张 希 明 东 李林枫 张雪君

1(天津大学精密仪器与光电子工程学院，天津 300072)

2(天津医科大学医学影像学院，天津 300072)

引言

目前，因疾病、交通事故、地震、战争及意外伤害而造成的下肢截肢、偏瘫和截瘫的患者数目正以成倍的速度增长。神经肌肉电刺激(neuromuscular electrical stimulation，NMES)作为一种安全、有效的治疗方式，能够恢复患者损伤下肢的运动功能，使他们恢复生活自理能力和参加力所能及的活动。NMES是运用电刺激的手段、用精确的刺激顺序和强度激活瘫痪肌群来帮助患者实现自主运动功能的方法[1]，其应用最早出现在20世纪60年代，用于截瘫患者的站立、行走，还有偏瘫患者的肌力恢复，目前正逐渐应用于临床治疗多种神经肌肉疾病。NMES的应用前景广阔，其控制方式是康复工程领域的重要发展方向[2-3]。

限制NMES广泛应用的一个主要因素就是由其诱发的肌疲劳[4]。作为康复训练中不可避免的一种生理现象，肌疲劳会直接影响刺激的康复效果。通过研究如何探测及评价肌疲劳程度，进一步克服肌疲劳带来的负面影响，对于神经肌肉系统认知、残障康复工程和临床理疗评价等方面，均具有重要的方法学意义。

使用者感觉的反馈对NMES系统的有效控制是十分必要的[5]。由于由于表面肌电图(surface electromyography，sEMG)信号是神经肌肉系统活动时生物电活动的总和，因此探讨sEMG信号的变化，也有助于从理论上了解该系统的基本活动规律，为揭示肌肉活动的神经控制机制提供科学依据。

本研究设计了一套NMES诱发下肢运动疲劳的信息检测系统，采集NMES诱发伸膝运动条件下的膝关节角度和疲劳肌电。……