美国 Matlab 2015

MATLAB是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于数据分析、无线通信、深度学习、图像处理与计算机视觉、信号处理、量化金融与风险管理、机器人，控制系统等领域。 MATLAB是matrix&laboratory两个词的组合，意为矩阵工厂（矩阵实验室），软件主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如C、Fortran）的编辑模式。 MATLAB和Mathematica、Maple并称为三大数学软件。它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等。MATLAB的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB来解算问题要比用C，FORTRAN等语言完成相同的事情简捷得多，并且MATLAB也吸收了像Maple等软件的优点，使MATLAB成为一个强大的数学软件。在新的版本中也加入了对C，FORTRAN，C++，JAVA的支持。

美国 Matlab 2015

仪器信息

品牌MATLAB
分类专用设备
仪器编码美国 Matlab 2015
地区来源美国
更新时间2026-10-10
研究领域运动生物力学、代谢组学与运动生理学、临床电生理学与睡眠医学

相关实验室

以下机构来自本仪器关联论文的作者署名，不代表已确认采购或持有该仪器。

巴西圣保罗大学

地区：巴西

署名作者：吉斯莱娜·阿帕雷西达·福利亚、克劳迪娅·玛丽亚·德费利西奥

研究方向：阻塞性睡眠呼吸暂停、吞咽、吞咽障碍、表面肌电

关联论文 1 篇

伊朗德黑兰哈拉兹米大学

地区：伊朗

署名作者：萨米拉·萨达特·萨贾迪

研究方向：月经周期、协调变异性、横踢、跆拳道

关联论文 1 篇

厦门大学

地区：中国

署名作者：倪国新

研究方向：认知功能、跑步、不同跑步强度、代谢组学分析

关联论文 1 篇

捷克奥洛穆茨帕拉茨基大学

地区：捷克

署名作者：兹德涅克·斯沃博达

研究方向：月经周期、协调变异性、横踢、跆拳道

关联论文 1 篇

贵州医科大学

地区：中国

署名作者：曾妮

研究方向：认知功能、跑步、不同跑步强度、代谢组学分析

关联论文 1 篇

实验方法

研究方向：基于运动捕捉运动学数据的关节间协调变异性分析、运动后脑组织代谢物的核磁共振谱定量分析、吞咽肌群表面肌电信号处理

基于三维运动捕捉与MATLAB R2015a的跆拳道横踢下肢关节协调变异性分析

方法说明：采用八摄像头Vicon三维运动捕捉系统采集20名女子专业跆拳道运动员在月经周期卵泡期、排卵期和黄体期完成横踢动作时的下肢运动学数据，随后在MATLAB R2015a中进行滤波、关节角度与角速度计算、周期标准化、连续相对相位（CRP）及其变异性（CRPV）计算，并使用spm1d工具包进行一维统计参数映射的重复测量方差分析，比较不同月经周期阶段的关节活动度与协调模式差异。

实验仪器：MATLAB数值计算与数据分析软件 MATLAB R2015a；三维光学运动捕捉系统 Vero 2.2；运动捕捉数据处理软件 Nexus 2.4.2；统计分析软件 SPSS Statistics 22

实验步骤

  1. 受试者招募与周期分期

    说明：招募20名女子专业跆拳道运动员，分别在月经周期的卵泡期、排卵期和黄体期三次到实验室进行测试。

    关键点：通过月经周期分期确定三个测试时间点，每名受试者三次重复测试。

  2. 标记点粘贴与运动捕捉采集

    说明：按Plug-in-Gait模型在下肢粘贴16个反光标记点，使用八摄像头Vero 2.2运动捕捉系统以240 Hz采样频率记录横踢动作，靶标距离设为受试者下肢长度并调至腰部高度。

    关键点：采样频率240 Hz；使用Nexus 2.4.2软件完成标记点重建与导出。

  3. MATLAB数据预处理

    说明：在MATLAB R2015a中对运动学数据进行截止频率6 Hz的低通Butterworth滤波，计算髋、膝、踝关节角度与角速度，并将每次踢击周期通过插值标准化为100帧。

    关键点：6 Hz低通Butterworth滤波；周期时间归一化为100个数据点。

  4. 动作分期与协调变量计算

    说明：将横踢划分为摆动、击靶、回收和落地四个阶段，在MATLAB中计算髋-膝、髋-踝、膝-踝三组关节耦合的连续相对相位（CRP）及其变异性（CRPV）。

    关键点：基于相位平面法计算CRP，CRPV反映多次试验间协调模式的标准差。

  5. 统计分析

    说明：关节活动度采用SPSS 22进行重复测量方差分析并用Shapiro-Wilk检验正态性；CRP与CRPV采用MATLAB R2015a中的spm1d开源代码进行一维统计参数映射重复测量方差分析。

    关键点：spm1d v.M0.1在MATLAB R2015a环境下运行，显著性水平设为0.05。

实验数据

下肢关节活动度（ROM）

数据来源：Vicon运动捕捉系统采集、MATLAB R2015a计算的髋、膝、踝关节矢状面角度

实验样本：三个月经周期阶段间髋、膝、踝关节ROM均无显著差异（p>0.05）

数据呈现：分组柱状图或均值±标准差表格

连续相对相位（CRP）曲线

数据来源：MATLAB R2015a基于关节角度与角速度相位平面计算

实验样本：髋-膝、髋-踝、膝-踝耦合在100%踢击周期内的CRP时间序列

数据呈现：随踢击周期百分比变化的CRP曲线图及SPM统计曲线

协调变异性（CRPV）

数据来源：MATLAB R2015a计算的多次试验CRP标准差

实验样本：排卵期髋-踝耦合CRPV出现波动但无统计学显著性；黄体期髋-膝耦合CRPV升高

数据呈现：CRPV随踢击周期变化的曲线图并按四个动作阶段标注

方法关联论文：月经周期对跆拳道横踢动作中关节间协调变异性的影响

基于核磁共振与MATLAB R2015b代谢物定量的大鼠跑台运动海马代谢组学分析

方法说明：将96只雄性SD大鼠分为对照组和低、中、高强度跑台运动组，进行为期8周的跑台训练，通过Morris水迷宫评估空间学习记忆，测定海马SOD与CAT活性，并对海马组织提取物进行850 MHz核磁共振波谱采集。谱图经MestReNova处理和归一化后，在MATLAB R2015b中完成代谢物浓度估计，再利用SIMCA-P+进行PCA/PLS-DA多元统计分析和MetaboAnalyst代谢通路分析，揭示不同运动强度对脑能量代谢与氧化应激相关代谢通路的影响。

实验仪器：MATLAB数值计算与数据分析软件 MATLAB R2015b；核磁共振波谱仪 Avance III 850 MHz（BBFO低温探头）；动物行为视频追踪系统 ANY-maze；NMR谱图处理软件 MestReNova 9.0；多元统计分析软件 SIMCA-P+ 14.0；动物跑台

实验步骤

  1. 动物分组与跑台训练

    说明：96只雄性SD大鼠随机分为CON、LIR、MIR、HIR四组（每组24只），先以10 m/min适应性慢跑一周，随后三组运动大鼠分别以15.2 m/min（0°）、19.3 m/min（5°）、26.8 m/min（10°）每日运动60 min。

    关键点：通过速度与坡度组合设定低、中、高三种运动强度。

  2. 认知功能评估

    说明：在训练第1、4、8周进行Morris水迷宫测试，使用ANY-maze视频追踪系统记录并分析逃避潜伏期等指标。

    关键点：ANY-maze软件（Stoelting，美国）用于轨迹追踪与数据分析。

  3. 海马取材与抗氧化酶检测

    说明：麻醉后取脑分离海马组织，采用碧云天试剂盒测定SOD和CAT活性。

    关键点：12000×g离心获取上清用于酶活性测定。

  4. NMR波谱采集

    说明：海马组织提取物在298 K下使用配备BBFO低温探头的Bruker Avance III 850 MHz核磁共振波谱仪采集1D 1H-NMR、2D 1H-13C HSQC与2D TOCSY谱。

    关键点：850 MHz高场NMR配合低温探头提高灵敏度，二维谱用于代谢物归属。

  5. 谱图处理与MATLAB代谢物定量

    说明：使用MestReNova 9.0对谱图进行相位与基线校正和归一化，随后将归一化谱数据导入MATLAB R2015b进行代谢物浓度估计。

    关键点：MATLAB R2015b基于归一化谱数据完成代谢物浓度估计。

  6. 多元统计与通路分析

    说明：使用SIMCA-P+ 14.0进行PCA与PLS-DA分析筛选差异代谢物，使用MetaboAnalyst 5.0进行代谢通路富集分析，SPSS 19.0进行常规统计。

    关键点：以VIP值与p值联合筛选差异代谢物，通路分析基于KEGG数据库。

实验数据

Morris水迷宫逃避潜伏期

数据来源：ANY-maze视频追踪系统

实验样本：4周后LIR组找到平台显著快于CON组（p=0.027）和HIR组（p=0.011）；8周后LIR与MIR组均快于CON组

数据呈现：分组柱状图/折线图

海马SOD/CAT比值

数据来源：商品化试剂盒酶活性测定

实验样本：MIR组SOD/CAT显著高于HIR（p=0.03）、LIR（p=0.0008）和CON（p=0.0004）组

数据呈现：柱状图

海马代谢物浓度

数据来源：Bruker 850 MHz NMR谱经MATLAB R2015b定量

实验样本：8周后MIR和HIR组与CON组相比14种代谢物差异，LIR组12种关键代谢物改变，如延胡索酸降低

数据呈现：PCA/PLS-DA得分图、热图、代谢通路气泡图

方法关联论文：基于核磁共振的不同强度跑台运动后大鼠脑代谢组学研究

基于无线表面肌电与MATLAB R2015a自定义软件的阻塞性睡眠呼吸暂停患者吞咽肌活动评估

方法说明：对37名经多导睡眠监测确诊的阻塞性睡眠呼吸暂停（OSA）成人患者，按呼吸暂停低通气指数分为轻中度组与重度组，使用BTS FreeEMG无线表面肌电系统记录自主吞咽10 mL和15 mL水时舌骨上/颏下肌群的肌电活动。信号在MATLAB R2015a环境下开发的自定义软件中进行带通与低通滤波、整流和包络处理，计算峰值、积分和最大速度（Vmax），并以BMI为协变量进行多元协方差分析和多元线性回归，明确疾病严重程度、BMI与舌肌功能状态对吞咽肌激活的影响。

实验仪器：MATLAB数值计算与数据分析软件 MATLAB R2015a（版本8.5）；无线表面肌电系统 FreeEMG；预凝胶Ag/AgCl一次性双极电极；统计分析软件 Statistica 14.0；多导睡眠监测系统

实验步骤

  1. 受试者纳入与分组

    说明：连续纳入37名经整夜多导睡眠监测确诊OSA（AHI>5）的成人，按AHI分为I组（5≤AHI≤30）与II组（AHI>30）。

    关键点：以AHI 30为界划分轻中度与重度OSA。

  2. 电极放置

    说明：受试者取坐位，通过吞咽时触诊定位舌骨上肌群，70%酒精清洁皮肤后在颏下区域双侧放置预凝胶Ag/AgCl一次性双极电极（电极面积3.14 cm²，间距2 cm）。

    关键点：双极电极间距2 cm，电极上固定11.7 g轻质探头。

  3. 表面肌电与视频采集

    说明：使用FreeEMG无线表面肌电系统（差分放大器，CMRR>110 dB，16位分辨率，1 μV灵敏度）记录自主吞咽10 mL和15 mL常温水时的肌电信号，同时以正面与双侧三台摄像机同步录像。

    关键点：水温26–28 °C；两种容量吞咽分别记录。

  4. MATLAB信号处理

    说明：在MATLAB R2015a（版本8.5）环境下开发的自定义软件中对信号进行20–450 Hz带通滤波，随后整流并以5 Hz低通滤波获得包络，计算峰值、积分和最大速度Vmax。

    关键点：自定义MATLAB R2015a程序完成滤波、整流、包络与参数提取。

  5. 口面肌功能评估

    说明：采用OMES-E方案评估舌体积及吞咽行为，作为回归分析的预测变量。

    关键点：舌体积与吞咽行为评分纳入模型。

  6. 统计分析

    说明：使用Statistica 14.0与R 4.1.1，以BMI为协变量进行多元协方差分析比较组间差异，并建立多元线性回归模型分析AHI、BMI、舌体积和吞咽行为对肌电参数的贡献。

    关键点：显著性水平p<0.05；BMI作为协变量控制肥胖影响。

实验数据

表面肌电峰值、积分与最大速度（Vmax）

数据来源：FreeEMG系统采集、MATLAB R2015a自定义软件计算

实验样本：重度OSA组（II组）峰值、Vmax和积分显著低于轻中度组（P≤0.006）

数据呈现：分组箱线图或均值±标准差柱状图、整流包络肌电波形图

肌电参数预测模型

数据来源：多元线性回归（GRM）

实验样本：峰值与积分由AHI和BMI解释；Vmax由舌体积与吞咽行为共同解释

数据呈现：回归系数表

方法关联论文：阻塞性睡眠呼吸暂停患者的吞咽评估：来自表面肌电的启示

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相关论文

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阻塞性睡眠呼吸暂停患者的吞咽评估：来自表面肌电的启示

原文题名：Swallowing assessment in obstructive sleep apnea: insights from surface electromyography

发表年份：2026

作者：吉斯莱娜·阿帕雷西达·福利亚；丹尼·马科斯·加西亚；克劳迪娅·玛丽亚·德费利西奥

刊源：Sleep and Breathing

DOI 10.1007/s11325-026-03695-y
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摘要 · 中文整理：目的：在控制体质指数（BMI）的条件下，研究不同严重程度阻塞性睡眠呼吸暂停（OSA）成人患者吞咽时舌骨上/颏下（SH）肌群的表面肌电（sEMG）活动，并确定肌肉活动变化的预测因素。方法：本横断面观察研究纳入37名确诊OSA（AHI>5）的成人，按呼吸暂停低通气指数分为I组（5≤AHI≤30）和II组（AHI>30）。记录自主吞咽10 mL和15 mL稀液体（水）时的sEMG活动，计算峰值、积分和最大速度（Vmax）。以BMI为协变量进行多元协方差分析比较组间差异，并采用多元线性回归模型（GRM）分析各预测因素对肌电参数的贡献，显著性水平p<0.05。结果：样本中男性（n=24，64.9%）和肥胖者（BMI>30，n=25，67.6%）占多数。与I组相比，II组峰值、Vmax和积分显著降低（P≤0.006）。GRM显示峰值和积分由AHI和BMI解释，而舌体积与吞咽行为共同解释Vmax。结论：重度OSA患者舌骨上肌群激活减弱；除疾病严重程度外，BMI和舌肌功能状态也导致激活受损。这些发现提示肌肉无力和运动控制缺陷共同损害了吞咽时SH肌群的激活。

原文摘要：To investigate the electromyographic activity (sEMG) of the suprahyoid/submental (SH) muscles during swallowing in adults with different OSA severities, controlled for body mass index (BMI), and to establish predictive factors for changes in muscle activity. This cross-sectional observational study included 37 adults diagnosed with OSA (AHI > 5). The patients were divided into two groups according to the apnea-hypopnea index (AHI): Group I (AHI = 5 ≤ 30) and Group II (AHI > 30). sEMG activity was recorded during the voluntary swallowing of 10 mL and 15 mL of thin liquid (water). The sEMG peak, integral, and maximum velocity (Vmax) were calculated. Groups were compared by general multivariate analysis of covariance, with BMI as a covariate. A general multivariate linear regression model (GRM) was applied to analyze the contribution of predictors to the EMG parameters. The significance level was set at p < 0.05. There was a predominance of males (n = 24, 64.9%) and obese individuals (BMI > 30, n = 25, 67.6%) in the sample. Compared with Group I, Group II presented significantly lower peak, Vmax and integral values (P ≤ 0.006). The GRM revealed that the peak and integral were explained by the AHI and BMI, whereas the tongue volume and behavior during swallowing together explained the Vmax. Activation of the suprahyoid (SH) muscles was reduced in patients with severe OSA. In addition to disease severity, BMI and the myofunctional condition of the tongue also contribute to impaired activation. Taken together, these findings indicate that muscle weakness and deficits in motor control compromise the activation of SH muscles during swallowing.

关键词：阻塞性睡眠呼吸暂停、吞咽、吞咽障碍、表面肌电

研究目标：明确不同严重程度OSA患者吞咽时舌骨上肌群肌电活动的差异，并在控制BMI的前提下确定影响肌肉激活的预测因素。

主要结论：重度OSA患者吞咽时舌骨上肌群激活显著减弱；AHI和BMI解释了肌电峰值与积分，舌体积与吞咽行为解释了最大速度，提示肌肉无力与运动控制缺陷共同损害吞咽肌激活。

创新点：首次以BMI为协变量并结合口面肌功能评估，通过多元回归量化OSA严重程度、肥胖与舌肌功能对吞咽肌表面肌电参数的独立贡献，为将肌功能评估纳入OSA临床评估提供依据。

后续建议：纳入健康对照组以建立正常参考范围；结合吞咽造影或纤维内镜验证肌电异常与吞咽安全性的关系；增加不同稠度食团以评估任务难度对肌电参数的影响；开展纵向研究观察CPAP或口面肌功能治疗后肌电指标的变化；扩大样本量并平衡性别与BMI分布以提高模型外推性

APA 引文：Folha, G. A., Garcia, D. M., & de Felício, C. M. (2026). Swallowing assessment in obstructive sleep apnea: insights from surface electromyography. Sleep and Breathing, 30(2), 151. https://doi.org/10.1007/s11325-026-03695-y

仪器引用：Custom software developed in the MATLAB R2015a environment (version 8.5, MathWorks Inc., Natick, MA, USA) was used for data analysis.

使用资料与操作视频