[发明专利]基于EMG频率功率谱分析来诊断脑损伤的方法和设备

权利要求书

1.一种用于通过以下方式来评估受试者的神经肌肉控制的便携式装置：获取EMG信号、处理所收集的EMG信号、提取所述EMG信号的定量特征、将所述受试者的EMG信号与标准数据库和/或脑病理特定数据库的比较数据进行比较、以及判定所述受试者在与脑损伤和神经退化疾病相关联的运动活动的神经调制方面是否具有异常和障碍，所述便携式装置包括：

EMG信号传感器装置，用于在肌肉执行体能任务时从肌肉获取EMG信号，所述体能任务能够引发神经系统和脑区工作，所述神经系统包括视觉系统、前庭系统，所述脑区包括皮质区、基底神经节、小脑；

便携式基础单元，所述便携式基础单元可操作地耦合到所述EMG信号传感器装置，所述便携式基础单元包括：

具有软件的存储器单元，所述软件a.将操作程序呈现给用户，所述操作程序包括关于受试者的识别数据的测试程序和输入指令、损伤历史以及关于标准化脑震荡评估工具(SCAT)的信息；b.指导所述基础单元中的微处理器执行算法以将所收集的EMG信号变换成EMG功率谱并且从EMG功率谱中提取定量特征；c.将受试者的定量特征与所安装的标准数据库和/或脑病理特定数据库的比较数据进行比较，判定在30 Hz、35-70 Hz、74-75 Hz、79-80Hz、93-95 Hz、160-320 Hz以及320-500 Hz的离散带宽中定量特征与比较数据的能量差，并产生诊断信息；d.在所述基础单元内的屏幕上提供诊断信息；

微处理器；以及

交互式屏幕，所述交互式屏幕允许输入受试者的数据并显示诊断结果和诊断值；

从EMG功率谱中提取的定量特征包括以30 Hz、35-70 Hz、74-75 Hz、79-80 Hz、93-95Hz、160-320 Hz以及320-500 Hz的离散带宽内的平均能量。

2.根据权利要求1所述的便携式装置，其中所述EMG传感器装置无线地耦合到所述基础单元。

3.根据权利要求1所述的便携式装置，其中所述基础单元无线地或通过有线连接接收来自所述EMG传感器装置的EMG信号输入。

4.根据权利要求1所述的便携式装置，其中EMG信号输入来自放置在有效地参与平衡性能的受试者的肌肉上的所述EMG信号传感器装置。

5.根据权利要求4所述的便携式装置，其中在所述受试者的眼睛睁开时和在眼睛闭合时记录来自所述EMG信号传感器装置的EMG信号输入。

6.根据权利要求4所述的便携式装置，其中在腓骨长肌上的区域中收集来自所述EMG信号传感器装置的EMG信号输入。

7.根据权利要求4所述的便携式装置，其中从所述受试者的身体的两侧的肌肉记录来自所述EMG信号传感器装置的EMG信号输入。

8.根据权利要求1所述的便携式装置，其中信号处理算法将所收集的EMG信号变换成功率谱；提取所变换的EMG信号中的定量特征；将所述定量特征与数据库的比较数据进行比较；计算判别式的值以用于进行诊断评价和判定。

9.根据权利要求8所述的便携式装置，其中通过应用傅立叶变换算法家族来将所收集的EMG信号变换成信号功率谱。

10.根据权利要求9所述的便携式装置，所述傅立叶变换算法家族包括离散傅立叶变换(DFT)、快速傅立叶变换(FFT)以及小波变换。

11.根据权利要求8所述的便携式装置，其中所述功率谱中的每个频率上的能量表达为占总频谱功率的百分比。

12.根据权利要求8所述的便携式装置，其中所述存储器包含数据库和软件，所述软件指导将所述受试者的判别值与所述数据库中的对应值进行比较。

13.根据权利要求12所述的便携式装置，其中所述数据库包括所述受试者的损伤前测试。