脑卒中后约80%的患者遗留明显的肢体运动障碍,其中,手功能运动障碍的康复对于提高患者独立生活能力具有重要意义。由于手是人类最为复杂的运动器官,所以手功能障碍的康复也极具复杂性与挑战性。相关研究表明,神经肌肉电刺激是治疗脑卒中后肢体运动功能障碍的有效方法。在传统的电刺激康复训练中常采用表面肌电信号作为电刺激闭环控制的生理参数,但肌电信号会受到电刺激的干扰。相比之下,肌音信号具有抗电磁干扰强、易于采集等优点,同时可以反映肌肉的活动水平。基于此,本文设计了一款电刺激诱发肌音信号检测及四通道电刺激系统,该系统可以在电刺激康复训练中实时获取前臂肌音信号并将其用于调整电刺激参数。本文的主要工作内容如下所述。设计了四通道的电刺激器装置与肌音信号采集电路。该装置以STM32F103为主控制器,外围电路包括恒流源电路、H桥电路、升压电路、电流检测电路以及电源模块;肌音信号采集电路包括滤波与阻抗变换电路。测试了电刺激器的性能参数,测试结果显示该刺激器的各项参数具有较好的输出精度;肌音信号采集电路能够在电刺激的同时有效记录肌音信号。基于Android平台设计了用于人机交互的APP。用户可以在手机客户端通过低功耗蓝牙无线设置电刺激参数,包括刺激频率、脉宽、强度、刺激时长、刺激间隔以及刺激通道等,并通过按钮选择记录下位机的肌音信号与电刺激强度,同时管理电刺激的参数使用记录与保存在手机存储器中的肌音信号文件。最后基于本文所设计的硬件与软件平台在6位健康受试者身上开展了电刺激实验。首先通过电刺激诱发手指运动并记录前臂的肌音信号,探究电刺激强度与肌音信号时域特征值RMS的关系。实验结果表明,电刺激强度与其诱发的肌音信号的RMS大小呈正相关,且在受试者的最小、中等以及最大电刺激强度下所对应的肌音信号RMS范围互不重叠。基于此结果,将肌音信号RMS用于电刺激的闭环控制实验,其反馈控制策略为:通过实时监测电刺激所诱发的肌音信号动态调整电刺激强度使肌音信号保持在预设范围内。6位健康受试者的初步实验结果表明,根据肌音信号的RMS改变电刺激强度,使前臂肌肉收缩所产生的肌音信号保持在预设范围内的控制策略是可行的,实现了神经肌肉电刺激下肌肉收缩水平的监测与闭环反馈控制。