肌电信号(Electromyography，EMG)是指肌肉兴奋或活动过程中，而引发的多个运动单位动作电位在时间与空间叠加形成的复杂的生物电的过程，它反映了神经、肌肉的功能状态。小儿脑性瘫痪(Cerebral palsy)，简称脑瘫，指在妊娠到新生儿之间各种原因导致的，以脑的非进行性病变为基础形成的运动和姿势异常。脑瘫患儿总会存在一种或多种神经肌肉系统功能异常，肌肉活动异常或协同异常引起的运动障碍是脑瘫的主要临床表现之一。由于对运动神经元的活动无法直接测量，对小儿脑瘫运动障碍及神经肌肉控制理论等缺乏系统性研究，大多数临床检验仍集中在行为和运动学层面上。本文利用表面肌电信号研究小儿脑瘫患者下肢肌肉功能评估以及下肢肌肉控制特性。　　 本文主要研究内容和研究成果如下:　　 (1)从单块肌肉状况研究肌肉活动特性。采集脑瘫患儿行走时下肢肌肉表面肌电信号，对原始信号进行去噪处理后利用K均值聚类脑瘫患儿行走进行步态检测。在一个步态周期内，提取步态参数以及肌电特征量，对患儿行走功能和肌肉特性进行评估。脑瘫患儿组和健康组对照实验表明，不同级别的脑瘫患者与正常组之间在时域特征量上的无明显差异，但却可以反映相应肌肉收缩的特点。正常组各肌肉信号中值频率值较小，小儿脑瘫组则明显较大，故肌电信号的中值频率特征提供了一种衡量脑瘫患者下肢肌肉功能的参考手段。　　 (2)从多块肌肉之间的关系研究肌肉活动特性。通过对小儿脑瘫患者行走过程中下肢主要肌肉(小腿处胫前肌(TA)和腓肠肌(GA)，大腿处股直肌(RF)和骨外侧肌(VL))表面肌电信号进行采集并预处理，将采集到的多通道表面信号做基于多变量自回归模型的相干性分析，并与正常儿童对比，探索脑性瘫痪对下肢肌肉活动的影响。实验结果显示，股外侧肌(VL)与股直肌(RF)信号相干系数在三组之间具有显著性差异(p＜0.05)，其中Ⅰ-Ⅱ级脑瘫患者相干系数高于正常组，Ⅲ-Ⅳ级脑瘫患者低于正常组，而其他肌肉间的相干性在不同组之间无显著性差异(p＞0.05)。因此，相干性系数可以作为一种探索肌肉活动之间关系的手段，从神经控制的角度为研究小儿脑瘫患者异常步态的形成原因提供参考。　　 本文提出的一系列基于多通道肌电信号的处理分析方案，能够为小儿脑瘫下肢肌肉功能的评估与控制特性的研究提供一定的参考，为辅助患者的康复具有较大的潜力。