本發(fā)明涉及運(yùn)動機(jī)能監(jiān)測設(shè)備的信號處理技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種運(yùn)動機(jī)能恢復(fù)檢測儀。

背景技術(shù)：

現(xiàn)代康復(fù)科學(xué)認(rèn)為，人體受傷后的運(yùn)動機(jī)能能夠通過適當(dāng)?shù)倪\(yùn)動和鍛煉得到康復(fù)，例如，借助于健身器。然而，傳統(tǒng)的健身器通常功能簡單、價(jià)格昂貴，主要用于健康人的體能強(qiáng)化訓(xùn)練或健身訓(xùn)練。不適合用作中風(fēng)或偏癱患者康復(fù)的機(jī)能訓(xùn)練?，F(xiàn)有技術(shù)中，中風(fēng)或偏癱患者康復(fù)的機(jī)能訓(xùn)練通常由專業(yè)理療師完成，其治療費(fèi)用高、療程長，通常需要使用者到醫(yī)院接受訓(xùn)練，從而帶來很多不便。對健康者而言，通常的健身費(fèi)用很高，且受場地、人員、費(fèi)用等諸多方面的限制。

康復(fù)機(jī)器人技術(shù)在歐美等國家已經(jīng)得到了科研工作者和醫(yī)療機(jī)構(gòu)的普遍重視，比較典型的是1991年MIT設(shè)計(jì)完成了第一臺上肢運(yùn)動機(jī)能恢復(fù)機(jī)器人系統(tǒng)MIT-MANUS，該設(shè)備采用五連桿機(jī)構(gòu)，末端阻抗較小，利用阻抗控制實(shí)現(xiàn)訓(xùn)練的安全性、穩(wěn)定性和平順性，它有2個(gè)自由度，幫助中風(fēng)患者的肩、肘運(yùn)動。另一個(gè)上肢運(yùn)動機(jī)能恢復(fù)機(jī)器人系統(tǒng)是MIME，該設(shè)備由斯坦福大學(xué)研究人員設(shè)計(jì)，使用工業(yè)機(jī)器人PUMA-560對患者患肢進(jìn)行操縱，既可以提供平面運(yùn)動訓(xùn)練，也可以作三維運(yùn)動訓(xùn)練。患者前臂以夾板夾持，夾板上裝有六軸力傳感器、氣動過載斷開傳感器和快速連接/斷開機(jī)構(gòu)。在我國，清華大學(xué)等高校也在進(jìn)行積極研究。

目前，運(yùn)動機(jī)能恢復(fù)用途的機(jī)器人逐漸形成了遠(yuǎn)程監(jiān)督和指導(dǎo)的機(jī)制，即，通常以電極激勵后反饋獲得的肌音信號和/或肌電信號為目標(biāo)，發(fā)送到遠(yuǎn)端指導(dǎo)者所在的監(jiān)控端進(jìn)行監(jiān)控和指導(dǎo)。然而，反饋得到的信號中，難免混雜有人體正常的生理機(jī)能、代謝機(jī)能等產(chǎn)生的噪聲，并且，當(dāng)刺激作用肌肉和誘發(fā)肌電同時(shí)發(fā)生并且刺激電極和記錄電極的位置相近時(shí)，肌電信號混有激勵信號的干擾，會影響到信號的采集精度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了在運(yùn)動機(jī)能恢復(fù)過程中從康復(fù)機(jī)器人獲得準(zhǔn)確表示運(yùn)動機(jī)能恢復(fù)狀態(tài)的信號，本發(fā)明提供了一種運(yùn)動機(jī)能恢復(fù)檢測儀，包括：控制單元、運(yùn)動機(jī)能訓(xùn)練和檢測單元，以及信號存儲與處理單元，其中所述控制單元控制所述運(yùn)動機(jī)能訓(xùn)練和檢測單元輔助人體進(jìn)行機(jī)能訓(xùn)練并進(jìn)行運(yùn)動機(jī)能恢復(fù)信號的檢測，所述信號存儲與處理單元用于存儲被轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號格式的所述運(yùn)動機(jī)能訓(xùn)練和檢測單元輸出的人體運(yùn)動機(jī)能恢復(fù)信號以供分析和參考。

進(jìn)一步地，所述運(yùn)動機(jī)能訓(xùn)練和檢測單元包括：用于進(jìn)行運(yùn)動機(jī)能恢復(fù)和鍛煉的運(yùn)動機(jī)能訓(xùn)練設(shè)備以及用于在該恢復(fù)和鍛煉過程中檢測運(yùn)動機(jī)能恢復(fù)信號的運(yùn)動機(jī)能訓(xùn)練檢測設(shè)備，所述運(yùn)動機(jī)能訓(xùn)練設(shè)備包括通過激勵電極向被激勵部位發(fā)射電極激勵信號的電極激勵信號產(chǎn)生單元以及采集作為該電極激勵信號的響應(yīng)的肌電響應(yīng)信號采集單元，所述運(yùn)動機(jī)能訓(xùn)練檢測設(shè)備包括：激勵殘余去除信號單元、信號檢測模式匹配單元、放大通道開關(guān)陣列、第一濾波單元和第二濾波單元，其中所述激勵殘余去除信號單元、所述信號檢測模式匹配單元、所述放大通道開關(guān)陣列、所述第一濾波單元和所述第二濾波單元順次串聯(lián)。

進(jìn)一步地，所述激勵殘余去除信號單元用于消除肌電信號采集單元內(nèi)的激勵信號干擾分量，包括：電極激勵信號特征頻譜產(chǎn)生單元、肌電信號頻譜生成單元、延時(shí)確定單元、延時(shí)單元、求差電路，其中所述電極激勵信號特征頻譜產(chǎn)生單元產(chǎn)生在所述電極激勵信號產(chǎn)生單元產(chǎn)生的電極激勵信號的基礎(chǔ)上被附加有特定激勵信號特征的預(yù)定信號頻譜，該信號頻譜被輸入到所述延時(shí)確定單元，所述延時(shí)確定單元用于根據(jù)所述預(yù)定信號頻譜的周期性特征確定其與所述電極激勵信號產(chǎn)生單元產(chǎn)生的電極激勵信號的頻譜之間的相位差，并根據(jù)該相位差確定所述電極激勵信號產(chǎn)生單元向被激勵部位產(chǎn)生電極激勵信號后與所述肌電信號采集單元采集到響應(yīng)信號之間的時(shí)間差，所述延時(shí)單元根據(jù)該時(shí)間差對所述電極激勵信號產(chǎn)生單元產(chǎn)生的電極激勵信號進(jìn)行延時(shí)，延時(shí)后得到的信號被與所述肌電信號采集單元采集到的肌電響應(yīng)信號共同輸入到所述求差電路，從而將所述電極激勵信號在所述肌電響應(yīng)信號中的殘余從所述肌電響應(yīng)信號中去除。

進(jìn)一步地，所述預(yù)定信號頻譜為具有2秒的方波信號的頻譜。

進(jìn)一步地，所述信號檢測模式匹配單元包括：模式存儲器、頻譜分析單元和數(shù)據(jù)處理器，所述模式存儲器存儲有與運(yùn)動機(jī)能恢復(fù)信號的多種模式一一對應(yīng)的電極激勵信號的頻譜的第一特征值，所述頻譜分析單元用于將所述電極激勵信號產(chǎn)生單元產(chǎn)生的電極激勵信號變換為頻譜并確定該頻譜的第二特征值，所述第二特征值與所述第一特征值類型相同，所述數(shù)據(jù)處理器在所述模式存儲器中查找所述第二特征值，并確定與之匹配的第一特征值對應(yīng)的模式。

進(jìn)一步地，所述第一特征值和所述第二特征值均為譜密度。

進(jìn)一步地，所述放大通道開關(guān)陣列包括多個(gè)可控開關(guān)和與之串聯(lián)的放大器構(gòu)成的開關(guān)陣列以及通道狀態(tài)存儲器，所述開關(guān)陣列內(nèi)的各個(gè)放大器的輸入端與向被激勵部位發(fā)射電極激勵信號的各個(gè)激勵電極一一對應(yīng)地串接，所述通道狀態(tài)存儲器用于存儲與所述多種模式一一對應(yīng)的各個(gè)激勵電極在該各個(gè)模式下的最佳開關(guān)狀態(tài)，所述開關(guān)陣列根據(jù)所述信號檢測模式匹配單元確定的模式從所述通道狀態(tài)存儲器中查找與該模式對應(yīng)的各個(gè)激勵電極在該模式下的最佳開關(guān)狀態(tài)，并控制所述開關(guān)陣列內(nèi)的各個(gè)可控開關(guān)的開關(guān)狀態(tài)。

進(jìn)一步地，所述最佳開關(guān)狀態(tài)根據(jù)各種運(yùn)動機(jī)能恢復(fù)模式之一下，對斷開和/或閉合各個(gè)可控開關(guān)后獲得的肌電響應(yīng)信號的信噪比之間的關(guān)系確定。

進(jìn)一步地，所述第一濾波單元為帶通濾波器，其下截止頻率和上截止頻率分別為5Hz和1800Hz。

進(jìn)一步地，所述第二濾波單元包括：6.84kΩ電阻、19.73kΩ電阻、9.75kΩ電阻、14.3kΩ電阻、5.13kΩ電阻、10.94kΩ電阻、1.73kΩ電阻、3.91kΩ電阻、2.8kΩ電阻、5kΩ電阻、2kΩ電阻、第一1kΩ電阻、第一2.5kΩ電阻、第一2.2kΩ電阻、第二2.2kΩ電阻、第二1kΩ電阻、9.31kΩ電阻、2.32kΩ電阻、4.2kΩ電阻、4.8kΩ電阻、第二2.5kΩ電阻、0.27uF電容、0.22uF電容、第一0.31uF電容、0.33uF電容、0.38uF電容、0.82uF電容、6.8uF電容、0.57uF電容、第二0.31uF電容、0.12uF電容、2uF電容、第一0.8uF電容、第二0.8uF電容、第一0.35uF電容、第二0.35uF電容、第三0.31uF電容、0.47uF電容、第一運(yùn)算放大器、第二運(yùn)算放大器、第三運(yùn)算放大器、第四運(yùn)算放大器、第五運(yùn)算放大器、第六運(yùn)算放大器、第七運(yùn)算放大器、第一齊納二極管、第二齊納二極管、第三齊納二極管、第四齊納二極管、第五齊納二極管、第六齊納二極管、第七齊納二極管、第一求差電路，以及第二求差電路，其中，所述6.84kΩ電阻的第一端分別連接輸入信號端以及2.8kΩ電阻的第一端，所述6.84kΩ電阻的第二端連接所述19.73kΩ電阻的第一端，所述19.73kΩ電阻的第二端分別連接所述第一運(yùn)算放大器的正輸入端和所述0.22uF電容的第一端，所述0.22uF電容的第二端接地，所述19.73kΩ電阻的第一端還連接所述0.27uF電容的第一端，所述0.27uF電容的第二端連接所述第一運(yùn)算放大器的輸出端、2uF電容的第一端、所述9.75kΩ電阻的第一端以及第一運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端，所述9.75kΩ電阻的第二端與所述14.3kΩ電阻的第一端串聯(lián)，所述14.3kΩ電阻的第二端分別連接所述第二運(yùn)算放大器的正輸入端和所述第一0.31uF電容的第一端，所述第一0.31uF電容的第二端接地，所述14.33kΩ電阻的第一端還連接所述0.33uF電容的第一端，所述0.33uF電容的第二端連接所述第二運(yùn)算放大器的輸出端、2uF電容的第一端、所述5.13kΩ電阻的第一端以及第二運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端，所述2.8kΩ電阻的第二端分別連接所述第二0.31uF電容的第一端、所述0.12uF電容的第一端和所述4.2kΩ電阻的第一端，所述4.2kΩ電阻的第二端接地，所述0.12uF電容的第二端分別連接所述第三運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端和所述4.8kΩ電阻的第一端，所述第二0.31uF電容的第二端分別連接所述4.8kΩ電阻的第二端和所述第三運(yùn)算放大器的輸出端以及第一齊納二極管的正極，所述第一齊納二極管的負(fù)極連接所述第二求差電路的正輸入端，所述第二求差電路的輸出端連接所述第一1kΩ電阻的第二端和所述第二0.8uF電容的第一端，所述第三運(yùn)算放大器的正輸入端連接直流電壓，所述2uF電容的第二端分別連接所述第四運(yùn)算放大器的正輸入端、輸出端、第一1kΩ電阻的第一端以及5kΩ電阻的第一端，所述5kΩ電阻的第二端連接所述第四運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端，所述第四運(yùn)算放大器的輸出端還連接第二齊納二極管的正極，所述第二齊納二極管的負(fù)極分別連接所述5.13kΩ電阻的第一端和所述2kΩ電阻的第一端，所述第三運(yùn)算放大器的輸出端還分別連接所述第三齊納二極管的負(fù)極、第一0.8uF電容的第一端以及所述第一2.5kΩ電阻的第一端，所述第三齊納二極管的正極分別連接所述第一齊納二極管的正極、第二0.8uF電容的第一端、第四齊納二極管的正極、第一1kΩ電阻的第二端、第二1kΩ電阻的第一端、第二2.2kΩ電阻的第一端，所述第一2.5kΩ電阻的第二端分別連接所述2kΩ電阻的第二端和所述5.13kΩ電阻的第二端以及第五齊納二極管的負(fù)極和所述第一2.2kΩ電阻的第一端，所述第四齊納二極管的正極、第一0.8uF電容的第二端、第二0.8uF電容的第二端、所述第二1kΩ電阻的第二端、所述第一0.35uF電容的第二端、所述第二0.35uF電容的第二端、第六齊納二極管的負(fù)極均接地，所述第二2.2kΩ電阻的第二端分別連接所述第二0.35uF電容的第一端、第六齊納二極管的正極、第七齊納二極管的正極，所述第一2.2kΩ電阻的第二端分別連接所述第一0.35uF電容的第一端、第七齊納二極管的負(fù)極以及9.31kΩ電阻的第一端，所述5.13kΩ電阻的第二端分別連接第五齊納二極管的負(fù)極、所述10.94kΩ電阻的第一端以及所述0.82uF電容的第一端，所述10.94kΩ電阻的第二端分別連接第五運(yùn)算放大器的正輸入端、0.38uF電容的第一端，所述0.38uF電容的第二端接地，所述0.82uF電容的第二端分別連接所述第五運(yùn)算放大器的輸出端、所述1.73kΩ電阻的第一端、所述第五運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端以及所述第五齊納二極管的正極，所述1.73kΩ電阻的第二端分別連接所述3.91kΩ電阻的第一端以及所述6.8uF電容的第一端，所述3.91kΩ電阻的第二端分別連接第六運(yùn)算放大器的正輸入端和0.57uF電容的第一端，所述0.57uF電容的第二端接地，所述6.8uF電容的第二端分別連接所述第六運(yùn)算放大器的輸出端、所述第一求差電路的負(fù)輸入端以及所述第六運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端，所述9.31kΩ電阻的第二端分別連接所述0.47uF電容的第一端、所述第三0.31uF電容的第一端以及2.32kΩ電阻的第一端，所述2.32kΩ電阻的第二端接地，所述第三0.31uF電容的第二端分別連接所述第七運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端、所述第二2.5kΩ電阻的第一端，所述第二2.5kΩ電阻的第二端分別連接所述0.47uF電容的第二端、第七運(yùn)算放大器的輸出端，所述第七運(yùn)算放大器的正輸入端連接直流電壓，所述第七運(yùn)算放大器的輸出端還連接所述第一求差電路的正輸入端，所述第一求差電路的輸出端連接所述第二求差電路的負(fù)輸入端，所述第一求差電路的輸出端連接輸出信號端。

本發(fā)明的有益效果是：

(1)本發(fā)明能夠避免出現(xiàn)激勵信號對肌電信號的混疊和干擾，極大地提高了現(xiàn)有運(yùn)動機(jī)能恢復(fù)情況主要依靠人工判斷的缺陷，克服了現(xiàn)有的檢測設(shè)備對干擾和混疊的處理無法滿足要求的弊端；

(2)本發(fā)明從頻率域的角度甄別激勵信號與肌電信號之間的頻譜關(guān)系，進(jìn)而得到肌電信號與激勵信號之間的延時(shí)信息，為提高肌電信號的純凈度奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，相對于直接從現(xiàn)有技術(shù)中的時(shí)間域處理方式具有更強(qiáng)的抗噪效果和甄別性能；

(3)通過模式選取和基于統(tǒng)計(jì)學(xué)的大數(shù)據(jù)量訓(xùn)練，本發(fā)明能夠智能化地控制激勵電極的通道是打開還是閉合，從而盡可能地在相應(yīng)的運(yùn)動機(jī)能恢復(fù)過程中去除噪音，提高總體的輸出信號信噪比；

(4)采用譜密度作為頻譜甄別，有利于節(jié)省運(yùn)算量，降低功耗；

(5)通過帶通濾波器，能夠初步地進(jìn)行肌電信號篩選，為后續(xù)精細(xì)濾波奠定了基礎(chǔ)；

(6)本發(fā)明提供了一種經(jīng)過特別設(shè)計(jì)的濾波電路單元，其結(jié)合低階有源濾波器和低階無源濾波器并根據(jù)濾波器結(jié)構(gòu)的新穎設(shè)計(jì)，不僅降低了負(fù)載效應(yīng)而且適用于包括對心率信號、運(yùn)動信號、肌電信號等可能具有較高頻率或較低頻率且頻率變化不規(guī)律的信號在內(nèi)的寬可變信號濾波范圍；相比于現(xiàn)有技術(shù)中常見的0-10kHz頻率的寬頻范圍濾波處理能力且無法保證寬適用范圍下的線性度的弊端，經(jīng)測試，該濾波電路在保證70Hz低頻截止頻率的前提下，具有10-25kHz的寬頻濾波范圍，衰減小于1.9dB，三階截獲點(diǎn)達(dá)到30dBm，具有優(yōu)良的輸出線性度和頻率輸出穩(wěn)定度，相對于國外專門制造商的芯片極大地降低了成本，有利于可穿戴設(shè)備在我國的長足發(fā)展和推廣普及。

(7)本發(fā)明將智能化通道控制和精心設(shè)計(jì)的濾波單元組成的濾波電路相結(jié)合，適合于多種康復(fù)模式的不同精度要求，在訓(xùn)練數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，更具有良好的可擴(kuò)充性。

附圖說明

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的運(yùn)動機(jī)能恢復(fù)檢測儀的組成框圖。

圖2示出了第二濾波單元的電路圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，本發(fā)明提供了一種運(yùn)動機(jī)能恢復(fù)檢測儀，包括：控制單元、運(yùn)動機(jī)能訓(xùn)練和檢測單元，以及信號存儲與處理單元，其中所述控制單元控制所述運(yùn)動機(jī)能訓(xùn)練和檢測單元輔助人體進(jìn)行機(jī)能訓(xùn)練并進(jìn)行運(yùn)動機(jī)能恢復(fù)信號的檢測，所述信號存儲與處理單元用于存儲被轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號格式的所述運(yùn)動機(jī)能訓(xùn)練和檢測單元輸出的人體運(yùn)動機(jī)能恢復(fù)信號以供分析和參考。

所述控制單元基于ARM或DSP等具有處理能力的處理器實(shí)現(xiàn)，所述信號存儲與處理單元包括將運(yùn)動機(jī)能恢復(fù)信號傳輸?shù)接?jì)算機(jī)的通信模塊以及對該信號進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)換的模數(shù)處理模塊和存儲器。所述模數(shù)處理模塊可以選用現(xiàn)有技術(shù)中的AD芯片及其周邊電路的典型應(yīng)用實(shí)現(xiàn)，所述存儲器優(yōu)選采用Flash存儲器陣列。

所述運(yùn)動機(jī)能訓(xùn)練和檢測單元包括：用于進(jìn)行運(yùn)動機(jī)能恢復(fù)和鍛煉的運(yùn)動機(jī)能訓(xùn)練設(shè)備以及用于在該恢復(fù)和鍛煉過程中檢測運(yùn)動機(jī)能恢復(fù)信號的運(yùn)動機(jī)能訓(xùn)練檢測設(shè)備，所述運(yùn)動機(jī)能訓(xùn)練設(shè)備包括通過激勵電極向被激勵部位發(fā)射電極激勵信號的電極激勵信號產(chǎn)生單元以及采集作為該電極激勵信號的響應(yīng)的肌電響應(yīng)信號采集單元，所述運(yùn)動機(jī)能訓(xùn)練檢測設(shè)備包括：激勵殘余去除信號單元、信號檢測模式匹配單元、放大通道開關(guān)陣列、第一濾波單元和第二濾波單元，其中所述激勵殘余去除信號單元、所述信號檢測模式匹配單元、所述放大通道開關(guān)陣列、所述第一濾波單元和所述第二濾波單元順次串聯(lián)。

優(yōu)選地，所述激勵殘余去除信號單元用于消除肌電信號采集單元內(nèi)的激勵信號干擾分量，包括：電極激勵信號特征頻譜產(chǎn)生單元、肌電信號頻譜生成單元、延時(shí)確定單元、延時(shí)單元、求差電路，其中所述電極激勵信號特征頻譜產(chǎn)生單元產(chǎn)生在所述電極激勵信號產(chǎn)生單元產(chǎn)生的電極激勵信號的基礎(chǔ)上被附加有特定激勵信號特征的預(yù)定信號頻譜，該信號頻譜被輸入到所述延時(shí)確定單元，所述延時(shí)確定單元用于根據(jù)所述預(yù)定信號頻譜(該預(yù)定信號為方波時(shí)，其頻譜具有周期性)的周期性特征確定其與所述電極激勵信號產(chǎn)生單元產(chǎn)生的電極激勵信號的頻譜之間的相位差，并根據(jù)該相位差確定所述電極激勵信號產(chǎn)生單元向被激勵部位產(chǎn)生電極激勵信號后與所述肌電信號采集單元采集到響應(yīng)信號之間的時(shí)間差(因肌電信號采集單元采集到的響應(yīng)信號中混雜有在幅度上被衰減但頻譜特征不會改變的電極激勵信號)，所述延時(shí)單元根據(jù)該時(shí)間差對所述電極激勵信號產(chǎn)生單元產(chǎn)生的電極激勵信號進(jìn)行延時(shí)，延時(shí)后得到的信號被與所述肌電信號采集單元采集到的肌電響應(yīng)信號共同輸入到所述求差電路，從而將所述電極激勵信號在所述肌電響應(yīng)信號中的殘余從所述肌電響應(yīng)信號中去除。

優(yōu)選地，所述預(yù)定信號頻譜為具有2秒的方波信號的頻譜。

優(yōu)選地，所述信號檢測模式匹配單元包括：模式存儲器、頻譜分析單元和數(shù)據(jù)處理器，所述模式存儲器存儲有與運(yùn)動機(jī)能恢復(fù)信號的多種模式一一對應(yīng)的電極激勵信號的頻譜的第一特征值，所述頻譜分析單元用于將所述電極激勵信號產(chǎn)生單元產(chǎn)生的電極激勵信號變換為頻譜并確定該頻譜的第二特征值，所述第二特征值與所述第一特征值類型相同，所述數(shù)據(jù)處理器在所述模式存儲器中查找所述第二特征值，并確定與之匹配的第一特征值對應(yīng)的模式。

優(yōu)選地，所述第一特征值和所述第二特征值均為譜密度。

優(yōu)選地，所述放大通道開關(guān)陣列包括多個(gè)可控開關(guān)和與之串聯(lián)的放大器構(gòu)成的開關(guān)陣列以及通道狀態(tài)存儲器，所述開關(guān)陣列內(nèi)的各個(gè)放大器的輸入端與向被激勵部位發(fā)射電極激勵信號的各個(gè)激勵電極一一對應(yīng)地串接，所述通道狀態(tài)存儲器用于存儲與所述多種模式一一對應(yīng)的各個(gè)激勵電極在該各個(gè)模式下的最佳開關(guān)狀態(tài)，所述開關(guān)陣列根據(jù)所述信號檢測模式匹配單元確定的模式從所述通道狀態(tài)存儲器中查找與該模式對應(yīng)的各個(gè)激勵電極在該模式下的最佳開關(guān)狀態(tài)，并控制所述開關(guān)陣列內(nèi)的各個(gè)可控開關(guān)的開關(guān)狀態(tài)。

優(yōu)選地，所述最佳開關(guān)狀態(tài)根據(jù)各種運(yùn)動機(jī)能恢復(fù)模式之一下，對斷開和/或閉合各個(gè)可控開關(guān)后獲得的肌電響應(yīng)信號的信噪比之間的關(guān)系確定。

優(yōu)選地，所述第一濾波單元為帶通濾波器，其下截止頻率和上截止頻率分別為5Hz和1800Hz。

優(yōu)選地，所述第二濾波單元包括：6.84kΩ電阻、19.73kΩ電阻、9.75kΩ電阻、14.3kΩ電阻、5.13kΩ電阻、10.94kΩ電阻、1.73kΩ電阻、3.91kΩ電阻、2.8kΩ電阻、5kΩ電阻、2kΩ電阻、第一1kΩ電阻、第一2.5kΩ電阻、第一2.2kΩ電阻、第二2.2kΩ電阻、第二1kΩ電阻、9.31kΩ電阻、2.32kΩ電阻、4.2kΩ電阻、4.8kΩ電阻、第二2.5kΩ電阻、0.27uF電容、0.22uF電容、第一0.31uF電容、0.33uF電容、0.38uF電容、0.82uF電容、6.8uF電容、0.57uF電容、第二0.31uF電容、0.12uF電容、2uF電容、第一0.8uF電容、第二0.8uF電容、第一0.35uF電容、第二0.35uF電容、第三0.31uF電容、0.47uF電容、第一運(yùn)算放大器、第二運(yùn)算放大器、第三運(yùn)算放大器、第四運(yùn)算放大器、第五運(yùn)算放大器、第六運(yùn)算放大器、第七運(yùn)算放大器、第一齊納二極管、第二齊納二極管、第三齊納二極管、第四齊納二極管、第五齊納二極管、第六齊納二極管、第七齊納二極管、第一求差電路，以及第二求差電路，其中，所述6.84kΩ電阻的第一端分別連接輸入信號端以及2.8kΩ電阻的第一端，所述6.84kΩ電阻的第二端連接所述19.73kΩ電阻的第一端，所述19.73kΩ電阻的第二端分別連接所述第一運(yùn)算放大器的正輸入端和所述0.22uF電容的第一端，所述0.22uF電容的第二端接地，所述19.73kΩ電阻的第一端還連接所述0.27uF電容的第一端，所述0.27uF電容的第二端連接所述第一運(yùn)算放大器的輸出端、2uF電容的第一端、所述9.75kΩ電阻的第一端以及第一運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端，所述9.75kΩ電阻的第二端與所述14.3kΩ電阻的第一端串聯(lián)，所述14.3kΩ電阻的第二端分別連接所述第二運(yùn)算放大器的正輸入端和所述第一0.31uF電容的第一端，所述第一0.31uF電容的第二端接地，所述14.33kΩ電阻的第一端還連接所述0.33uF電容的第一端，所述0.33uF電容的第二端連接所述第二運(yùn)算放大器的輸出端、2uF電容的第一端、所述5.13kΩ電阻的第一端以及第二運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端，所述2.8kΩ電阻的第二端分別連接所述第二0.31uF電容的第一端、所述0.12uF電容的第一端和所述4.2kΩ電阻的第一端，所述4.2kΩ電阻的第二端接地，所述0.12uF電容的第二端分別連接所述第三運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端和所述4.8kΩ電阻的第一端，所述第二0.31uF電容的第二端分別連接所述4.8kΩ電阻的第二端和所述第三運(yùn)算放大器的輸出端以及第一齊納二極管的正極，所述第一齊納二極管的負(fù)極連接所述第二求差電路的正輸入端，所述第二求差電路的輸出端連接所述第一1kΩ電阻的第二端和所述第二0.8uF電容的第一端，所述第三運(yùn)算放大器的正輸入端連接直流電壓，所述2uF電容的第二端分別連接所述第四運(yùn)算放大器的正輸入端、輸出端、第一1kΩ電阻的第一端以及5kΩ電阻的第一端，所述5kΩ電阻的第二端連接所述第四運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端，所述第四運(yùn)算放大器的輸出端還連接第二齊納二極管的正極，所述第二齊納二極管的負(fù)極分別連接所述5.13kΩ電阻的第一端和所述2kΩ電阻的第一端，所述第三運(yùn)算放大器的輸出端還分別連接所述第三齊納二極管的負(fù)極、第一0.8uF電容的第一端以及所述第一2.5kΩ電阻的第一端，所述第三齊納二極管的正極分別連接所述第一齊納二極管的正極、第二0.8uF電容的第一端、第四齊納二極管的正極、第一1kΩ電阻的第二端、第二1kΩ電阻的第一端、第二2.2kΩ電阻的第一端，所述第一2.5kΩ電阻的第二端分別連接所述2kΩ電阻的第二端和所述5.13kΩ電阻的第二端以及第五齊納二極管的負(fù)極和所述第一2.2kΩ電阻的第一端，所述第四齊納二極管的正極、第一0.8uF電容的第二端、第二0.8uF電容的第二端、所述第二1kΩ電阻的第二端、所述第一0.35uF電容的第二端、所述第二0.35uF電容的第二端、第六齊納二極管的負(fù)極均接地，所述第二2.2kΩ電阻的第二端分別連接所述第二0.35uF電容的第一端、第六齊納二極管的正極、第七齊納二極管的正極，所述第一2.2kΩ電阻的第二端分別連接所述第一0.35uF電容的第一端、第七齊納二極管的負(fù)極以及9.31kΩ電阻的第一端，所述5.13kΩ電阻的第二端分別連接第五齊納二極管的負(fù)極、所述10.94kΩ電阻的第一端以及所述0.82uF電容的第一端，所述10.94kΩ電阻的第二端分別連接第五運(yùn)算放大器的正輸入端、0.38uF電容的第一端，所述0.38uF電容的第二端接地，所述0.82uF電容的第二端分別連接所述第五運(yùn)算放大器的輸出端、所述1.73kΩ電阻的第一端、所述第五運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端以及所述第五齊納二極管的正極，所述1.73kΩ電阻的第二端分別連接所述3.91kΩ電阻的第一端以及所述6.8uF電容的第一端，所述3.91kΩ電阻的第二端分別連接第六運(yùn)算放大器的正輸入端和0.57uF電容的第一端，所述0.57uF電容的第二端接地，所述6.8uF電容的第二端分別連接所述第六運(yùn)算放大器的輸出端、所述第一求差電路的負(fù)輸入端以及所述第六運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端，所述9.31kΩ電阻的第二端分別連接所述0.47uF電容的第一端、所述第三0.31uF電容的第一端以及2.32kΩ電阻的第一端，所述2.32kΩ電阻的第二端接地，所述第三0.31uF電容的第二端分別連接所述第七運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端、所述第二2.5kΩ電阻的第一端，所述第二2.5kΩ電阻的第二端分別連接所述0.47uF電容的第二端、第七運(yùn)算放大器的輸出端，所述第七運(yùn)算放大器的正輸入端連接直流電壓，所述第七運(yùn)算放大器的輸出端還連接所述第一求差電路的正輸入端，所述第一求差電路的輸出端連接所述第二求差電路的負(fù)輸入端，所述第一求差電路的輸出端連接輸出信號端。

根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，直流電壓為Vdd/2且Vdd＝5V。所述各個(gè)求差電路可以選用減法器。

以上對于本發(fā)明的較佳實(shí)施例所作的敘述是為闡明的目的，而無意限定本發(fā)明精確地為所揭露的形式，基于以上的教導(dǎo)或從本發(fā)明的實(shí)施例學(xué)習(xí)而作修改或變化是可能的，實(shí)施例是為解說本發(fā)明的原理以及讓所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員以各種實(shí)施例利用本發(fā)明在實(shí)際應(yīng)用上而選擇及敘述，本發(fā)明的技術(shù)思想企圖由權(quán)利要求及其均等來決定。