葛志鹏，张元良

(大连理工大学 机械工程学院，辽宁 大连 116024)

0 引言

近年来，由于中老年人脑血管疾病高发，运动功能障碍作为一种普发的后遗症，成为患者家庭和社会的沉重负担。因此医学界对运动功能的康复治疗研究从未间断[1,2]。神经肌肉电刺激技术是一种被广泛应用的辅助治疗法，通过低频电流脉冲刺激失能的肌肉收缩，诱导其运动神经恢复再生。

表面肌电信号是表面肌纤维产生的所有动作电位在时间和空间上的累加，反映了运动过程中神经肌肉活动的生物学信息，其采集具备无痛、无创、便携等优点，被应用于肌肉机能状态检测、脉冲电刺激反馈治疗、假肢控制等领域。

表面肌电信号幅值在100 μV～5 000 μV之间，峰峰值一般不超过6 mV，频率主要分布在20 Hz～500 Hz，信号强度与肌肉力量呈正相关，其采集电路应具备高电压增益、高通频带宽、高输入阻抗、高共模抑制比、低噪声以及低漂移等特点。

现有的电刺激设备存在刺激治疗模式单一、体积大、使用场合受限等不足[3]。针对这些问题，本文提出一种新型便携式生物反馈电刺激系统方案[4]，实现肌电信号的有效采集和精准刺激，通过屏显和语音对刺激效果实时监控，及时调整刺激策略，以避免刺激引发的肌肉痉挛或过度刺激造成的治疗失败。

1 生物反馈电刺激系统总体设计

生物反馈电刺激系统总体结构框架如图1所示。肌电信号经信号采集与处理电路后送给主控单元进行数据处理和显示；主控单元控制刺激脉冲输出作用于患者。……