I. Luận Văn Thạc Sĩ Vật Lý Kỹ Thuật
Luận văn thạc sĩ này tập trung vào việc nghiên cứu và ứng dụng phép biến đổi wavelet trong thu nhận và xử lý tín hiệu điện cơ (EMG). Đề tài được thực hiện tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG TP. Hồ Chí Minh, dưới sự hướng dẫn của TS. Huỳnh Quang Linh. Mục tiêu chính là khám phá khả năng của wavelet trong việc lọc nhiễu và phân tích tín hiệu điện cơ, sử dụng phần mềm Matlab để mô phỏng và xử lý dữ liệu.
1.1. Mục tiêu và Nhiệm vụ
Mục tiêu của luận văn thạc sĩ là nghiên cứu phép biến đổi wavelet và ứng dụng nó trong xử lý tín hiệu điện cơ. Các nhiệm vụ bao gồm tìm hiểu các phương pháp thu nhận và xử lý tín hiệu, nghiên cứu wavelet, sử dụng Matlab để lọc nhiễu và xây dựng các module xử lý tín hiệu độc lập.
1.2. Ý Nghĩa Thực Tiễn
Nghiên cứu này có ý nghĩa quan trọng trong lĩnh vực vật lý kỹ thuật y sinh, đặc biệt là trong chẩn đoán và điều trị các bệnh liên quan đến hệ cơ. Kết quả của luận văn có thể được ứng dụng trong lâm sàng, hỗ trợ các nghiên cứu về tín hiệu điện cơ và mở rộng cộng đồng nghiên cứu tại Việt Nam.
II. Thu Nhận và Xử Lý Tín Hiệu Điện Cơ
Thu nhận tín hiệu điện cơ là quá trình ghi lại các tín hiệu điện được tạo ra từ sự co cơ. Tín hiệu này thường bị nhiễu do các yếu tố như nhiễu điện từ, nhiễu chuyển động và nhiễu nội tại. Xử lý tín hiệu điện cơ đòi hỏi các phương pháp chính xác để lọc nhiễu và phân tích tín hiệu một cách hiệu quả.
2.1. Phương Pháp Thu Nhận
Các phương pháp thu nhận tín hiệu bao gồm sử dụng điện cực bề mặt và điện cực kim. Tín hiệu thu được từ điện cực bề mặt thường phức tạp hơn do chứa tín hiệu từ nhiều sợi cơ khác nhau. Các thiết bị như BIOPAC MP30 được sử dụng để thu nhận tín hiệu EMG.
2.2. Phương Pháp Xử Lý
Phép biến đổi wavelet được sử dụng để xử lý tín hiệu điện cơ, giúp lọc nhiễu và nén dữ liệu. Phương pháp này được so sánh với các kỹ thuật truyền thống như phép biến đổi Fourier và phép biến đổi Hilbert Huang, cho thấy ưu điểm vượt trội trong việc xử lý tín hiệu không tuần hoàn và có nhiễu.
III. Phép Biến Đổi Wavelet và Ứng Dụng
Phép biến đổi wavelet là công cụ toán học mạnh mẽ trong phân tích tín hiệu, đặc biệt là các tín hiệu không tuần hoàn và có nhiễu. Wavelet cho phép phân tích tín hiệu ở cả miền thời gian và tần số, giúp xác định các đặc điểm cục bộ của tín hiệu.
3.1. Cơ Sở Lý Thuyết
Wavelet được định nghĩa là các hàm sóng nhỏ, có thể co giãn và dịch chuyển để phân tích tín hiệu. Các loại wavelet phổ biến bao gồm Morlet, Daubechies và Mexican Hat. Phép biến đổi wavelet liên tục (CWT) và rời rạc (DWT) được sử dụng tùy thuộc vào ứng dụng cụ thể.
3.2. Ứng Dụng trong Xử Lý Tín Hiệu
Trong xử lý tín hiệu điện cơ, wavelet được sử dụng để lọc nhiễu, nén dữ liệu và phân tích tín hiệu. Các module được xây dựng bằng Matlab giúp tự động hóa quá trình xử lý, tạo ra tín hiệu sạch và đáng tin cậy cho các ứng dụng lâm sàng.
IV. Kết Quả và Hướng Phát Triển
Kết quả của luận văn thạc sĩ đã chứng minh hiệu quả của phép biến đổi wavelet trong xử lý tín hiệu điện cơ. Các module được xây dựng bằng Matlab đã thành công trong việc lọc nhiễu và phân tích tín hiệu, mở ra hướng nghiên cứu mới trong lĩnh vực vật lý kỹ thuật y sinh.
4.1. Kết Quả Thực Nghiệm
Các tín hiệu điện cơ được thu nhận và xử lý bằng wavelet cho kết quả chính xác hơn so với các phương pháp truyền thống. Các module độc lập được xây dựng giúp tự động hóa quá trình xử lý, tiết kiệm thời gian và công sức.
4.2. Hướng Phát Triển
Hướng phát triển của đề tài là ứng dụng wavelet trong các nghiên cứu lâm sàng, chế tạo thiết bị y tế và robot điều khiển bằng tín hiệu điện cơ. Nghiên cứu này cũng góp phần thúc đẩy sự phát triển của vật lý kỹ thuật y sinh tại Việt Nam.
