基于多通道肌电信号小波变换的人手运动识别

目的：提出一种基于多通道肌电信号小波变换提取人手多种运动模式的方法。方法：对人手上肢肌肉记录的表面肌电信号进行多尺度分解，利用肌电信号小波系数的方差构造特征空间。然后从这个特征空间选择指定动作对应的两块肌肉的小波系数方差，求得两者间的比值。结果和结论：构造了新的特征空间，这个空间中包含了可识别各种人手动作的特征值，这种方法可以用于人手动作的识别，为研究多自由度假手表面肌电信号控制方法提供了新途径。     

基于学习矢量量化神经网络的表面肌电信号的模式分类研究

表面肌电信号（ｅｌｅｃｔｒｏｍｙｏｇｒａｍ,ＥＭＧ）是一种复杂的表皮下肌肉电活动在时间和空间上综合的特征图,已被广泛地应用于肌肉运动、肌肉损伤诊断、康复医学及体育运动等方面的研究。通常,在非疲劳、慢变力及等张收缩的情况下所测取的多通道屈伸的肌电信号,既可为控制假肢运动提供一个安全、非侵入的控制方式,也可用于人类运动和生物机械的研究〔１、２〕。随着检测技术、信号处理方法和计算机技术的发展,研究如何从表面肌电中识别出肢体的多种运动模式已经成为康复医学界研究的热点问题之一〔３〕。本文借助于学习矢量量化…     

人工神经网络在表面肌电信号辨识中的研究进展

肌电假肢是用截肢者残端表面肌电信号（electromyogram，EMG）作为控制信号源的外动力假肢，尤其是肌电假手有机地将人体与外部装置运动联系起来．使假手动作自然，仿生性能好，深受广大使用者和研究人员的青睐。利用表面EMG信号辨识人手运动模式的处理方法主要可以分成两类。一类方法是需要贴放多个电极，每对电极拾取的肌电信号对应一个动作，例如目前普遍采用的肌电假手，就是通过拾取截肢者残端的一对拮抗肌的表面EMG信号来控制假手驱动电机的正反转，实现人手张合运动。     

基于高阶神经网络的肌电信号识别方法的改进

目的;提高假肢分类训练的速度和准确率。方法：采用一种高效率的高阶神经网络－－Ｐｉ－Ｓｉｇｍａ网络,并针对肌电信号的非平稳特性,对用小波变换提取的表面肌电特征进行分类。结果：效率大大提高,而且在训练速度提高的同时,并不其分类的准确性。结论。与传统识别方法相比,Ｐｉ－Ｓｉｇｍａ网络的肌电信号识别方法训练速度快,精确度高,生好是一种具有肌电信号识别方法。     

基于表面肌电信号的手指运动模式识别系统

目的：建立一套基于表面肌电信号（sEMG）的手指运动模式识别系统。方法：研发了基于有源电极的sEMG检测装置和包含信号采集、分析、离线识别和在线识别模块的配套软件。结果：该系统能够同时采集4个通道sEMG数据，用16种时域、频域和时频域方法对其分析，并可以对7种sEMG特征提取及分类方法进行对比研究，还能在线控制假手。结论：本系统为多指、多自由度假手sEMG控制方法的研究提供了一个实验平台．该系统不仅可以用于手指运动模式识别，而且也可以用于人体其他运动模式的sEMG特征提取方法和分类器的对比研究。     

采集表面肌电信号应用于动作识别的可行性

背景:文献表明上肢前臂运动时所产生的表面肌电信号具有非线性特征,而肢体运动时肌电信号又呈现出非平稳特性.目的:设计一种简单的拾取电路采集表面肌电信号,拟应用于动作肌电信号的特征识别.方法:根据表面肌电信号的特点,设计高共模抑制比的前端放大电路,抑制共模干扰;采用低通滤波电路,有源双T带阻滤波器对信号进行去噪处理;对采集得到的信号进行小波包变换,得到信号的特征量.结果与结论:所设计的表面肌电信号检测电路具有较高共模抑制比,并能有效地滤除50 Hz工频信号,可以满足肌电信号采集电路的基本要求.肌电信号的处理结果表明采用子频段能量值的方法可以区分手部4种不同动作.     

采集表面肌电信号应用于动作识别的可行性

背景：文献表明上肢前臂运动时所产生的表面肌电信号具有非线性特征,而肢体运动时肌电信号又呈现出非平稳特性。目的：设计一种简单的拾取电路采集表面肌电信号,拟应用于动作肌电信号的特征识别。方法：根据表面肌电信号的特点,设计高共模抑制比的前端放大电路,抑制共模干扰;采用低通滤波电路,有源双T带阻滤波器对信号进行去噪处理;对采集得到的信号进行小波包变换,得到信号的特征量。结果与结论：所设计的表面肌电信号检测电路具有较高共模抑制比,并能有效地滤除50Hz工频信号,可以满足肌电信号采集电路的基本要求。肌电信号的处理结果表明采用子频段能量值的方法可以区分手部4种不同动作。     

负重对帕金森病患者上肢肌群表面肌电信号的影响

目的：观察帕金森病（PD ）患者上肢无负重和负重情况下上肢肌群表面肌电信号变化特征。方法：26例帕金森病患者为PD组,28例正常人作对照组,在坐位上肢屈肘无负重和负重1．5kg的静态运动负荷下,采用表面肌电对肱二头肌及屈腕肌群进行线性时、频分析。结果：PD组中位频率（MF）和平均功率频率（MPF）均值高于对照组（P＜0．01）,而平均肌电值（AEMG）值显著低于对照组（P＜0．01）。PD组的肱二头肌MF值、MPF值均小于屈腕肌群（P＜0．05,0．01）;PD组无负重的MF和MPF均值均大于负重时（P＜0．05,0．01）,而无负重时的AEMG小于负重时（P＜0．01）;无负重时肱二头肌的MF均值、MPF均值均小于屈腕肌群（P＜0．05,0．01）。结论：帕金森病患者上肢肌群运动单位募集过度,肌力下降,其中以前臂肌群或上肢无负重时最明显,表面肌电信号可以反映帕金森病患者的肌肉功能。     

两自由度实时控制肌电假手的研究

目的：针对手部缺失的残疾人佩戴电动假手的需要,研制一种实时控制两个自由度的肌电假手。方法：通过采集三路残疾人自身残臂上的表面肌电信号,应用简单的信号能量作为特征值,并通过二叉决策树的模式分类方法识别得到手部两个自由度5个动作模式,由单片机构成的信号处理和控制电路实现了两自由度电动假手的实时仿生控制。结果和结论：基于肌电信号的两自由度电动假手响应速度快,动作可靠,具有良好的操控性和适应能力。     

表面肌电信号的分析和特征提取

背景:表面肌电信号的检测与分析对临床诊断人体功能状况以及患者康复具有重要意义.目的:对表面肌电信号的采集、信号处理、特征分析和特征值提取方面进行分析.方法;在人体屈伸肘部的过程中,选取人体上肢4块肌肉(肱三头肌,肘肌,肱二头肌,肱桡肌)分别检测表面肌电信号,对表面肌电信号进行陷波和带通滤波等预处理(优化).在此基础上分析表面肌电信号的特征,并应用不同的特征值提取方法对优化后的表面肌电信号进行了特征提取.结果与结论:时域方法最早应用于肌电信号分析,易提取、方法简单;频域方法提取的特征值较稳定,使得频域方法成为肌电信号处理技术的主流;以小波变换为代表的时-频分析方法因结合了时域、频域两方法的特性,在肌电信号分析方面颇有潜力.     

面肌痉挛患者表面肌电信号特征研究

摘要 目的：探讨面肌痉挛患者眼轮匝肌表面肌电特征,为面肌痉挛的诊断及疗效评价提供依据。 方法：选取面肌痉挛门诊患者60例,采集患者放松状态下及做最大自主收缩闭眼动作时健、患侧眼轮匝肌表面肌电值,观察指标为中位频率（MF）、平均功率频率（MPF）及平均肌电值（AEMG）;同时予以Cohen量表评估,分析两种评价方法的相关性。 结果：在放松状态下,面肌痉挛患者健、患侧眼轮匝肌AEMG值有显著性差异（P<0.05）,健、患侧MF、MPF值比较无显著差异;在收缩状态下,健、患侧MF、MPF值比较有显著性差异（P<0.001）,健、患侧AEMG值比较有显著差异（P<0.05）;但在相关性研究中,表面肌电值与Cohen量表间无相关性。 结论：面肌痉挛患者存在特有的表面肌电信号特征,为临床诊断、评估面肌痉挛提供有效参考依据。     

三维动态捕捉系统结合表面肌电在脑卒中偏瘫患者上肢运动功能评估中的应用

目的 应用三维动态捕捉系统结合表面肌电分析脑卒中患者和健康人上肢触碰试验的运动学和生理学特点,并探讨其对脑卒中患者上肢运动功能评定的价值。方法 2019年1月至8月,采用三维动态捕捉系统Qualisys结合表面肌电,记录上肢和手BrunnstromⅤ期、改良Ashworth量表分级≤1级的北京博爱医院40例恢复期脑卒中偏瘫患者患侧上肢(偏瘫组)和40例健康成年人优势侧上肢(对照组)执行目标触碰任务时,肩、肘、腕关节和前臂的三维运动角度及相关肌肉表面肌电均方根值(RMS)。偏瘫组结果与Fugl-Meyer评定量表上肢部分(FMA-UE)评分间的关系采用Pearson相关性分析及多元线性回归分析。结果 偏瘫组肩关节内旋、屈曲,肘关节伸展,腕关节屈曲、尺偏角度绝对值较对照组增大(|t|> 2.321, P <0.05),而肩关节内收,前臂旋前较对照组显著减小(|t|> 6.426, P <0.001)。偏瘫组上肢各关节角度与FMA-UE评分间无相关性(P> 0.05)。偏瘫组上斜方肌、三角肌前部、三角肌中部、肱二头肌、胸大肌、旋前圆肌、肱桡肌、指伸肌RMS小于对...     

脑卒中患者桥式运动下竖脊肌与多裂肌表面肌电图信号特征研究

目的:观察脑卒中患者桥式运动下竖脊肌与多裂肌表面肌电(s EMG)信号变化特征,为桥式运动的临床应用提供电生理理论基础。方法:选取20例健康同龄成年人(正常组)与20例脑卒中偏瘫患者(患者组),对两组受试者行桥式运动时的竖脊肌与多裂肌s EMG信号参数进行比较分析。结果:1正常组双侧竖脊肌、多裂肌配对比较,时域指标平均肌电值(AEMG)、频域指标中位频率值(MF)均无显著性差异(P0.05);患者组竖脊肌患侧AEMG值大于健侧、患侧MF值均小于健侧,差异有显著性意义(P0.05);患者组双侧多裂肌AEMG值、MF值组内配对比较,差异无显著性意义。2两组受试者同侧竖脊肌与多裂肌AEMG值的比值差异无显著性意义(P0.05)。结论:桥式运动可作为脑卒中患者躯干肌训练的一种方法,但须注意训练时双侧竖脊肌的均衡性。     

The study of surface electromyography used for the assessment of abductor hallucis muscle activity in patients with hallux valgus

Background: Hallux valgus is a common foot disorder. In patients with hallux valgus, the anatomy and biomechanics of foot is subject to alterations. Objective: The aim of this clinical and neurophysiological study is to compare the activity of abductor hallucis (AbdH) muscle between the group of patients with hallux valgus and control group of healthy people, with the use of surface electromyography. Methods: The study involved 44 feet with diagnosed hallux valgus (research group) and 42 feet without deformation (control group). The X-ray images, measurements of range of motion in the first metatarsophalangeal joint and in hallux interphalangeal joint, and the surface electromyography study recorded from AbdH muscle were performed. Results: Considering the amplitude of motor unit action potential, study participants with hallux valgus demonstrate significantly less activity of AbdH muscle than people without hallux valgus deformity. This activity is not dependent on the severity of valgus, age, or range of motion. Conclusions: It is speculated that the changes of the AbdH function may occur in the period before clinical appearance of hallux valgus deformity, or at the onset of distortion development. Further studies are needed for a comprehensive assessment of AbdH muscle in patients with hallux valgus.     

表面肌电图在单侧脑卒中患者30s反复唾液吞咽试验中的比较研究

目的:通过运用表面肌电图(s EMG)分析单侧脑卒中患者30s反复唾液吞咽试验状态下的肌电信号特征,探讨表面肌电在单侧脑卒中后吞咽障碍的诊断价值。方法:选取单侧脑卒中后吞咽正常患者、单侧脑卒中后吞咽功能障碍患者各15例,分别纳入对照组和试验组,测定两组患者在30s反复唾液吞咽试验状态下健患两侧舌骨上肌群的表面肌电信号,对比分析二者间的异同。结果:在30s反复唾液吞咽试验状态下,同组舌骨上肌群健患两侧波形平均值、峰值、波形面积之间相比较,对照组健患两侧差异均无显著性意义(P0.05);而试验组健侧以上指标数值均明显大于患侧(P0.05)。上述指标组间相互比较,试验组健侧略大于对照组健侧,但无明显差异(P0.05);试验组患侧则明显低于对照组患侧,有明显差异性(P0.05)。单个吞咽波两组组间吞咽时限相比较,试验组明显大于对照组(P0.05);30s内吞咽次数相比较,试验组明显少于对照组(P0.05)。结论:通过对舌骨上肌群表面肌电信号的检测发现,单侧脑卒中后吞咽功能障碍患者健患两侧AEMG、峰值、IEMG值存在明显差异性,而单侧脑卒中后吞咽功能正常患者健患两侧不存在;且两人群中吞咽时间、吞咽次数及患侧单侧AEMG、峰值、IEMG值亦同样有差异,这对运用表面肌电图诊断单侧脑卒中后吞咽功能障碍可能具有积极的临床意义。     

电针委中穴缓解腰背肌疲劳的表面肌电研究

目的:通过表面肌电探讨电针委中穴对腰背肌疲劳的缓解效应,为电针治疗慢性腰痛寻找实验依据。方法:30例健康大学生,测试前通过视频资料熟悉测试过程,前后进行3组测试(分别间隔1周),每组测试含2次腰背肌耐力测试。第一组测试(空白对照组):先进行腰背肌耐力测试,俯卧位休息5min,再进行第二次腰背肌耐力测试;1周后,进行第二组测试(电针委中组):先进行腰背肌耐力测试,俯卧位电针双侧委中穴5min,取针后再进行第二次腰背肌耐力测试;再1周后,进行第三组测试(电针假委中组):先进行腰背肌耐力测试,俯卧位电针双侧腘横纹中股二头肌肌腱内侧5min,取针后再进行第二次腰背肌耐力测试。间隔1周内,嘱受试者维持日常作息,不进行剧烈活动,排除第二组、第三组测试时腰背肌出现疲劳、疼痛等不适者(本研究无剔除、脱落样本),以避免前后两组测试间相互影响。测试由4人同步进行,分别操作测试床、关节活动度尺、针刺与电针仪和表面肌电图仪。观察三种不同干预下腰背肌耐力测试维持时间及双侧腰竖脊肌、多裂肌的表面肌电(sEMG)指标——平均功率频率(MPF)。结果:三种干预方式下腰背肌耐力测试维持时间比较:第一次测试较第二次测试差异有显著性(P0.05);第二次测试电针委中组与空白对照组、电针假委中组比较,差异有显著性(P0.05);空白对照组与电针假委中组比较,第二次测试差异没有显著性(P0.05)。三种干预方式下双侧腰竖脊肌和多裂肌MPF比较:第二次测试较第一次测试差异有显著性(P0.05);电针委中组与空白对照组、电针假委中组比较,第二次测试差异有显著性(P0.05);空白对照组与电针假委中组比较,第二次测试差异没有显著性(P0.05)。结论:电针委中穴可有效缓解双侧腰竖脊肌和多裂肌疲劳。     

不同恢复期脑卒中患者胫骨前肌和腓肠肌表面肌电信号的研究

目的：探讨脑卒中偏瘫患者恢复期sEMG信号的特点及规律。方法：17例偏瘫患者分为两组．A组9例均为BrunnstromⅣ期的患者，B组8例均为BrunnstromⅤ期的患者，在进行踝关节背屈最大自主收缩的同时，采用表面肌电图仪记录患侧和健侧的胫骨前肌和腓肠肌外侧头收缩的肌电信号，并对两组的积分肌电值、协同收缩率等观测指标进行分析比较。结果：B组患侧胫骨前肌积分肌电值明显高于A组（P〈0．01），B组患侧协同收缩率则明显低于A组（P〈0．01），而两组的患侧腓肠肌、健侧胫骨前肌、健侧腓肠肌积分肌电，以及健侧的协同收缩率之间差异无显著性（P〉0．05）;A、B两组的患侧与健侧胫骨前肌积分肌电、患侧与健侧协同收缩率之间均有不同程度的差异（P〈0．01或P〈0．05），而两组患侧与健侧腓肠肌积分肌电之间差异均无显著性（P〉0．05）。结论：恢复后期的偏瘫患者踝背屈主动肌的收缩功能及对拮抗肌协同收缩的控制能力明显好于恢复前期的偏瘫患者。sEMG作为一种简便的、非创伤性的检查方法，在脑卒中偏瘫运动功能评价中具有潜在的临床应用价值。     

徒手感觉刺激对脑卒中偏瘫患者手指痉挛效果的表面肌电图观察北大核心CSCD

目的观察脑卒中患者偏瘫侧指部接受徒手感觉刺激前后,手指屈、伸肌表面肌电图(sEMG)的变化规律。方法2020年4月至8月,安徽医科大学第二附属医院康复医学科收治的脑卒中偏瘫患者50例,徒手对患侧各指甲床和末节两侧依次实施感觉刺激,至患侧手指主动伸展。刺激前后,采用改良Ashworth量表(MAS)评估患侧拇短屈肌、指浅屈肌、指伸肌张力;采集双侧拇短屈肌、指浅屈肌、指伸肌sEMG信号,计算均方根值(RMS)。结果刺激后,所有被测肌群MAS等级均明显降低(|Z|>2.699,P<0.01);患侧指伸肌RMS增加(t=-2.069,P<0.05)。患侧拇短屈肌和指伸肌RMS刺激前、后均小于健侧(t>2.450,P<0.05)。结论指部徒手感觉刺激能即时缓解脑卒中患者屈指肌痉挛,可能与促进伸指肌肌力有关。     

姿态与肌电融合的脑卒中患者上肢运动功能实时评估方法

摘要 目的：提出了一种基于运动姿态与肌电融合的脑卒中患者上肢运动功能实时评估方法。 方法：选取一定数量处于不同Brunnstrom分期的脑卒中患者。首先运用姿态与肌电检测传感器,分别采集康复动作评估过程中不同分期患者上肢运动姿态与表面肌电数据;其次分别提取患肢运动姿态与表面肌电数据特征,在融合姿态与肌电特征信息基础上获取患者上肢运动功能评估数据集;最后,选取具有较好实时分类性能的模糊支持向量机作为分类器,运用评估数据集测试上肢运动功能评估效果。 结果：基于模糊支持向量机构建的运动功能分类器经过离线训练后,姿态与肌电融合的分类器对脑卒中患者上肢运动功能实时评估准确率平均达到83%,且较单纯基于运动姿态(75%)或肌电(74%),具有更好的评估效果。 结论：姿态与肌电融合的上肢运动功能实时评估方法,能较准确地对脑卒中患者上肢运动功能进行实时Brunstrom分期。