下肢表面肌电信号采集与处理系统设计与实现的开题报告.docx

下肢表面肌电信号采集与处理系统设计与实现的开题报告

一、研究背景与意义

随着现代医疗技术的发展，人们对于肌肉生理学的认识越来越深刻，表面肌电信号(surfaceelectromyography,sEMG)作为一种非侵入性的肌肉生理信号，受到了越来越广泛的关注。sEMG可以用于肌肉疾病的诊断、康复训练、肌肉控制机制研究等方面。特别是在运动控制领域，基于sEMG的肌肉活动信号能够实时、非侵入性地反映肌肉的收缩情况和运动控制的策略，被广泛应用于运动训练的监控和指导。

然而，sEMG信号的采集和处理具有一定的难度和复杂性。目前市面上常见的sEMG信号采集设备主要是传统的导线式肌电仪器，其在实际操作中存在一些不足，例如搭建、操作、使用等方面的限制。而基于模拟电路和数字信号处理技术的sEMG信号采集设备、算法及应用，是当前研究的热点和难点之一。

因此，设计一种基于模拟电路和数字信号处理技术的下肢表面肌电信号采集与处理系统，能够解决目前sEMG信号采集设备的不足，且具有操作简便、无线传输、高精度和良好的实时性等优点，将对于促进运动科学和肌肉生理学的研究和发展具有重要的意义和价值。

二、研究内容和目标

本研究计划设计和实现一种基于模拟电路和数字信号处理技术的下肢表面肌电信号采集与处理系统。主要研究内容和目标如下：

1.开发一种低成本、高精度、实时性良好的sEMG信号采集系统，包括sEMG采集电路、AD转换电路、滤波电路、放大电路等。

2.设计一种无线传输的下肢表面肌电信号采集与处理系统，采用BLE5.0蓝牙通信协议，可以方便的将采集到的sEMG信号传输到移动终端或其他设备。

3.建立基于sEMG信号的肌肉运动控制模型，并采用MATLAB等软件进行建模和开发。通过建立肌肉运动控制模型，对不同的肌肉活动动作进行在线实时监测和控制。

三、研究方法和步骤

1.文献调研与技术分析。对sEMG信号采集设备的现状进行全面深入的调研，分析其优缺点和存在的问题，为后续设计提供指导。

2.硬件设计与实现。根据需求，设计并实现符合要求的sEMG信号采集系统，具体包括电路板设计、电路组装和测试等。

3.软件开发与实现。利用MATLAB等软件平台进行sEMG信号分析、滤波、特征提取等数据处理工作，并建立肌肉运动控制模型进行实验。

4.实验验证与分析。通过实验和数据分析，评估所设计和实现的下肢表面肌电信号采集与处理系统的性能和实用性，为后续进一步的研究提供支撑和依据。

四、预期结果和展望

本研究预期可以成功设计和实现一种基于模拟电路和数字信号处理技术的下肢表面肌电信号采集与处理系统。该系统具有高精度、低成本、无线传输和实时性良好等优点，可以应用于运动控制、康复训练等领域。本研究还将建立肌肉运动控制模型，探究肌肉控制的机制和方法，为运动控制和康复训练提供指导和帮助。

未来，本研究还可以进一步完善下肢表面肌电信号采集与处理系统，增加其功能和应用领域，极大地推动肌肉生理学和运动科学的研究和应用。