12、多阵列电极表面肌电信号运动估计与低功耗无线发射技术

多阵列电极表面肌电信号运动估计与低功耗无线发射技术

在生物医学工程领域，多阵列电极表面肌电信号运动估计以及低功耗无线发射技术是两个重要的研究方向。前者在假肢控制和康复领域有着广泛应用，后者则为生物医学设备的数据传输提供了低功耗、高速率的解决方案。下面将详细介绍这两项技术的原理、应用及相关实现方法。

多阵列电极表面肌电信号运动估计

在假肢控制和康复领域，多阵列电极表面肌电信号运动估计技术发挥着重要作用。

假肢手控制应用

在商业多自由度假肢手中，手指开合和手腕旋转主要由 2 通道肌电图（EMG）控制。然而，2 通道 EMG 难以同时控制这两个自由度，用户需要在手指开合和手腕旋转模式之间切换，每次只能执行一种运动。这种方法虽然有助于稳定控制多自由度，但由于不能同时控制多个自由度，用户需要学习如何操作假肢手。

通过使用多阵列电极测量多块肌肉深层和浅层的肌肉活动，并通过肌肉协同作用在保持人体界面输入信息的同时减少自由度，可以实现同时控制每个关节的运动。在日常活动中使用多自由度假肢手时，无需训练。健全人可以像握住棍子一样固定手部，在等长收缩状态下控制假肢手。假肢手能够控制三个自由度：手指开合、手腕伸展和弯曲以及内外旋转。

康复应用

在康复等领域，比较患者和健康人的肌肉活动情况很有意义。通常会观察到，即使尝试相同的运动，患者的运动时间更长，肌肉活动也比健康人更活跃。然而，当计算肌肉协同作用时，肌肉协同模式会显示出一些相似性。通过比较肌肉活动协同模式的差异，而不是检查每个肌肉活动的差异程度，可以提取出更多功能性差异。

此外，通过研究技能训练中熟练者的肌肉活动模式，可以更容易地定量评估哪些肌