[发明专利]一种基于先验模板的肌电运动单元分解方法

权利要求书

1.一种基于先验模板的肌电运动单元分解方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

步骤1：采集志愿者15%最大自主收缩力持续作用下与静息状态下的肌电信号；

步骤2：采用小波包去噪处理步骤1中得到的肌电信号；

步骤3：对肌电仿真信号和肌电真实信号进行运动单元分解，包括以下具体步骤：

步骤3.1：选择n阶Hermite-Rodriguez函数作为先验模板对运动单元动作电位波形进行模拟；

步骤3.2：利用静息状态下的肌电信号作为参考信号，对15%最大自主收缩力持续作用下的肌电信号进行有效峰值检测：选择参考信号的均值作为检测阈值，基于该检测阈值检测出15%最大自主收缩持续作用力下的肌电信号的有效峰值，并按其幅值的绝对值大小进行降序排列；

步骤3.3：在有效峰值附近截取信号段与先验模板进行匹配处理，具体如下：

A.在确定有效峰值后，采用带有可变窗长的滑动窗口在各个有效尖峰附近进行截取，获得部分待分析的信号段作为备选运动单元动作电位；

B. 采用动态时间规整算法计算每个备选运动单元动作电位与四个先验模板的距离D，分别计算四个先验模板的平均振幅值mean_T；

C. 结合动态时间规整算法和先验模板的平均幅值来确定备选运动单元动作电位是否与先验模板匹配；具体的匹配决策规则为：如果距离D小于二分之一的mean_T，则认为该备选运动单元动作电位与先验模板匹配；否则不匹配；

D.根据与先验模板匹配的运动单元动作电位，选取备选运动单元动作电位的开始时间作为发放时刻；

步骤3.4：采用脉冲触发平均技术进行运动单元动作电位波形的重构，过程如下：

将每个先验模板识别出的运动单元发放时刻视为原始sEMG信号的触发时间点，依次触发得到多个触发波形；

对触发波形进行平均即可得到对应运动单元动作电位的重构波形；

步骤3.5：通过比较幅度因子和参考信号尖峰点平均值的大小判断循环迭代过程是否继续：在每次迭代剥离运动单元动作电位的过程中，若幅值高于参考信号尖峰点平均值，则视残差信号为更新后的肌电信号，并返回步骤3.2继续迭代；否则，循环迭代结束。

2.根据权利要求1所述的基于先验模板的肌电运动单元分解方法，其特征在于，步骤3.1中采用一阶与二阶Hermite-Rodriguez函数分别对应运动单元动作电位波形中的双相波形和三相波形。

3.根据权利要求1所述的基于先验模板的肌电运动单元分解方法，其特征在于，步骤3.2中还包括对n阶Hermite-Rodriguez函数中的幅度因子进行初始化，该幅度因子为归一化的运动单元动作电位的幅度因子。

4.根据权利要求3所述的基于先验模板的肌电运动单元分解方法，其特征在于，所述的幅度因子以公比为1/2的等比数列形式进行变化，用于描述不同MUAP的幅度水平。