用于微電子肌電橋的體表肌電信號(hào)探測(cè)與處理電路設(shè)計(jì)、制作與實(shí)驗(yàn).pdf

1、中國(guó)現(xiàn)有各類殘疾人總數(shù)約8500多萬(wàn)人，其中肢體殘障患者有2400多萬(wàn)人。在這些肢殘病人當(dāng)中有相當(dāng)高的比例是因脊髓損傷導(dǎo)致的截癱患者、腦卒中導(dǎo)致的偏癱患者和因工傷車(chē)禍造成周?chē)窠?jīng)損傷的肢體癱瘓患者。截癱是由于大腦到肢體的神經(jīng)信號(hào)通路損傷，感覺(jué)與運(yùn)動(dòng)神經(jīng)信號(hào)無(wú)法正常傳導(dǎo)，導(dǎo)致?lián)p傷面以下身體癱瘓;偏癱是由于大腦神經(jīng)組織受到損傷，不能產(chǎn)生控制運(yùn)動(dòng)的信號(hào)，導(dǎo)致受損傷的大腦控制的對(duì)側(cè)身體癱瘓;肢體癱瘓是由于周?chē)窠?jīng)損傷，使得周?chē)窠?jīng)以下的肢體喪失

2、運(yùn)動(dòng)感覺(jué)功能。所以，研究肢體運(yùn)動(dòng)功能重建的方法具有重大的科學(xué)意義和臨床應(yīng)用價(jià)值。本課題組在前期提出并研究的植入式微電子神經(jīng)橋的基礎(chǔ)之上，又提出了微電子肌電橋的創(chuàng)新技術(shù)，以避免植入式神經(jīng)電極存在的植入手術(shù)復(fù)雜，植入后易感染等問(wèn)題。體表肌電信號(hào)作為一種運(yùn)動(dòng)控制信號(hào)，蘊(yùn)含著肌肉活動(dòng)信息，可作為功能性電刺激控制源信號(hào)。
　　本論文主要完成了體表肌電信號(hào)探測(cè)電路的設(shè)計(jì)，并將其應(yīng)用于八通道體表肌電信號(hào)探測(cè)系統(tǒng)與“神手”手套中。最后，使得課題組

3、前期研發(fā)的八通道微電子神經(jīng)肌電橋系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了控制端健康人帶動(dòng)受控端健康人完成抓握、腕伸、腕屈、指伸四類動(dòng)作的實(shí)時(shí)橋接以及控制端與受控端之間的手部動(dòng)作功能重建。
　　首先，本文分析了肌電信號(hào)的生理學(xué)基礎(chǔ)及人體體表肌電信號(hào)的特性，在此基礎(chǔ)之上進(jìn)行了體表肌電信號(hào)探測(cè)電路的設(shè)計(jì)，并對(duì)其進(jìn)行了硬件測(cè)試和肌電信號(hào)實(shí)測(cè)。
　　其次，本文以體表肌電信號(hào)探測(cè)電路為基礎(chǔ)，進(jìn)行了八通道體表肌電信號(hào)探測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。系統(tǒng)的硬件主要包括電源模塊、體表肌電

4、信號(hào)探測(cè)電路、外周接口模塊，軟件部分包括了下位機(jī)ADC數(shù)據(jù)采集程序和串口數(shù)據(jù)發(fā)送程序、上位機(jī)串口數(shù)據(jù)接收模塊、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示與存儲(chǔ)程序。同時(shí)本文還把體表肌電信號(hào)探測(cè)電路應(yīng)用在“神手”手套中。
　　然后，本文使用ADS1299芯片結(jié)合帶有DSP的STM32F407微處理器芯片，進(jìn)行多通道體表肌電信號(hào)探測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，探究將多通道體表肌電信號(hào)探測(cè)系統(tǒng)向小型化、可穿戴式方向發(fā)展。
　　最后，本文進(jìn)行了八通道微電子肌電橋系統(tǒng)多通道橋接模式