[發明專利]多尺度時頻肌間耦合分析方法

有效

• 申請號: 202010727716.7
• 申請日: 2020-07-23
• 公開（公告）號: CN111708978B
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發明（設計）人: 佘青山;王洪安;席旭剛;張啟忠;羅志增
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: G06F17/14
• 分類號: G06F17/14;G06F17/18;A61B5/389
• 代理公司: 浙江千克知識產權代理有限公司 33246
• 代理人: 周希良

1.多尺度時頻肌間耦合分析方法，其特征在于：該方法包括以下步驟：

步驟(1)，多通道表面肌電信號同步采集并進行預處理；

步驟(2)，對預處理后的數據進行噪聲輔助的多元經驗模態分解，得到有用的IMF尺度分量；

步驟(3)，對IMF尺度分量進行同步提取變換；具體為：首先對每個IMF尺度分量進行短時傅里葉變換，再乘以一個相位因子，最后進行同步壓縮變換；

步驟(4)，計算時頻互信息、時頻歸一化互信息和時頻條件互信息；

具體為：在同一IMF尺度分量上，計算第k個通道和第l個通道的表面肌電信號的時頻互信息TFMI(U,V)、時頻歸一化互信息TFNMI(U,V)和時頻條件互信息TFCMI(U,V|W)，即

TFMI(U,V)＝H(U)+H(V)-H(U,V)

TFCMI(U,V|W)＝H(U,W)+H(V,W)-H(W)

-H(U,V,W)

其中，U、V、W分別為：

其中，k≠l，k≠s，l≠s，k∈{1,2,...,m}，l∈{1,2,...,m}，s∈{1,2,...,m}，i∈{1,2,...,q}，SET(t,ω)表示同步壓縮變換后的IMF尺度分量，H(*)表示時頻熵，H(*,*)和H(*,*,*)表示時頻聯合熵，對數運算時基底取為2，單位為比特，q為IMF尺度分量數，m為表面肌電信號數；

步驟(5)，采用步驟(4)的計算結果進行多尺度時頻肌間耦合統計分析。

2.根據權利要求1所述的多尺度時頻肌間耦合分析方法，其特征在于：步驟(1)具體是：

采用表面肌電設備同步采集肩膀三塊肌肉上的表面肌電信號，采樣頻率為2000Hz；

預處理過程：首先手工提取5次有效活動段數據，然后通過上下采樣的方式維持信號時長2.5s，接著進行去均值、去基線漂移，利用譜插值算法抑制50Hz工頻干擾，最后采用4階巴特沃斯帶通濾波進行5-200Hz帶通濾波，得到純凈的3通道表面肌電信號。

3.根據權利要求1所述的多尺度時頻肌間耦合分析方法，其特征在于：步驟(2)具體為：向預處理后的m通道表面肌電信號X＝{x₁,x₂,…,x_i,…x_m}中添加兩路互不相關的高斯白噪聲，組成多元復合信號X_c＝{x₁,x₂,…,x_m,x_m+1,x_m+2}，長度為T，經過多次多元經驗模態分解，將與噪聲相關的兩路殘余分量剔除，得到m×q個有用的IMF尺度分量。

4.根據權利要求1所述的多尺度時頻肌間耦合分析方法，其特征在于：在進行熵估計時，采用直方圖，即將時頻能量值映射到不同數值區間上，再統計邊際概率和聯合概率。