一種肌電信號(hào)分析方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及康復(fù)工程領(lǐng)域，尤其涉及一種肌電信號(hào)分析方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 伴隨著肌電信號(hào)分析方法的日益完善，肌電信號(hào)在基礎(chǔ)研宄、臨床診斷以及康復(fù) 工程中得到廣泛運(yùn)用。例如，利用肌電信號(hào)的信息可以對(duì)肌疲勞性、重癥肌無(wú)力、肌強(qiáng)直以 及肌萎縮等多種疾病作出臨床診斷。目前，肌電信號(hào)分析方法主要包括以下步驟：首先將采 集的肌電信號(hào)進(jìn)行整形處理，然后將該肌電信號(hào)進(jìn)行濾波處理，最后通過(guò)計(jì)算濾波處理后 的肌電信號(hào)的特征值來(lái)分析該肌電信號(hào)。由于使用濾波器處理肌電信號(hào)時(shí)，要求有效信號(hào) 與干擾信號(hào)具有不同的頻譜，而實(shí)際的肌電信號(hào)都是十分微弱，很難提取出來(lái)；所以在計(jì)算 過(guò)程中只能粗略的計(jì)算出該肌電信號(hào)的特征值。由此可見(jiàn)，上述肌電信號(hào)分析方法精確度 不高且不能直觀體現(xiàn)肌電信號(hào)的信息。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明實(shí)施例提供了一種肌電信號(hào)分析方法及系統(tǒng)，能夠直觀、精確的體現(xiàn)肌電 信號(hào)的信息。
[0004] 本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)了一種肌電信號(hào)分析方法，包括：
[0005] 所述肌電信號(hào)采集設(shè)備采集目標(biāo)肌群運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的肌電信號(hào)；
[0006] 所述肌電信號(hào)分析設(shè)備提取所述肌電信號(hào)采集設(shè)備采集的肌電信號(hào)；
[0007] 所述肌電信號(hào)分析設(shè)備繪制所述肌電信號(hào)采集設(shè)備采集的肌電信號(hào)的特征圖；
[0008] 所述肌電信號(hào)分析設(shè)備根據(jù)所述特征圖分析所述目標(biāo)肌群的肌電信號(hào)。
[0009] 相應(yīng)地，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種肌電信號(hào)分析系統(tǒng)，包括肌電信號(hào)采集設(shè)備 以及肌電信號(hào)分析設(shè)備，其中。
[0010] 所述肌電信號(hào)采集設(shè)備用于采集目標(biāo)肌群運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的肌電信號(hào)；
[0011] 所述肌電信號(hào)分析設(shè)備用于提取所述肌電信號(hào)采集設(shè)備采集的肌電信號(hào)；
[0012] 所述肌電信號(hào)分析設(shè)備還用于繪制所述肌電信號(hào)采集設(shè)備采集的肌電信號(hào)的特 征圖；
[0013] 所述肌電信號(hào)分析設(shè)備還用于根據(jù)所述特征圖分析所述目標(biāo)肌群的肌電信號(hào)。
[0014] 本發(fā)明實(shí)施例中，所述肌電信號(hào)采集設(shè)備采集目標(biāo)肌群運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的肌電信號(hào)； 所述肌電信號(hào)分析設(shè)備提取所述肌電信號(hào)采集設(shè)備采集的肌電信號(hào)；所述肌電信號(hào)分析設(shè) 備繪制所述肌電信號(hào)采集設(shè)備采集的肌電信號(hào)的特征圖；所述肌電信號(hào)分析設(shè)備根據(jù)所述 特征圖分析所述目標(biāo)肌群的肌電信號(hào)。由于所述肌電信號(hào)分析設(shè)備會(huì)先繪制所述肌電信號(hào) 采集設(shè)備采集的肌電信號(hào)的特征圖，根據(jù)繪制的特征圖來(lái)分析肌電信號(hào)。由此可見(jiàn)，實(shí)施本 發(fā)明實(shí)施例能夠直觀、精確的體現(xiàn)肌電信號(hào)的信息。
【附圖說(shuō)明】
[0015] 為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的 附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普 通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0016] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)的一種肌電信號(hào)分析方法的流程示意圖；
[0017] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)的另一種肌電信號(hào)分析方法的流程示意圖；
[0018] 圖3是本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)的又一種肌電信號(hào)分析方法的流程示意圖；
[0019] 圖4是本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)的又一種肌電信號(hào)分析方法的流程示意圖；
[0020] 圖5是本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)的一種肌電信號(hào)分析系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā) 明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施 例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0022] 本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)了一種肌電信號(hào)分析方法及系統(tǒng)，通過(guò)繪制肌電信號(hào)的特征 圖，并從該特征圖中獲取特征信息值，從而可以分析肌電信號(hào)的信息。以下分別進(jìn)行詳細(xì)說(shuō) 明。
[0023] 請(qǐng)參閱圖1，圖1是本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)的一種肌電信號(hào)分析方法的流程示意圖，如 圖1所示，該肌電信號(hào)分析方法可以包括以下步驟：
[0024] S101、肌電信號(hào)采集設(shè)備采集目標(biāo)肌群運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的肌電信號(hào)。
[0025] 本發(fā)明實(shí)施例中，肌電信號(hào)（EMG)是眾多肌纖維中運(yùn)動(dòng)單元?jiǎng)幼麟娢唬∕UAP)在時(shí) 間和空間上的疊加。表面肌電信號(hào)（SEMG)是淺層肌肉EMG和神經(jīng)干上電活動(dòng)在皮膚表面 的綜合效應(yīng)，能在一定程度上反映神經(jīng)肌肉的活動(dòng)；相對(duì)于針電極EMG，SEMG在測(cè)量上具有 非侵入性、無(wú)創(chuàng)傷、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。因而，SEMG在臨床醫(yī)學(xué)、人機(jī)功效學(xué)、康復(fù)醫(yī)學(xué)以及體 育科學(xué)等方面均有重要的實(shí)用價(jià)值。
[0026] 具體地，該肌電信號(hào)采集設(shè)備的采集通道的數(shù)目包括至少2個(gè)通道，且至多128個(gè) 通道。在進(jìn)行肌電信號(hào)的采集中，需采集目標(biāo)肌群運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的肌電信號(hào)。
[0027] S102、肌電信號(hào)分析設(shè)備提取肌電信號(hào)采集設(shè)備采集的肌電信號(hào)。
[0028] 本發(fā)明實(shí)施例中，肌電信號(hào)分析設(shè)備可以是安裝了 MATLAB軟件的計(jì)算機(jī)等設(shè)備。 當(dāng)肌電信號(hào)采集設(shè)備采集到目標(biāo)肌群運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的肌電信號(hào)時(shí)，肌電信號(hào)分析設(shè)備便可從 肌電信號(hào)采集設(shè)備中提取采集到的肌電信號(hào)，以便后續(xù)對(duì)該肌電信號(hào)進(jìn)行分析。
[0029] S103、肌電信號(hào)分析設(shè)備繪制肌電信號(hào)采集設(shè)備采集的肌電信號(hào)的特征圖。
[0030] 本發(fā)明實(shí)施例中，當(dāng)肌電信號(hào)分析設(shè)備從肌電信號(hào)采集設(shè)備中提取到采集到的肌 電信號(hào)時(shí)，該肌電信號(hào)分析設(shè)備會(huì)先將該肌電信號(hào)進(jìn)行濾波處理，以去除干擾信號(hào)，因?yàn)閷?shí) 際中的肌電信號(hào)一般都比較微弱，所以只是采用普通的濾波器很難將干擾信號(hào)濾波完全。 所以本發(fā)明中采用的是使用MATLAB(Matrix&Laboratory)軟件進(jìn)行處理采集到的肌電信 號(hào)。再將肌電信號(hào)進(jìn)行濾波處理后，可以繪制該肌電信號(hào)的特征圖；由于對(duì)于肌電信號(hào)的分 析可以在時(shí)域?qū)ζ溥M(jìn)行分析，也可通過(guò)對(duì)該肌電信號(hào)頻域進(jìn)行分析。若是對(duì)該肌電信號(hào)的 適于進(jìn)行分析時(shí)，可以通過(guò)計(jì)算該肌電信號(hào)的均方根，根據(jù)計(jì)算的均方根值來(lái)繪制電勢(shì)圖； 若是對(duì)該肌電信號(hào)的頻域進(jìn)行分析，則可通過(guò)進(jìn)行快速傅里葉變換，繪制與該肌電信號(hào)對(duì) 應(yīng)的頻譜圖。
[0031] 具體地，MATLAB軟件用于算法開(kāi)發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)值計(jì)算的高級(jí) 技術(shù)計(jì)算語(yǔ)言和交互式環(huán)境，主要包括MATLAB軟件和Simulink兩大部分。MATLAB軟件是 matrix&laboratory兩個(gè)詞的組合，意為矩陣工廠（矩陣實(shí)驗(yàn)室）。是由美國(guó)mathworks 公司發(fā)布的主要面對(duì)科學(xué)計(jì)算、可視化以及交互式程序設(shè)計(jì)的高科技計(jì)算環(huán)境。它將數(shù) 值分析、矩陣計(jì)算、科學(xué)數(shù)據(jù)可視化以及非線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的建模和仿真等諸多強(qiáng)大功能集 成在一個(gè)易于使用的視窗環(huán)境中，為科學(xué)研宄、工程設(shè)計(jì)以及必須進(jìn)行有效數(shù)值計(jì)算的眾 多科學(xué)領(lǐng)域提供了一種全面的解決方案，并在很大程度上擺脫了傳統(tǒng)非交互式程序設(shè)計(jì) 語(yǔ)言（如C、Fortran)的編輯模式，代表了當(dāng)今國(guó)際科學(xué)計(jì)算軟件的先進(jìn)水平。MATLAB和 Mathemati Ca、Maple并稱為三大數(shù)學(xué)軟件。它在數(shù)學(xué)類科技應(yīng)用軟件中在數(shù)值計(jì)算方面首 屈一指。MATLAB可以進(jìn)行矩陣運(yùn)算、繪制函數(shù)和數(shù)據(jù)、實(shí)現(xiàn)算法、創(chuàng)建用戶界面、連接其他編 程語(yǔ)言的程序等，主要應(yīng)用于工程計(jì)算、控制設(shè)計(jì)、信號(hào)處理與通訊、圖像處理、信號(hào)檢測(cè)、 金融建模設(shè)計(jì)與分析等領(lǐng)域。MATLAB的基本數(shù)據(jù)單位是矩陣，它的指令表達(dá)式與數(shù)學(xué)、工程 中常用的形式十分相似，故用MATLAB來(lái)解算問(wèn)題要比用C，F(xiàn)ORTRAN等語(yǔ)言完成相同的事情 簡(jiǎn)捷得多，并且MATLAB也吸收了像Maple等軟件的優(yōu)點(diǎn)，使MATLAB成為一個(gè)強(qiáng)大的數(shù)學(xué)軟 件。
[0032] S104、肌電信號(hào)分析設(shè)備根據(jù)特征圖分析目標(biāo)肌群的肌電信號(hào)。
[0033] 本發(fā)明實(shí)施例中，當(dāng)肌電信號(hào)分析設(shè)備根據(jù)不同的處理方式繪制了相應(yīng)特征圖 后，可以從該特征圖中獲取特征信息值，以分析該肌電信號(hào)的信息。進(jìn)一步說(shuō)，當(dāng)是通過(guò)時(shí) 域處理來(lái)分析該肌電信號(hào)時(shí)，則可從與該肌電信號(hào)對(duì)應(yīng)的電勢(shì)圖中提取特征信息值值來(lái)分 析該肌電信號(hào)；特征信息值值可以是方差等值。當(dāng)是通過(guò)頻域處理來(lái)分析該肌電信號(hào)時(shí)，則 可從與該肌電信號(hào)對(duì)應(yīng)的頻譜圖來(lái)分析該肌電信號(hào)的信息。該肌電信號(hào)的信息可以包括目 標(biāo)肌群的肌力水平、局部疲勞程度、運(yùn)動(dòng)單位興奮傳導(dǎo)速度、多肌群協(xié)調(diào)性等多種肌肉活動(dòng) 以及中樞控制特征的變化規(guī)律。
[0034] 在圖1中，肌電信號(hào)采集設(shè)備采集目標(biāo)肌群運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的肌電信號(hào)；肌電信號(hào)分 析設(shè)備提取肌電信號(hào)采集設(shè)備采集的肌電信號(hào)；肌電信號(hào)分析設(shè)備繪制肌電信號(hào)采集設(shè)備 采集的肌電信號(hào)的特征圖；肌電信號(hào)分析設(shè)備根據(jù)特征圖分析目標(biāo)肌群的肌電信號(hào)。由于 肌電信號(hào)分析設(shè)備會(huì)先繪制肌電信號(hào)采集設(shè)備采集的肌電信號(hào)的特征圖，根據(jù)繪制的特征 圖來(lái)分析肌電信號(hào)。由此可見(jiàn)，實(shí)施本發(fā)明實(shí)施例能夠直觀、精確的體現(xiàn)肌電信號(hào)的信息。
[0035] 請(qǐng)參閱圖2,圖2是本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)的另一種肌電信號(hào)分析方法的流程示意圖， 如圖2所示，該肌電信號(hào)分析方法具體包括以下步驟：
[0036] S201、肌電信號(hào)采集設(shè)備采集目標(biāo)肌群運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的肌電信號(hào)。
[0037] S202、肌電信號(hào)分析設(shè)備提取肌電信號(hào)采集設(shè)備采集的肌電信號(hào)。
[0038] S203、肌電信號(hào)分析設(shè)備將肌電信號(hào)采集設(shè)備采集的肌電信號(hào)濾波處理，以去除 干擾信號(hào)。