[發明專利]一種肌肉運動單元數量估計方法

在審

• 申請號: 201810140460.2
• 申請日: 2018-02-11
• 公開（公告）號: CN108403115A
• 公開（公告）日: 2018-08-17
• 發明（設計）人: 何金保
• 申請（專利權）人: 寧波工程學院
• 主分類號: A61B5/0488
• 分類號: A61B5/0488
• 代理公司: 蘇州翔遠專利代理事務所(普通合伙) 32251
• 代理人: 劉計成

本發明提供一種肌肉運動單元數量估計方法，首先采集最大肌肉力時多通道表面肌電，記錄電位幅值，其次對采集較小肌肉力的多通道表面肌電信號分解得到運動單元發放序列，然后提取運動單元發放平均波形及其幅值，最后計算運動單元數量。在計算運動單元數量時，采用所有通道的平均波形幅值，有效削弱部分通道不好的影響，提高了估計的準確性。本發明提出的方法計算簡單，實現方便。

技術領域

本發明涉及一種肌肉運動單元數量估計方法，有助于建立科學的肌肉功能訓練方法。

背景技術

隨著科技的進步和人民生活水平的逐漸提高，康復問題越來越受到關注。目前我國每年僅新增的腦卒中病人約200萬例，其中高達85％的腦卒中病人最初在肢體出現功能障礙，嚴重影響病人的生存質量，給病人及家庭帶來沉重的經濟和生活負擔。相關理論和實踐表明科學合理的康復訓練，能夠維持和改善關節活動度，預防廢用性肌萎縮和關節僵硬，最大程度地恢復或代償其原有功能。然而，傳統的康復訓練中主要依靠醫生的經驗，對于具體肌肉的康復訓練進程掌握程度不夠，難以制定科學合理的訓練計劃。監測受試者肌肉康復訓練進程的指標較多，有研究表明運動單元數量比復合肌肉動作電位波幅、肌力估計和各種臨床分級標準能更敏感地反映肌肉狀態。因此，本發明提出一種肌肉運動單元數量估計方法，實時掌握康復進程，制定合理的康復訓練計劃恢復或改善肢體功能，進一步提高生活質量。

表面肌電信號(surface EMG,sEMG)是利用表面電極從人體體表檢測肌電信號,與針電極肌電信號(Needle EMG,NEMG)相比,它具有無創性,操作簡單的特點，易于受試者接受，因此應用前景廣闊。在臨床上，通過sEMG可以較全面地了解神經肌肉的功能狀態，鑒別神經源性和肌源性疾病，判斷神經損傷的部位、程度及恢復狀況，并且sEMG信號的檢測分析對康復醫學及運動醫學也有具有重要意義。

發明內容

鑒于以上所述現有康復訓練技術的缺陷，本發明的目的在于提供一種肌肉運動單元數量估計方法，包括如下步驟：

步驟一：將多通道電極貼在肱二頭肌皮膚表面，放置在肌腹位置；

步驟二：受試者用最大力量MVC，采集此時各通道肌電信號，并且記錄各通道最大表面肌電幅值；

步驟三：受試者用20％MVC保持恒力，對多通道sEMG信號進行濾波處理，采用卷積核補償方法提取肌肉運動單元的發放時刻序列；

步驟四：根據每個運動單元發放時刻序列，在每個通道上提取其平均波形；

步驟五：運動單元數量(MUNE)的計算公式為：

其中A_CMAP(k)表示第k通道最大表面肌電SEMG的電位幅值，A_mSMUP(k)表示第k通道的平均MU波形幅值，n為表面肌電采集通道數。

多通道表面肌電信號能夠采集到較大面積肌肉運動單元發放信號，通過肌電信號能夠捕捉到運動單元特征參數，運動單元數量有助于檢驗康復效果，調整康復訓練計劃。運動單元MUNE計算時充分考慮了采集過程中存在部分電極接觸不好的問題，采用所有通道的平均波形幅值，有效削弱部分通道不好的影響。在計算每個通道平均波形時，采用的是20％MVC恒力，在該力量值時得到的平均波形最準確。本發明提出的方法計算簡單，實現方便。

附圖說明

圖1為本發明流程圖。

圖2為本發明實施例電極陣列上的運動單元發放波形圖。

具體實施方式

以下結合附圖1的具體實例說明本發明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內容輕易地實現。

具體的實施步驟如下：