一種用于假肢手的可穿戴肌電信號檢測裝置設(shè)計.pdf

1、肢體殘障，特別是上肢殘障給生活、工作和學(xué)習(xí)都帶來了極大的不便。特別是在我國這樣一個總?cè)丝谂攀澜珙^名的國家，上肢殘障人士的絕對數(shù)量十分巨大。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，利用最新的科技成果幫助殘障人士恢復(fù)或部分恢復(fù)正常人群的生活品質(zhì)一直以來都是每一位從事生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域研究的科研人員義不容辭的社會責(zé)任。
　　本論文立足于實驗室自行研究的表面肌電識別算法，面向肌電假肢手，獨立開發(fā)了一套可穿戴的表面肌電采集裝置。主要進行了如下工作：
　　對表面

2、肌電信號的產(chǎn)生機理從生理學(xué)和解剖學(xué)的角度進行了分析。以及對使用多通道生理信號記錄儀采集到的較為標(biāo)準(zhǔn)的表面肌電信號進行了幅值、頻率特征分析，為肌電檢測電路設(shè)計確定了主要技術(shù)指標(biāo)。
　　從無源電極傳感器入手，設(shè)計實驗檢測干濕兩種電極，分別檢測了兩種電極自身的阻抗特性：濕電極的阻抗變化較小，阻值較小，以容性為主，阻抗隨頻率升高而降低；干電極阻抗變化較大，阻值較大，也為容性，阻抗隨頻率變化的特性與濕電極相同。設(shè)計實驗檢測干濕兩種電極分別與

3、人體耦合后的阻抗特性。濕電極耦合阻抗特性表現(xiàn)為變化較穩(wěn)定，阻抗隨頻率升高而降低；干電極阻抗特性表現(xiàn)為穩(wěn)定耦合需要時間較長，電阻值較大，兩者均表現(xiàn)為容性耦合。
　　圍繞有源肌電檢測電極電路，設(shè)計了一種含有工頻陷波器的有源電極電路，該電路實現(xiàn)了對表面肌電信號的放大、信號調(diào)理功能。測試了該電路的幅頻特性、共模抑制比和輸入電阻特性并實際采集表面肌電信號。設(shè)計與對照組表面肌電信號的對比實驗，選取時域和頻域特征值，對電路方案做出功能性評估，認

4、為這一電路方案能夠較為有效地檢測到表面肌電信號，時域特征值指標(biāo)與對照組信號的變化趨勢較為接近，但也發(fā)現(xiàn)該電路方案存在抗基線偏移性能差的缺點。
　　針對缺點設(shè)計了一種基于減法器的基線消除電路，用于抑制基線漂移。測量了其幅頻特性、共模抑制比和輸入電阻特性。設(shè)計功能性實驗證明了在實際表面肌電采集過程中，這種電路方案能夠較長時間穩(wěn)定的采集不同力量水平下的表面肌電信號，可以用于為肌電假肢手提供控制源信號。最后，實現(xiàn)了穿戴式肌電信號采集裝置的