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脑卒中和脊髓损伤等原因造成的肢体瘫痪是影响人体健康的重大残障疾病,研究肢体瘫痪的康复和治疗方法有着重要的意义。本课题组提出了基于功能性电刺激（Functional electrieal stimulation,FES）的“微电子肌电桥”（Electromyographic Bridge,EMGB）方法用于瘫痪肢体的运动功能重建。该方法的原理是首先采集健康肢体的体表肌电信号（surface ElectroMyoGraphy,sEMG）,然后对sEMG信号进行识别处理,最后生成FES脉冲刺激瘫痪肢体产生动作,从而实现瘫痪肢体的运动功能重建。随着技术的进步,可穿戴医疗设备越来越多的走进社区和家庭,为医生和病人带来了诸多的便利。本论文的目的是在课题组前期研究基础上,设计出适用于上肢瘫痪康复的可穿戴“肌电桥”系统,以期“肌电桥”能够走向社区或家庭。可穿戴“肌电桥”系统有低功耗、小体积、方便使用和四种自由度的要求。本论文的研究内容主要包括:1.可穿戴“肌电桥”系统整体方案的设计:可穿戴肌电桥的设计由3部分组成。第1部分是探测8通道sEMG的可穿戴臂环。第2部分是基于sEMG的动作实时识别模块。第3部分是可穿戴4通道FES刺激器。刺激器根据刺激参数将电刺激施加到瘫痪肢体上,使瘫痪肢体进行抓握、腕伸、腕屈和五指伸四种动作。2.可穿戴sEMG探测臂环的设计:首先设计应用于可穿戴场景下功耗低、体积小的sEMG传感器。然后使用8通道的sEMG传感器配合专门设计的腕带、排线和外壳来组装制作sEMG探测臂环。3.sEMG实时动作识别模块的设计:先使用8通道sEMG的5种时域特征和线性分类器来进行4种动作的实时识别。然后采用课题组周宇轩博士提出的基于时域特征的频率和脉宽双重调控算法来生成相应的FES刺激参数。4.可穿戴4通道FES刺激器的设计:先设计BLE模块电路来传输识别结果与刺激参数。然后基于课题组王海鹏博士提出的互补型电流源和时分复用方法的刺激电路[49]来设计可穿戴4通道FES刺激器。刺激器根据刺激参数在对应刺激通道上生成FES电脉冲波形。5.可穿戴“肌电桥”系统联调与健康志愿者实验验证:首先将系统的探测、识别和刺激3个部分进行联合调试。然后设计初步的健康志愿者实验来验证可穿戴“肌电桥”系统的效果。实验结果表明,可穿戴“肌电桥”系统可以实现瘫痪肢体（健康志愿者模拟）在健康肢体的控制下完成抓握、腕屈、腕伸和五指伸四种康复训练动作。