7、前沿科技：肌电控制假肢手臂与并联开关电感DC - DC转换器研究

前沿科技：肌电控制假肢手臂与并联开关电感DC - DC转换器研究

1. 肌电控制假肢手臂研究

截肢，尤其是上肢截肢，在全球几乎各个地区都存在。仅印度就有超过11万名截肢者，他们进行日常活动面临极大困难。肌电假肢旨在利用肌肉产生的神经信号恢复关节中缺失器官的基本功能，但肌电信号的使用复杂，检测后还需强大计算能力将其转换为用户可控信号，且受多种因素限制，特别是每个截肢者肌肉运动不同。

1.1 肌电图（EMG）技术

肌电图是一种测量和计算肌肉纤维产生电活动的医疗技术。其工具是肌电图仪，记录结果为肌电图。它能确定肌肉细胞在电或情绪刺激下产生的电能，帮助医生了解肌肉与大脑通过神经元的通信方式，还可诊断和调节肌肉与神经的神经系统。主要有两种方式：
- 表面肌电图（Surface EMG） ：通过检查皮肤表面的肌肉功能来评估肌肉状况，通常用两个电极或多个电极记录，因为肌电图记录显示的是两个不同电极间的电位差。
- 针电极肌电图（Needle EMG） ：将小针（电极针）插入肌肉表面，电极观察到的电活动以波的形式显示在屏幕上，可测量肌肉在休息、最小收缩和强制收缩期间的电活动和敏感度。

1.2 EMG信号检测

人造手臂的技术与正常人手操作不同，用户对手的控制意图可通过结合机器学习等技术的肌电信号等感官控制物理信号追踪。如今人造手臂包含更多电极，表面电极肌电图假肢手臂控制信号可在肌肉皮肤表面感知，因其结构简单、无需切割皮肤而受欢迎，但输入器官功率低。而肌内肌电图信号可从手部多个位置获取信号，提供多维度控制，但需手术能力使用人造肌电传感器。为便于截肢者使用，采