[发明专利]面向康复训练的同一肌肉检测方法

说明书

本发明提供一种面向康复训练的同一肌肉检测方法，用来监测肌肉康复训练进程。首先对采集的多通道表面肌电信号分解得到运动单元发放序列，其次提取运动单元发放波形，然后利用运动单元发放波形的峰峰值以及差分的发放波形，估计运动单元空间位置，从而确定同一肌肉，最后观测同一肌肉在康复训练中的变化，调整康复训练计划。为了简化方法，在上述过程中只对发放波形的峰峰值比较，而不需要进行计算，实现简单。

技术领域

本发明涉及在肌肉康复训练中，人体四肢同一肌肉确定方法，有助于监测肌肉康复状态和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。另外，在其他的一些肌肉疾病中，比如肌肉萎缩和肌肉痉挛等，康复训练也是一种有效的治疗手段。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。因此，本发明提出一种面向康复训练的同一肌肉检测方法，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，实现最大限度地生活自理。

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，易于患者接受，因此应用前景广阔。sEMG的起源是运动单元活动电位(MUAP)，活动电位由给定肌肉收缩过程中所激活的每一个运动单位所释放。在任何一个给定的募集模式，众多的运动单位以非同步的模式被激活，这些运动单位活动的总和构成了肌电信号的强度。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面向康复训练的同一肌肉的检测方法，主要利用多通道sEMG信号检测人体四肢同一肌肉。其包括如下步骤：

步骤一：将多片多通道电极贴在皮肤表面，放置在肌腹位置；

步骤二：患者肌肉保持恒力，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；

步骤三：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；

步骤四：根据波形的差分信号，确定肌肉运动单元在表面电极上的位置；

步骤五：结合运动单元的在表面电极上的位置和深度信息，估计肌肉运动单元的空间位置；

步骤六：患者改变肌肉力，重复步骤二----步骤五，比较两种肌肉力情况下的运动单元的空间位置，确定同一肌肉；

步骤七：比较肌肉运动单元特征参数，修订康复训练计划。

优化的技术措施包括：

上述电极在垂直于肢体的肌纤维方向形成闭合分布。

上述肌肉运动单元深度信息获取方法是：找出运动单元所在位置的一圈电极的峰峰值，即在垂直于肌肉纤维方向上的电极所获得波形的峰峰值，获得最大峰峰值一半的表面2个点距离，用这个距离代替肌肉单元深度信息。

采用上述方法检测康复训练的同一肌肉，有助于检验康复效果，调整康复训练计划。采用电极在垂直于肢体的肌纤维方向形成闭合分布，可以获得完整的表面肌电信号，有利于提高空间位置的准确性。利用最大峰峰值一半的表面2个点距离代替肌肉单元深度信息，不需要计算，使得确定方法简单。本发明提出的方法简化了计算，实现简单。