[发明专利]一种肌肉协同模式下的多通道功能性电刺激方法与系统

说明书

本发明公开了一种肌肉协同模式下的多通道功能性电刺激方法与系统,包括以下步骤：S1.对关节运动范围内所有肌肉群的肌电信号进行采集和预处理，得到多肌群肌电信号；S2.对多肌群肌电信号进行非负矩阵分解，得到肌群协同模式矩阵和特征时间序列向量；S3.将肌群协同模式矩阵中的每一个元素除以该元素所在列的元素之和，得到归一化解；S4.进行多通道电刺激参数配比；S5.根据多通道电刺激参数配比结果进行电刺激。本发明提供了一种肌肉协同模式下的多通道功能性电刺激方法与系统，改进目前多功能电刺激系统的缺少利用人体肌肉群自然协同模式的刺激方式，减少全局肌肉疲劳度。

技术领域

本发明涉及一种肌肉协同模式下的多通道功能性电刺激方法与系统。

背景技术

目前的多通道功能性电刺激训练系统绝大部分不考虑肌肉群自身具有的天然缩张模式，其脉冲数调节方式很大程度依赖于经验，缺乏对肌肉协同信息的集成，还存在着如下缺陷：

(1)多通道参数调节缺少肌电信号分解得到的肌肉协同模式信息，调节不是按照正常人体肌肉的自然模式进行。

(2)电刺激所产生的力矩值不够稳定。

(3)不能够根据关节的运动状态进行电刺激通道切换，容易造成肌肉群的过度疲劳。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种肌肉协同模式下的多通道功能性电刺激方法与系统，改进目前多功能电刺激系统的缺少利用人体肌肉群自然协同模式的刺激方式，减少全局肌肉疲劳度。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种肌肉协同模式下的多通道功能性电刺激方法，包括以下步骤：

S1.对关节运动范围内所有肌肉群的肌电信号进行采集和预处理，得到多肌群肌电信号U；

S2.对多肌群肌电信号U进行非负矩阵分解，得到肌群协同模式矩阵W和特征时间序列向量H；

S3.将肌群协同模式矩阵W中的每一个元素除以该元素所在列的元素之和，得到归一化解W′；

S4.进行多通道电刺激参数配比；

S5.根据多通道电刺激参数配比结果进行电刺激；

所述的步骤S1包括以下子步骤：

S11.依次对关节运动范围内每个肌肉群进行相同时间的肌电信号采集，并对采集到的肌电信号进行预处理；

S12.将每个肌肉群的肌电信号作矩阵中的一行，所有得到的肌肉群肌电信号在同一个矩阵中进行表示，得到n行m列的多肌群肌电信号U，n代表肌电信号通道数，在数值上等于关节运动范围内的肌肉群个数，m表示时间序列数。

具体来说，在对每个肌群的肌电信号采集的过程中，采集时间和采集间隔都是一样的，因此，每个肌肉群肌电信号中包括的肌电值个数也是一样的，而在本申请，采集的时间间隔为1s，所以肌群肌电信号包含的肌电值个数就等于时间序列数。

步骤S11中对每个肌肉群的肌电信号进行采集和预处理的步骤相同，均包括以下子步骤：

S111.使肌肉群处于静息状态，并在肌肉群中选择s个采集点(一般为100～1000个采集点)进行毛肌电信号采集并求出静息状态下毛肌电信号的平均值

S112.采集肌肉群在运动状态下的毛肌电信号x；