[发明专利]四肢表面肌电轴的检测方法

权利要求书

1.一种四肢表面肌电向量的检测方法，其特征在于，所述检测方法包括：

根据确定的肢体平面，确定每个电极(1)的安放位置，并进行妥善固定；每个电极可以根据所在位置，获取一个有矢量方向(2)的肌电信号，然后计算本平面的肌电向量(3)；

根据每一平面的肌电向量(3)构建多平面的肌电向量，从而在3D空间和时间轴上重构和分析上下肢的肌肉激活和失衡状况；

所述检测方法具体包括：

(1)应用表面肌电信号采集设备，分别将8个电极以等距方式粘贴在肢体同一横截面水平表面上；

(2)每个电极获取的表面肌电信号，进行平滑处理，计算各项时域参数及频域参数；时域参数包括积分肌电值IEMG、均方根值RMS、平均肌电值AEMG、协同收缩率CR及峰值振幅PA；频域参数包括平均功率频率MPF及中位频率MF；

公式如下，假设x是采样后的EMG采样点对应采样值，连续窗口宽度为N个采样点：

RMS：

IEMG：

AEMG：

MF：MF是的解，p(f)是EMG信号的功率谱密度函数；

MPF：

PA：max(|x|)；

(3)根据各个电极所处位置，计算具体时间点的每一个时域参数和频域参数的肌电向量值，并根据时间演进画出平滑的曲线，此曲线即为四肢表面肌电向量曲线；

(4)进一步多平面检测提供肢体肌肉三维激活图。

2.根据权利要求1所述的四肢表面肌电向量的检测方法，其特征在于：

通过将上下肢沿骨骼方向做多个横截面进行肌电信号的提取，提取出更多维的信号相关性信息，所述信号相关性信息包括同一肌肉块的肌电信号沿肢体骨骼方向向肢体末端传输的时延和衰减；相邻肌肉块肌电信号在同一截面上的发力时延、幅度、频率谱；在3D空间和时间轴上重构和分析大腿和小腿的肌肉激活和失衡状况；将上下肢沿骨骼方向做多个横截面进行肌电信号的提取包括肌电信号起始点和终止点检测，所述肌电信号起始点和终止点检测涉及的流程包括：

陷波器去除工频干扰：

假设原始EMG信号为s(n)，陷波器冲激响应为f_notch(n)，则经过陷波器滤除工频干扰后的信号为x(n)＝s(n)*f_notch(n)，其中*表示卷积；

低通滤波器获取信号包络：

假设输入信号为x(n)，采用的低通滤波器冲激响应为f(n)，则信号包络为y(n)＝|x(n)*f(n)|，其中*表示卷积；

积分器获取信号能量：

对信号包络信息进行积分，有p(n)就是信号能量；

肌电信号起始点和终止点检测：

采用滑窗SNR检测的方法检测肌肉活动的起始点和终止点，其方法为，用两个长度为L个样本采样点的窗，两个窗相邻，沿着时间轴滑动，分别计算两个窗内信号的能量，能量计算方法为用后一个窗的能量除以前一个窗的能量，其比值为若γthreshold_start，则认为对应点为信号的起始点，在信号起始点找到的情况下，继续检测两个窗能量的比值，当γthreshold_end时，认为信号终止点找到。