:首先,将实验对象的肢体固定在解剖台上,使用解剖刀和剪刀精确地进行一侧肌肉解剖。

注意刀法的准确性和谨慎性,以避免对周围结构的伤害。

2. 识别和观察肌肉组织:根据实验手册,逐一解剖观察骨骼附近的肌肉组织。

使用解剖镊子清除周围的结缔组织和脂肪,并将骨头暴露出来。

然后,使用电针进行烟熏处理,以移除表面的毛发和脏物,使肌肉清晰可见。

3. 深入研究肌肉结构:使用解剖锤、锯、剪等工具,根据课程要求精确地解剖骨头和肌肉,以深入研究肌肉的结构。

4. 记录观察结果:根据实验手册,将观察到的肌肉结构和特征详细地记录下来,包括肌腱、肌腹、肌间隔及其附属结构等等。

四、实验结果与讨论在实验过程中,我们首先解剖观察了人体肌肉组织。

在肢体的解剖过程中,我们清晰地观察到了肌肉发达的区域和肌肉与骨骼的结合部位。

我们注意到,肌腱是肌肉与骨骼相连接的部分,它们起到了肌肉收缩时传递力量的作用。

通过观察和解剖,我们还发现肌肉的结构复杂而精密,由肌纤维和肌束组成。

肌腹是肌肉的主要组成部分,它由纤维组成,一般由多个束组成。

每个肌纤维由许多肌原纤维组成,每个肌原纤维内还有肌纤维。

肌肉的结构与其功能密切相关。

肌肉组织在运动中起到了关键作用。

通过肌肉的收缩和松弛,人体可以完成各种运动。

例如,骨骼肌通过肌肉收缩将骨骼部位连接起来,实现大范围的身体运动。

平滑肌则负责调节内脏器官的功能,如消化道的蠕动。

实验过程中,我们还注意到肌肉结构和功能之间的关系。

肌肉结构的不同在于纤维分组和纤维之间的连接方式,这决定了力量的调节和效率。

此外,肌肉还存在分离的肌束和间隔,这对于协调复杂运动和分布肌肉力量起到重要作用。

下肢肌肉观察实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的1. 掌握下肢肌肉的组成、形态、结构。

2. 理解下肢肌肉的功能和运动形式。

3. 观察下肢肌肉的生理特性及其在运动中的表现。

二、实验内容1. 观察下肢肌肉的组成和形态结构。

2. 分析下肢肌肉的功能和运动形式。

3. 观察下肢肌肉在运动中的生理特性。

三、实验材料与器材1. 实验材料:下肢肌肉标本、解剖图谱、解剖显微镜。

2. 实验器材:解剖台、解剖刀、解剖剪、解剖镊子、解剖夹、解剖针、解剖瓶、解剖液。

四、实验步骤1. 观察下肢肌肉的组成和形态结构。

(1)首先观察下肢肌肉的整体形态,了解其大致分布情况。

(2)使用解剖刀和剪刀将下肢肌肉标本切开,观察肌肉的横断面和纵切面,了解肌肉的内部结构。

(3)使用解剖显微镜观察肌肉纤维的细微结构,了解肌肉的细胞组成。

2. 分析下肢肌肉的功能和运动形式。

(1)根据解剖图谱,了解下肢肌肉的起止点、神经支配和血液供应。

(2)分析下肢肌肉在运动中的协同作用和拮抗作用。

(3)观察下肢肌肉在运动中的收缩和放松过程。

3. 观察下肢肌肉在运动中的生理特性。

(1)观察肌肉在不同运动状态下的收缩速度、力量和耐力。

(2)观察肌肉在不同运动状态下的代谢水平。

(3)观察肌肉在不同运动状态下的损伤风险。

五、实验结果与分析1. 下肢肌肉的组成和形态结构。

(1)下肢肌肉主要由股四头肌、腓肠肌、臀大肌、小腿三头肌等组成。

(2)肌肉纤维呈长条状,排列整齐,具有收缩和放松的功能。

2. 下肢肌肉的功能和运动形式。

(1)下肢肌肉在运动中主要起到支撑、推动和稳定的作用。

(2)下肢肌肉的协同作用和拮抗作用保证了运动的协调性和稳定性。

3. 下肢肌肉在运动中的生理特性。

(1)下肢肌肉在不同运动状态下的收缩速度、力量和耐力存在差异。

(2)下肢肌肉在不同运动状态下的代谢水平不同。

(3)下肢肌肉在不同运动状态下的损伤风险存在差异。

六、实验结论1. 通过本次实验,我们掌握了下肢肌肉的组成、形态、结构和功能。

2. 我们了解了下肢肌肉在运动中的协同作用、拮抗作用以及生理特性。

肌肉观察实验报告

肌肉观察实验报告肌肉观察实验报告引言:肌肉是人体最重要的组织之一,它们不仅使我们能够进行各种运动,还对身体形态和健康起着重要的作用。

为了更好地理解肌肉的结构和功能,本次实验旨在通过观察和记录肌肉在不同情况下的变化,分析肌肉的适应性和响应机制。

实验一:肌肉收缩与运动在这个实验中,我们观察了肌肉在运动过程中的收缩情况。

首先,我们选择了一组志愿者进行实验。

实验开始时,志愿者在静止状态下,我们通过肌电图仪器记录下他们的肌肉电活动。

然后,志愿者进行了一系列不同强度和频率的运动,我们观察到肌肉电活动的明显增加。

这表明肌肉在运动时会收缩,并产生更多的电活动。

实验二:肌肉的适应性为了研究肌肉的适应性,我们选择了一组长期从事力量训练的运动员进行实验。

他们的肌肉在长期训练的过程中会逐渐适应负重和高强度的运动。

我们通过肌肉生物检测仪器观察到这些运动员的肌肉纤维变得更加粗壮,并且在肌肉断面积上有明显的增加。

此外,他们的肌肉电活动也表现出更高的幅度和频率。

这些结果表明,肌肉对于不断的训练刺激具有适应性,并能够通过增加肌肉纤维的数量和改变肌肉电活动来适应更高强度的运动。

实验三:肌肉的退化与恢复为了研究肌肉在长期不运动和恢复过程中的变化,我们选择了一组长时间卧床不动的志愿者进行实验。

在卧床不动的过程中,我们观察到他们的肌肉纤维逐渐变得瘦弱,并且肌肉电活动的幅度和频率明显下降。

然而,当他们恢复运动后,肌肉纤维开始重新增长并变得更加健壮,肌肉电活动也逐渐恢复到正常水平。

这表明肌肉在长期不运动后会发生退化,但通过适当的运动可以恢复和增强。

结论:通过以上实验观察和分析,我们可以得出以下结论:肌肉在运动过程中会收缩并产生更多的电活动;肌肉具有适应性,可以通过训练来增强和改变其结构和功能;长期不运动会导致肌肉的退化,但适当的运动可以促进肌肉的恢复和增强。

这些研究结果对于我们更好地了解肌肉的生理机制和健康保持具有重要意义。

未来展望:尽管本次实验对肌肉的观察和研究已经取得了一些有意义的结果,但仍有许多未知的领域需要进一步探索。

实验三:肌组织


四、实验结果与讨论
Thanks
感谢您的聆听!
组织学与胚胎学实验 决利利
实验三 肌组织
实验目的
目录 Contents
实验材料的
掌握骨骼肌与心肌肌纤维的光镜结构特点,及 其结构异同点比较。
二、实验材料
1.光学显微镜。 2.骨骼肌和心肌组织切片。
三、实验内容
1.骨骼肌(骨骼肌纵横切片 HE染色) 2.心肌(心室切片 HE染色)【绘图】
肌组织(muscle tissue)主要 由具有收缩功能的肌细胞构成。 肌细胞间有少量结缔组织、血 管、淋巴管及神经。肌细胞因 呈细长纤维形,故又称肌纤维 (muscle fiber),其细胞膜 称肌膜(sarcolemma),细 胞质称肌质(sarcoplasm)。
骨骼肌肌纤维纵切面光镜图
肌组织分三种
4)肌浆:在细胞核两端很丰富,可见褐色的 脂褐色颗粒。。
5)闰盘:是指相邻的心肌细胞接触的地方。 染色深,呈阶梯状。
2.心肌【绘图】
闰 盘
心肌纤维纵切面与横切面光镜图 HE×400 ↑ 闰盘,与横纹平行
如何观察组织切片及绘图
1.根据理论课所学内容,找切片形态特征,进行 详细观察,然后绘图。
2.绘图要求:在实验报告本上用铅笔先画一个正 方形,然后用红、蓝、紫彩色铅笔把镜下看到的 结构图绘在里面,要有文字说明所画组织结构的 名称、什么染色及放大倍数,如
骨骼肌:横纹肌,随意肌。借肌腱附着于骨骼上。 心肌:横纹肌,不随意肌。分布于心脏和邻近大血管壁上。 平滑肌:无横纹,不随意肌。分布于消化管、呼吸道 、血管 等中空性器官的管壁内。
1.骨骼肌
肌内膜
骨骼肌借肌腱附于骨骼。
肌外膜(e肌pim束ysi膜um):致密结缔组织包裹在整块肌外面形成。
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肌组织实验报告
篇一:表面肌实验报告
武汉理工大学
现代数字信号处理在前沿学科中的应用实验报告
基于semg时域特征的动作识别
学院:信息工程学院
学号:姓名:
班级:电子154
实验基于semg时域特征特的动作识别
一、实验目的
1.了解肌电信号常用的时域分析方法;
2.利用mATLAb对肌电信号进行去噪、特征提取及动作识别;
二、实验设备
1.wi-Fi表面肌电信号采集卡;
2.32位windowsxp台式机(matlab7.0软件);
3.802.11b/g无线网卡;
三、实验内容
(1)学习信号的基本去噪方法,并用mATLAb实现;
(2)学习肌电信号常用的时域特征并利用matlab来进行波形长度(wL)符号改变数(ssc)、过零点(Zc)、威尔
逊赋值(wAmp)等特征的提取;
(3)学习神经网络信号处理方法,掌握bp神经网络的用法,将其用于肌电信号的动作识别。

学习以上三个部分,最终完成一整套肌电信号去噪、特征提取(选取一种特征)、基于特征的动作识别的mATLAb程序。

四、实验原理
(1)小波去噪
小波去噪方法是一种建立在小波变换基础上的新兴算法,基本思想是根据噪声在不同频带上的小波分解系数具有不同强度分布的特点,将各频带上的噪声对应的小系数去除,保留原始信号的小波分解系数,然后对处理后系数进行小波重构,得到纯净信号。

小波去噪的基本原理图如下
(2)特征提取
时域分析是将肌电信号看成均值为零,而方差随着信号
强度的变化而变化的随机信号。

时域特征的计算复杂度低,提取比较方便。

最常用的方法有:方差,过零点数(Zerocrossing,Zc),willison幅值(willisonAmplitude,wAmp),绝对值平均值(meanAbsoluteValue,mAV)和波形长度(wavelength,wL)等。

在实际应用中,为了让特征可以包含更多的信息,往往选择用不同的时域特征组合形成联合特征向量。

我们主要介绍一下几种方法:
过零率(Zc):为波形通过零线的次数,从一定程度上反映了信号的频率特性。

为了降低零点引入的噪声,往往会引入一个阈值δ。

计算方式如下:
sgn(?xk?xk?1),(xk?xk?1??)(1)willison幅值:是由willison提出一种对表面肌电信号的幅值变化数量进行计
算的方法,经过后人的研究,对willison幅值的阈值有了明确的范围限定,目前认为50~100?V是最合适的阈值范围。

其数学表示公式如公式(3-3)。

wAmp??fxi?xi?1
t?1n(2)
?1f(x)0其中:ifx?阈值otherwise
波形长度(wL):它是对某一分析窗中的波形长度的统计,波长可以体现该样本的持续时间、幅值、频率的特征。

1n?1
wL??x(i?1)?x(i)ni?1(3)符号改变斜率(ssc):为信号的的频率性能提供了一些附加信息,对于3个连续的采样点,给定阈值ω,通过下面的公式计算波峰波谷的个数。

?xi?xi?1xi?xi?1,?i?1,?,n?
(3)神经网络(4)
bp神经网络又称误差反向传播(backpropagation),它是一种多层的前向型神经网络。

在bp网络中,信号是前向传播的,而误差是反向传播的。

所谓的反向传播是指误差的调整过程是从最后的输出层依次向之前各层逐渐进行的。

标准的bp网络采用梯度下降算法,与widrow-hoff学习规则相似,网络权值沿着性能函数的梯度反向调整。

前向型神经网络通常具有一个或多个由sigmoid神经元构成的隐层,以及一个由线性神经元构成的输出层。

多个具有非线性传递函数的神经元层使得网络可以学习输入和输
出之间的非线性关系,而线性输出层使得网络可以产生[-1,+1]之外的输出值。

输入
隐层输出层
a1?tansig(Iw1,1p1?b1)a2?purelin(Iw2,1a1?b2)
由两层神经元构成的bp网络结构
(1)bp网络的训练算法
①bp算法
bp算法沿着误差函数减小最快的方向,也就是梯度的反方向改变权值和偏差,这一点与线性网络的学习算法是一致的。

bp算法的迭代计算公式可以表示为:
xk?1?xk?akgk(1)
其中,xk代表当前权值和偏差,xk?1代表迭代产生的下一次的权值与偏差,gk为当前误差函数的梯度,ak代表学习速率。

②有动量的梯度下降算法
标准的梯度下降法在调整权值时,仅仅按照当前时刻的负梯度方向进行调整,并没有考虑以前各次运算步骤中的梯度方向,因此新的样本对迭代过程影响太大,可能会导致训练过程中调整方向发生震荡,导致不稳定和收敛速度慢的问题,有动量的梯度下降算法则考虑了往前时刻的贡献,其权值迭代算法为:
wij(n?1)?wij(n)??[(1??)D(n)??D(n?1)(2)
其中,D(n),D(n?1)分别表示n时刻,n-1时刻的负梯度。

由于加入了以前时刻梯度的贡献,相当于给迭代过程添加了一个低通滤波器,使得网络忽略误差曲面上细节特征,避免了陷入局部极小点的问题。

③共轭梯度算法
尽管标准的bp算法采用梯度下降算法,权值和偏差沿误差函数下降最快的方向调整,但却并不一定是收敛最快的
算法。

在改进的bp训练算法中,有一大类的算法称为共轭
梯度算法。

在这一类算法中,权值和偏差沿着共轭梯度方向进行调整,通常能够获得比标准的梯度算法更快的收敛速度。

共轭梯度算法的第一次迭代都是从最陡下降的梯度方
向开始。

梯度向量为:
p0??g0(3)
沿着此方向进行权值和偏差的调整,公式为:
xk?1?xk?akgk(4)
下一次搜索方向则由前两次搜索方向的共轭方向决定,表达式为:
pk??gk??kpk?1(5)
对于系数?k不同计算方法产生不同的共轭梯度算法。

a)F-R共轭梯度算法采取的系数确定方法为:
Tgkg?k?Tk(6)gk?1gk?1
即本次迭代梯度相对于上一次迭代梯度的归一化值。

b)p-R共轭梯度算法采取的系数确定方法为:
T?gkg?k?T?1k(7)gk?1gk?1
即上次迭代梯度与本次迭代梯度的内积对本次梯度的
归一化值。

c)scaled共轭梯度算法
到目前为止,讨论过的所有共轭梯度算法都需要在每一步迭代过程中对搜索方向进行计算,这样的计算量是比较大。

对此moller提出了scaled梯度搜索算法[4],在每一步迭代过程中不计算搜索方向,以减少训练过程的计算量。

其基本原理是利用下面介绍的L-m算法与共轭梯度法相结合产生的。

④L-m算法
L-m算法其权值和阈值的更新过程为:
xk?1?xk?[JTJ??I]?1JTe(8)
其中,e为期望输出与实际输出的误差;J为误差对权值微分的Jacobi矩阵;?为标量因子。

如果训练成功,误差性能函数减小,那么就减小?的值;反之就减小其值。

五、实验步骤
(1)数据格式转换:
n=4;%通道的个数
m=512;%每个通道的采样数
篇二:肌肉收缩实验报告
骨骼肌收缩实验
一.实验目的
1.肌肉标本收缩现象的描记及单收缩的分析,获得该肌肉收缩的阈值。

2.了解刺激强度对骨骼肌收缩的影响。

3.学习掌握刺激器和张力换能器的使用。

4.加强对神经和肌肉了解,熟练解剖。


二.实验原理
1.肌肉标本收缩现象的描记
利用刺激器可诱发蛙的离体神经肌肉标本发生兴奋收
缩现象,可利用适当的参数和图形,客观、详细、准确地描述收缩的生理过程与现象。

骨骼肌受到一次短促的阈上刺激时,先是产生一次动作电位,紧接着出现一次机械收缩,称为单收缩。

收缩的全过程可分为潜伏期、收缩期和舒张期。

在一次单收缩中,肌峰电位的时程(相当于绝对不应期)仅1~2毫秒,而收缩过
程可达几十甚至上百毫秒(蛙的腓肠肌可达100毫秒以上)。

2.张力换能器
换能器是一种能将机械能、化学能、光能等非电量形式的能量转换为电能的器件或装置,并线性相关。

利用物理性质和物理效应制成的物理换能器种类繁多,原理各异。

张力换能器是一种能把非电量的
生理参数如力、位移等转换为电阻变化的间接型传感器,属于电阻应变式传感器。

通常由弹性元件、电阻应变片和其他附件组成。

弹性元件采用金属弹性悬梁,可根据机械力的大小选用不同厚度的弹性金属。

弹性悬梁的厚度不同,张力换能器的量程亦不同。

两组应变片R1、R4及R2、R3分别贴于梁的两面。

两组应变片中间接一只调零电位器,并用5~
6V直流电源供电,组成差动式的惠斯登桥式电路(非平衡式。

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