[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

权利要求书

1.一种肌肉协同模式下的多通道功能性电刺激系统，其特征在于：包括肌电信号采集模块、肌电信号预处理模块、肌电信号特征分解模块、多通道电刺激参数比配模块和功能性电刺激模块；

所述的肌电信号采集模块用于对关节运动范围内所有肌肉群的肌电信号进行采集；

所述的肌电信号预处理模块用于对采集到的信号进行预处理，得到多肌群肌电信号；

所述的多通道肌电信号特征分解模块用于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，并对肌群协同模式矩阵求归一化解；

所述的多通道电刺激参数比配模块用于根据肌群协同模式的归一化解，进行多通道电刺激配比；

所述的功能性电刺激模块用于根据多通道电刺激参数比配模块的配比结果进行电刺激。

2.如权利要求1所述的多通道功能性电刺激系统，其特征在于，所述的多通道功能性电刺激系统对应的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。

3.如权利要求2所述的多通道功能性电刺激系统，其特征在于：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。

4.如权利要求3所述的多通道功能性电刺激系统，其特征在于：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；

S113.对运动状态下的毛肌电信号x进行去直流分量处理，得到信号x′：

S114.使用带通滤波器对去信号x′进行滤波,得到信号x″；

S115.对信号x″进行取绝对值操作，得到肌肉群的肌电信号。

5.如权利要求4所述的多通道功能性电刺激系统，其特征在于：所述的步骤S2包括以下子步骤：

S21.给定非负矩阵分解的降维数为l；

S22.对多肌群肌电信号U进行降维数为l的非负矩阵分解，得到n行l列的肌群协同模式矩阵W和l行m列的特征时间序列向量H。

6.如权利要求5所述的多通道功能性电刺激系统，其特征在于：所述的步骤S4包括以下子步骤：

S41.根据关节不同的运动方向，设定两个与关节运动方向对应的基脉脉冲；

S42.分别将每一个基脉脉冲分别与矩阵W′进行配比，得到两个不同的配比参数矩阵。