基于表面肌电信号的磨牙症辅助诊断技术研究

摘要

近年来，随着人们生活节奏的加快及工作压力的增加，磨牙症（Bruxism）的发病率也逐年上升。临床医学中，咀嚼肌表面肌电信号（Surface Electromyography，sEMG）被认为是反映磨牙症最有效的信号，这为磨牙症治疗方法的探索提供了新的科学途径。
　　本文在充分了解磨牙症监测与诊断现状的基础上，基于便携式医疗设备（Portable medical equipment）的理念，设计了一套基于sEMG的磨牙症监测与辅助诊断系统。该系统不仅避免了多导睡眠记录仪体积大、导联线较多对患者睡眠的影响，还可动态、实时监测患者睡眠时的咀嚼肌活动状态，存储采集到的信号经数据处理后方便医生对患者的病情进行分析。论文的主要工作包括：（1）根据本文研究的sEMG信号的特点，选择Ag/Agcl电极作为采集电极，设计了对模拟信号进行预处理的调理电路，测试表明该电路的稳定度好且准确度高，可有效地获取人体皮肤表面肌电信号。（2）根据系统对数据采集、处理、显示、传输的要求，选择STM32F103RCT6作为微控制芯片，设计并实现了集上述功能为一体的采集系统，实现了表面肌电信号实时同步监测、数据处理、动作识别、波形显示、数据存储及无线通讯。（3）开发了基于 Android系统的手机软件，实现了来自Hc-05蓝牙模块数据的接收、显示以及保存功能，设置了报警提示，无线传输实验验证了设计的手机软件实现数据传输的准确性。（4）提出了基于sEMG的磨牙症识别算法，能够准确识别咀嚼肌活动段的磨牙信号。最后，设计并完成了人体磨牙模拟实验，对所开发的基于s EMG磨牙症辅助诊断系统的可行性进行了验证和修正。
　　本课题不仅在磨牙症的监测和诊断方面具有独特的应用价值，而且在探索磨牙症病因以及有效治疗办法方面有着重要的作用。通过以后的逐步完善有望应用于临床，此外，该项技术也可以为非医学领域的s EMG监测提供一种新途径。

目录

声明

注释表

第一章 绪论

1. 1研究背景及意义

1. 2国内外研究现状

1. 3研究内容及章节安排

1. 4本章小结

第二章 sEMG机理及其分析方法

2. 1表面肌电信号的产生

2. 2表面肌电信号数学模型

2. 3表面肌电信号的测量原理及特征分析方法

2. 4表面肌电信号特性

2. 5本章小结

第三章 sEMG监测系统的硬件设计

3. 1硬件整体设计

3. 2信号调理电路设计

3. 3 微控制器系统设计

3. 4电磁兼容及低功耗设计

3. 5本章小结

第四章 sEMG监测系统的软件设计

4. 1软件整体设计

4.2磨牙症sEMG监测系统嵌入式软件设计

4. 3下位机蓝牙通讯程序设计

4.4基于Android系统的APP软件设计

4. 5本章小结

第五章 系统调试与实验分析

5. 1测试模块介绍

5. 2电路性能测试及功能验证

5. 3本章小结

第六章 总结与展望

6. 1工作总结

6. 2展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文