[发明专利]一种卒中后上肢肌间协同耦合分析方法

权利要求书

1.一种卒中后上肢肌间协同耦合分析方法，其特征在于：该方法包括以下主要步骤：

步骤(1)，上肢运动过程中多通道表面肌电信号的同步采集和预处理；

步骤(2)，对预处理后的数据进行非负矩阵分解；具体为：根据肌肉协同理论，将肌肉的活动状态表示为肌肉协同单元和激活尺度系数的线性组合；

步骤(3)，确定协同数目；具体为：通过预先设置分解层数，将分解后的两个矩阵和相乘，得到重构数据矩阵，计算解释性方差

步骤(4)，判断协同与非协同关系；具体为：对肌肉协同向量进行最大值归一化处理，通过设定阈值的方式确定肌间协同与非协同关系；如果归一化后的值大于阈值，则认为该肌肉在协同作用中是显著激活的，与最活跃的肌肉具有协同关系，反之则不具有；

步骤(5)，相干性度量不同频段的肌间耦合强度；

具体为：假设两肌电信号X、Y在频率f处的相干性为Coh_XY(f)，相干性程度用显著相干性阈值CL描述，超过CL时表示两肌电信号相干显著；为了定量分析不同频段下肌间耦合强度，定义α、β和γ频段相干性区域面积如下：

其中，Δf为频率分辨率，A_a、A_β、A_γ值越大，表示该频段内肌间耦合强度越高。

2.根据权利要求1所述的一种卒中后上肢肌间协同耦合分析方法，其特征在于：步骤(1)具体是：采用表面肌电设备同步采集肩膀和手臂共8块肌肉上的表面肌电信号，采样频率为2000Hz；

预处理阶段，首先对数据进行去均值，去基线漂移，同时抑制工频干扰；然后使用4阶巴特沃斯带通滤波器进行5-200Hz带通滤波，将滤波后的数据用于肌间耦合分析，为获取信号包络，使用1阶巴特沃斯低通滤波器进行50Hz低通滤波；最后取200ms滑动窗口进行均方根整流，将整流后的数据用于肌间协同分析。

3.根据权利要求1所述的一种卒中后上肢肌间协同耦合分析方法，其特征在于：两肌电信号X、Y在频率f处的相干性为Coh_XY(f)计算如下：

其中，分别为肌电信号X和Y的自谱密度，为交叉谱密度，N为参与谱估计的数据段数目，Coh_XY(f)∈[0,1]，0表示两信号无线性关系，1表示完全线性相关。

4.根据权利要求1所述的一种卒中后上肢肌间协同耦合分析方法，其特征在于：相干性阈值CL计算如下：

CL＝1-0.05^1/(N-1)。