[發(fā)明專利]一種卒中后上肢肌間協(xié)同耦合分析方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010715643.X
• 申請(qǐng)日: 2020-07-23
• 公開（公告）號(hào): CN111708983A
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王洪安;佘青山;馬玉良;高云園
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F17/16
• 分類號(hào): G06F17/16;G06F17/18;A61B5/0488;A61B5/04
• 代理公司: 浙江千克知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33246
• 代理人: 周希良

1.一種卒中后上肢肌間協(xié)同耦合分析方法，其特征在于：該方法包括以下主要步驟：

步驟(1)，上肢運(yùn)動(dòng)過程中多通道表面肌電信號(hào)的同步采集和預(yù)處理；

步驟(2)，對(duì)預(yù)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行非負(fù)矩陣分解；具體為：根據(jù)肌肉協(xié)同理論，將肌肉的活動(dòng)狀態(tài)表示為肌肉協(xié)同單元和激活尺度系數(shù)的線性組合；

步驟(3)，確定協(xié)同數(shù)目；具體為：通過預(yù)先設(shè)置分解層數(shù)，將分解后的兩個(gè)矩陣和相乘，得到重構(gòu)數(shù)據(jù)矩陣，計(jì)算解釋性方差

步驟(4)，判斷協(xié)同與非協(xié)同關(guān)系；具體為：對(duì)肌肉協(xié)同向量進(jìn)行最大值歸一化處理，通過設(shè)定閾值的方式確定肌間協(xié)同與非協(xié)同關(guān)系；如果歸一化后的值大于閾值，則認(rèn)為該肌肉在協(xié)同作用中是顯著激活的，與最活躍的肌肉具有協(xié)同關(guān)系，反之則不具有；

步驟(5)，相干性度量不同頻段的肌間耦合強(qiáng)度；

具體為：假設(shè)兩肌電信號(hào)X、Y在頻率f處的相干性為Coh_XY(f)，相干性程度用顯著相干性閾值CL描述，超過CL時(shí)表示兩肌電信號(hào)相干顯著；為了定量分析不同頻段下肌間耦合強(qiáng)度，定義α、β和γ頻段相干性區(qū)域面積如下：

其中，Δf為頻率分辨率，A_a、A_β、A_γ值越大，表示該頻段內(nèi)肌間耦合強(qiáng)度越高。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種卒中后上肢肌間協(xié)同耦合分析方法，其特征在于：步驟(1)具體是：采用表面肌電設(shè)備同步采集肩膀和手臂共8塊肌肉上的表面肌電信號(hào)，采樣頻率為2000Hz；

預(yù)處理階段，首先對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行去均值，去基線漂移，同時(shí)抑制工頻干擾；然后使用4階巴特沃斯帶通濾波器進(jìn)行5-200Hz帶通濾波，將濾波后的數(shù)據(jù)用于肌間耦合分析，為獲取信號(hào)包絡(luò)，使用1階巴特沃斯低通濾波器進(jìn)行50Hz低通濾波；最后取200ms滑動(dòng)窗口進(jìn)行均方根整流，將整流后的數(shù)據(jù)用于肌間協(xié)同分析。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種卒中后上肢肌間協(xié)同耦合分析方法，其特征在于：兩肌電信號(hào)X、Y在頻率f處的相干性為Coh_XY(f)計(jì)算如下：

其中，分別為肌電信號(hào)X和Y的自譜密度，為交叉譜密度，N為參與譜估計(jì)的數(shù)據(jù)段數(shù)目，Coh_XY(f)∈[0,1]，0表示兩信號(hào)無線性關(guān)系，1表示完全線性相關(guān)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種卒中后上肢肌間協(xié)同耦合分析方法，其特征在于：相干性閾值CL計(jì)算如下：

CL＝1-0.05^1/(N-1)。