[發明專利]四肢表面肌電軸的檢測方法

有效

• 申請號: 201710811282.7
• 申請日: 2017-09-11
• 公開（公告）號: CN107822629B
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發明（設計）人: 安丙辰;倪華良
• 申請（專利權）人: 上海傲意信息科技有限公司
• 主分類號: A61B5/0488
• 分類號: A61B5/0488
• 代理公司: 上海金盛協力知識產權代理有限公司 31242
• 代理人: 王松

1.一種四肢表面肌電向量的檢測方法，其特征在于，所述檢測方法包括：

根據確定的肢體平面，確定每個電極(1)的安放位置，并進行妥善固定；每個電極可以根據所在位置，獲取一個有矢量方向(2)的肌電信號，然后計算本平面的肌電向量(3)；

根據每一平面的肌電向量(3)構建多平面的肌電向量，從而在3D空間和時間軸上重構和分析上下肢的肌肉激活和失衡狀況；

所述檢測方法具體包括：

(1)應用表面肌電信號采集設備，分別將8個電極以等距方式粘貼在肢體同一橫截面水平表面上；

(2)每個電極獲取的表面肌電信號，進行平滑處理，計算各項時域參數及頻域參數；時域參數包括積分肌電值IEMG、均方根值RMS、平均肌電值AEMG、協同收縮率CR及峰值振幅PA；頻域參數包括平均功率頻率MPF及中位頻率MF；

公式如下，假設x是采樣后的EMG采樣點對應采樣值，連續窗口寬度為N個采樣點：

RMS：

IEMG：

AEMG：

MF：MF是的解，p(f)是EMG信號的功率譜密度函數；

MPF：

PA：max(|x|)；

(3)根據各個電極所處位置，計算具體時間點的每一個時域參數和頻域參數的肌電向量值，并根據時間演進畫出平滑的曲線，此曲線即為四肢表面肌電向量曲線；

(4)進一步多平面檢測提供肢體肌肉三維激活圖。

2.根據權利要求1所述的四肢表面肌電向量的檢測方法，其特征在于：

通過將上下肢沿骨骼方向做多個橫截面進行肌電信號的提取，提取出更多維的信號相關性信息，所述信號相關性信息包括同一肌肉塊的肌電信號沿肢體骨骼方向向肢體末端傳輸的時延和衰減；相鄰肌肉塊肌電信號在同一截面上的發力時延、幅度、頻率譜；在3D空間和時間軸上重構和分析大腿和小腿的肌肉激活和失衡狀況；將上下肢沿骨骼方向做多個橫截面進行肌電信號的提取包括肌電信號起始點和終止點檢測，所述肌電信號起始點和終止點檢測涉及的流程包括：

陷波器去除工頻干擾：

假設原始EMG信號為s(n)，陷波器沖激響應為f_notch(n)，則經過陷波器濾除工頻干擾后的信號為x(n)＝s(n)*f_notch(n)，其中*表示卷積；

低通濾波器獲取信號包絡：

假設輸入信號為x(n)，采用的低通濾波器沖激響應為f(n)，則信號包絡為y(n)＝|x(n)*f(n)|，其中*表示卷積；

積分器獲取信號能量：

對信號包絡信息進行積分，有p(n)就是信號能量；

肌電信號起始點和終止點檢測：

采用滑窗SNR檢測的方法檢測肌肉活動的起始點和終止點，其方法為，用兩個長度為L個樣本采樣點的窗，兩個窗相鄰，沿著時間軸滑動，分別計算兩個窗內信號的能量，能量計算方法為用后一個窗的能量除以前一個窗的能量，其比值為若γthreshold_start，則認為對應點為信號的起始點，在信號起始點找到的情況下，繼續檢測兩個窗能量的比值，當γthreshold_end時，認為信號終止點找到。