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下背痛(Low Back Pain,LBP)是一种肌肉骨骼疾病,其终身流行率达84%。临床上,疼痛和功能障碍是表征LBP患者腰椎功能特性常见的两大指标,常采用量表对其进行评估。但疼痛和功能障碍作为一种主观感受,个体差异性大,且容易受外界环境影响,因此采用量表评估则具有一定的缺陷。目前,临床上缺少一种客观的、定量的评估腰椎功能特性的方法,而表面肌电(Surface Electromyography,SEMG)信号可以对肌肉进行客观定量的评估。因此,为寻找一种客观定量的评估腰椎功能特性的方法,同时为可穿戴式脊柱健康检测系统的研发提供理论基础以及LBP的诊断提供辅助参考依据。本文提取了60名LBP患者腰肌SEMG信号的多个特征值,将肌电特征值与腰椎功能特性的临床评估指标进行精细量化,实现了对腰椎功能特性的定量化研究,具有重要的临床应用价值。首先,说明了LBP患者的选取标准,介绍了常用的腰椎功能特性的临床评估量表,为本文后续的LBP患者腰椎功能特性的临床评估提供理论依据。其次,对SEMG信号的预处理方法进行了研究。基于SEMG信号的产生机理,分析了常用数学模型,介绍了SEMG信号采集系统的组成,描述了SEMG信号采集过程,并通过实验采集了30名健康人以及60名LBP患者腰肌的SEMG信号,然后通过切比雪夫I型滤波器对SEMG信号进行预处理。接着,研究了SEMG信号的特征提取方法。对时域、频域以及时频域的特征提取算法做了介绍,结合实验采集的SEMG信号,提取了均方根、积分肌电值、中值功率频率、中值频率、小波系数a4最大值和小波系数a4能量等肌电特征值。最后,基于肌电特征值对LBP患者的腰椎功能特性进行了研究和分析。首先,说明了本次实验对象的来源与一般资料,利用量表评估了本次实验中LBP患者腰椎功能特性。接着,通过统计学方法分析了LBP患者腰肌SEMG信号的肌电特征值的特点,并对腰椎功能特性的量表评估结果进行精细量化,建立了LBP患者疼痛等级与肌电特征值的一元线性回归模型,探究了LBP患者功能障碍等级与肌电特征值的相关性。同时,基于ROC曲线分析了LBP患者肌电特征值的阈值。本文系统定量的研究了基于SEMG信号评估LBP患者的腰椎功能特性。结果表明,SEMG信号可以作为定量评估LBP患者腰椎功能特性的一种客观方法,其均方根、积分肌电值、中值功率频率、中值频率、小波系数a4最大值和小波系数a4能量等特征值可以作为腰椎功能特性评估的有效指标。