[发明专利]一种肌肉运动单元数量估计方法

说明书

本发明提供一种肌肉运动单元数量估计方法，首先采集最大肌肉力时多通道表面肌电，记录电位幅值，其次对采集较小肌肉力的多通道表面肌电信号分解得到运动单元发放序列，然后提取运动单元发放平均波形及其幅值，最后计算运动单元数量。在计算运动单元数量时，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响，提高了估计的准确性。本发明提出的方法计算简单，实现方便。

技术领域

本发明涉及一种肌肉运动单元数量估计方法，有助于建立科学的肌肉功能训练方法。

背景技术

随着科技的进步和人民生活水平的逐渐提高，康复问题越来越受到关注。目前我国每年仅新增的脑卒中病人约200万例，其中高达85％的脑卒中病人最初在肢体出现功能障碍，严重影响病人的生存质量，给病人及家庭带来沉重的经济和生活负担。相关理论和实践表明科学合理的康复训练，能够维持和改善关节活动度，预防废用性肌萎缩和关节僵硬，最大程度地恢复或代偿其原有功能。然而，传统的康复训练中主要依靠医生的经验，对于具体肌肉的康复训练进程掌握程度不够，难以制定科学合理的训练计划。监测受试者肌肉康复训练进程的指标较多，有研究表明运动单元数量比复合肌肉动作电位波幅、肌力估计和各种临床分级标准能更敏感地反映肌肉状态。因此，本发明提出一种肌肉运动单元数量估计方法，实时掌握康复进程，制定合理的康复训练计划恢复或改善肢体功能，进一步提高生活质量。

表面肌电信号(surface EMG,sEMG)是利用表面电极从人体体表检测肌电信号,与针电极肌电信号(Needle EMG,NEMG)相比,它具有无创性,操作简单的特点，易于受试者接受，因此应用前景广阔。在临床上，通过sEMG可以较全面地了解神经肌肉的功能状态，鉴别神经源性和肌源性疾病，判断神经损伤的部位、程度及恢复状况，并且sEMG信号的检测分析对康复医学及运动医学也有具有重要意义。

发明内容

鉴于以上所述现有康复训练技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种肌肉运动单元数量估计方法，包括如下步骤：

步骤一：将多通道电极贴在肱二头肌皮肤表面，放置在肌腹位置；

步骤二：受试者用最大力量MVC，采集此时各通道肌电信号，并且记录各通道最大表面肌电幅值；

步骤三：受试者用20％MVC保持恒力，对多通道sEMG信号进行滤波处理，采用卷积核补偿方法提取肌肉运动单元的发放时刻序列；

步骤四：根据每个运动单元发放时刻序列，在每个通道上提取其平均波形；

步骤五：运动单元数量(MUNE)的计算公式为：

其中A_CMAP(k)表示第k通道最大表面肌电SEMG的电位幅值，A_mSMUP(k)表示第k通道的平均MU波形幅值，n为表面肌电采集通道数。

多通道表面肌电信号能够采集到较大面积肌肉运动单元发放信号，通过肌电信号能够捕捉到运动单元特征参数，运动单元数量有助于检验康复效果，调整康复训练计划。运动单元MUNE计算时充分考虑了采集过程中存在部分电极接触不好的问题，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响。在计算每个通道平均波形时，采用的是20％MVC恒力，在该力量值时得到的平均波形最准确。本发明提出的方法计算简单，实现方便。

附图说明

图1为本发明流程图。

图2为本发明实施例电极阵列上的运动单元发放波形图。

具体实施方式

以下结合附图1的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地实现。

具体的实施步骤如下：