一種用于假肢手的可穿戴肌電信號(hào)檢測(cè)裝置設(shè)計(jì).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(guó)這樣一個(gè)總?cè)丝谂攀澜珙^名的國(guó)家，上肢殘障人士的絕對(duì)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(huì)責(zé)任。
　　本論文立足于實(shí)驗(yàn)室自行研究的表面肌電識(shí)別算法，面向肌電假肢手，獨(dú)立開發(fā)了一套可穿戴的表面肌電采集裝置。主要進(jìn)行了如下工作：
　　對(duì)表面

2、肌電信號(hào)的產(chǎn)生機(jī)理從生理學(xué)和解剖學(xué)的角度進(jìn)行了分析。以及對(duì)使用多通道生理信號(hào)記錄儀采集到的較為標(biāo)準(zhǔn)的表面肌電信號(hào)進(jìn)行了幅值、頻率特征分析，為肌電檢測(cè)電路設(shè)計(jì)確定了主要技術(shù)指標(biāo)。
　　從無源電極傳感器入手，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)干濕兩種電極，分別檢測(cè)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(jì)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)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(shí)間較長(zhǎng)，電阻值較大，兩者均表現(xiàn)為容性耦合。
　　圍繞有源肌電檢測(cè)電極電路，設(shè)計(jì)了一種含有工頻陷波器的有源電極電路，該電路實(shí)現(xiàn)了對(duì)表面肌電信號(hào)的放大、信號(hào)調(diào)理功能。測(cè)試了該電路的幅頻特性、共模抑制比和輸入電阻特性并實(shí)際采集表面肌電信號(hào)。設(shè)計(jì)與對(duì)照組表面肌電信號(hào)的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，選取時(shí)域和頻域特征值，對(duì)電路方案做出功能性評(píng)估，認(rèn)

4、為這一電路方案能夠較為有效地檢測(cè)到表面肌電信號(hào)，時(shí)域特征值指標(biāo)與對(duì)照組信號(hào)的變化趨勢(shì)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(diǎn)。
　　針對(duì)缺點(diǎn)設(shè)計(jì)了一種基于減法器的基線消除電路，用于抑制基線漂移。測(cè)量了其幅頻特性、共模抑制比和輸入電阻特性。設(shè)計(jì)功能性實(shí)驗(yàn)證明了在實(shí)際表面肌電采集過程中，這種電路方案能夠較長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定的采集不同力量水平下的表面肌電信號(hào)，可以用于為肌電假肢手提供控制源信號(hào)。最后，實(shí)現(xiàn)了穿戴式肌電信號(hào)采集裝置的