[发明专利]肌肉运动单元空间位置估计方法

摘要

本发明提供一种面向人体四肢，基于多通道表面肌电信号的肌肉运动单元空间位置估计方法。该方法首先通过表面肌电信号提取运动单元发放时刻，然后提取运动单元发放波形，最后利用人体四肢几何特征，估计运动单元深度。采用独立发放时刻的平均值大大提高了波形的准确性，为后续波形峰峰值的提取奠定基础。然后将四肢看作圆柱体，根据弧长与运动单元深度的线性关系，以及峰峰值与深度的幂函数关系，拟合确定常数。最后有运动单元平面位置和深度确定其空间位置。采用拟合的方法十分有利于提高常数的合理性，有效避免了参数计算的不稳定性，提升了结果的健壮性。本发明提出的方法简化了计算，实现简单，十分适合临床的肌肉运动单元空间位置估计。

主权项

1.面向人体四肢肌肉的一种基于多通道表面肌电的肌肉运动单元空间位置估计方法，其包括如下步骤：1)将多通道电极沿肌肉纤维方向放置，对多通道表面肌电信号进行预处理，采用带通滤波器、带阻滤波器，削弱干扰；2)采用梯度式卷积核补偿(GCKC)方法提取肌肉运动单元发放时刻，找出每个运动单元的独立发放时刻；3)根据每个运动单元独立发放时刻，提取其波形，在每个通道上求其平均波形；4)对每个运动单元，找出在垂直于肌肉纤维方向上的电极所获得波形的峰峰值，该处电极为运动单元的平面位置，即运动单元在该电极下方；5)找到在垂直于肌肉纤维方向上的最大峰峰值一半的2个电极位置，测量最大峰峰值电极到最大峰峰值一半电极的弧长AL；6)利用人体四肢的几何特性，将四肢看成圆柱体，然后根据以下公式计算运动单元深度：AL＝a·h+b；PTPL＝α/hβ其中a、b、α、β均为常数，PTPL为垂直于肌肉纤维方向上的波形最大峰峰值，h为运动单元深度，将提取到的所有运动单元输入上述公式，拟合得到常数a、b、α、β后，由上述公式计算每个运动单元的深度h；7)利用4)中运动单元的平面位置和6)中的深度，估计运动单元的空间位置。