一种肌电信号分析方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及康复工程领域，尤其涉及一种肌电信号分析方法及系统。
【背景技术】
[0002] 伴随着肌电信号分析方法的日益完善，肌电信号在基础研宄、临床诊断以及康复 工程中得到广泛运用。例如，利用肌电信号的信息可以对肌疲劳性、重症肌无力、肌强直以 及肌萎缩等多种疾病作出临床诊断。目前，肌电信号分析方法主要包括以下步骤：首先将采 集的肌电信号进行整形处理，然后将该肌电信号进行滤波处理，最后通过计算滤波处理后 的肌电信号的特征值来分析该肌电信号。由于使用滤波器处理肌电信号时，要求有效信号 与干扰信号具有不同的频谱，而实际的肌电信号都是十分微弱，很难提取出来；所以在计算 过程中只能粗略的计算出该肌电信号的特征值。由此可见，上述肌电信号分析方法精确度 不高且不能直观体现肌电信号的信息。
【发明内容】
[0003] 本发明实施例提供了一种肌电信号分析方法及系统，能够直观、精确的体现肌电 信号的信息。
[0004] 本发明实施例公开了一种肌电信号分析方法，包括：
[0005] 所述肌电信号采集设备采集目标肌群运动过程中的肌电信号；
[0006] 所述肌电信号分析设备提取所述肌电信号采集设备采集的肌电信号；
[0007] 所述肌电信号分析设备绘制所述肌电信号采集设备采集的肌电信号的特征图；
[0008] 所述肌电信号分析设备根据所述特征图分析所述目标肌群的肌电信号。
[0009] 相应地，本发明实施例还提供了一种肌电信号分析系统，包括肌电信号采集设备 以及肌电信号分析设备，其中。
[0010] 所述肌电信号采集设备用于采集目标肌群运动过程中的肌电信号；
[0011] 所述肌电信号分析设备用于提取所述肌电信号采集设备采集的肌电信号；
[0012] 所述肌电信号分析设备还用于绘制所述肌电信号采集设备采集的肌电信号的特 征图；
[0013] 所述肌电信号分析设备还用于根据所述特征图分析所述目标肌群的肌电信号。
[0014] 本发明实施例中，所述肌电信号采集设备采集目标肌群运动过程中的肌电信号； 所述肌电信号分析设备提取所述肌电信号采集设备采集的肌电信号；所述肌电信号分析设 备绘制所述肌电信号采集设备采集的肌电信号的特征图；所述肌电信号分析设备根据所述 特征图分析所述目标肌群的肌电信号。由于所述肌电信号分析设备会先绘制所述肌电信号 采集设备采集的肌电信号的特征图，根据绘制的特征图来分析肌电信号。由此可见，实施本 发明实施例能够直观、精确的体现肌电信号的信息。
【附图说明】
[0015] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的 附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普 通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016] 图1是本发明实施例公开的一种肌电信号分析方法的流程示意图；
[0017] 图2是本发明实施例公开的另一种肌电信号分析方法的流程示意图；
[0018] 图3是本发明实施例公开的又一种肌电信号分析方法的流程示意图；
[0019] 图4是本发明实施例公开的又一种肌电信号分析方法的流程示意图；
[0020] 图5是本发明实施例公开的一种肌电信号分析系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0021] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发 明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施 例，都属于本发明保护的范围。
[0022] 本发明实施例公开了一种肌电信号分析方法及系统，通过绘制肌电信号的特征 图，并从该特征图中获取特征信息值，从而可以分析肌电信号的信息。以下分别进行详细说 明。
[0023] 请参阅图1，图1是本发明实施例公开的一种肌电信号分析方法的流程示意图，如 图1所示，该肌电信号分析方法可以包括以下步骤：
[0024] S101、肌电信号采集设备采集目标肌群运动过程中的肌电信号。
[0025] 本发明实施例中，肌电信号（EMG)是众多肌纤维中运动单元动作电位（MUAP)在时 间和空间上的叠加。表面肌电信号（SEMG)是浅层肌肉EMG和神经干上电活动在皮肤表面 的综合效应，能在一定程度上反映神经肌肉的活动；相对于针电极EMG，SEMG在测量上具有 非侵入性、无创伤、操作简单等优点。因而，SEMG在临床医学、人机功效学、康复医学以及体 育科学等方面均有重要的实用价值。
[0026] 具体地，该肌电信号采集设备的采集通道的数目包括至少2个通道，且至多128个 通道。在进行肌电信号的采集中，需采集目标肌群运动过程中的肌电信号。
[0027] S102、肌电信号分析设备提取肌电信号采集设备采集的肌电信号。
[0028] 本发明实施例中，肌电信号分析设备可以是安装了 MATLAB软件的计算机等设备。 当肌电信号采集设备采集到目标肌群运动过程中的肌电信号时，肌电信号分析设备便可从 肌电信号采集设备中提取采集到的肌电信号，以便后续对该肌电信号进行分析。
[0029] S103、肌电信号分析设备绘制肌电信号采集设备采集的肌电信号的特征图。
[0030] 本发明实施例中，当肌电信号分析设备从肌电信号采集设备中提取到采集到的肌 电信号时，该肌电信号分析设备会先将该肌电信号进行滤波处理，以去除干扰信号，因为实 际中的肌电信号一般都比较微弱，所以只是采用普通的滤波器很难将干扰信号滤波完全。 所以本发明中采用的是使用MATLAB(Matrix&Laboratory)软件进行处理采集到的肌电信 号。再将肌电信号进行滤波处理后，可以绘制该肌电信号的特征图；由于对于肌电信号的分 析可以在时域对其进行分析，也可通过对该肌电信号频域进行分析。若是对该肌电信号的 适于进行分析时，可以通过计算该肌电信号的均方根，根据计算的均方根值来绘制电势图； 若是对该肌电信号的频域进行分析，则可通过进行快速傅里叶变换，绘制与该肌电信号对 应的频谱图。
[0031] 具体地，MATLAB软件用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级 技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB软件和Simulink两大部分。MATLAB软件是 matrix&laboratory两个词的组合，意为矩阵工厂（矩阵实验室）。是由美国mathworks 公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。它将数 值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集 成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研宄、工程设计以及必须进行有效数值计算的众 多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计 语言（如C、Fortran)的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。MATLAB和 Mathemati Ca、Maple并称为三大数学软件。它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首 屈一指。MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编 程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、 金融建模设计与分析等领域。MATLAB的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学、工程 中常用的形式十分相似，故用MATLAB来解算问题要比用C，FORTRAN等语言完成相同的事情 简捷得多，并且MATLAB也吸收了像Maple等软件的优点，使MATLAB成为一个强大的数学软 件。
[0032] S104、肌电信号分析设备根据特征图分析目标肌群的肌电信号。
[0033] 本发明实施例中，当肌电信号分析设备根据不同的处理方式绘制了相应特征图 后，可以从该特征图中获取特征信息值，以分析该肌电信号的信息。进一步说，当是通过时 域处理来分析该肌电信号时，则可从与该肌电信号对应的电势图中提取特征信息值值来分 析该肌电信号；特征信息值值可以是方差等值。当是通过频域处理来分析该肌电信号时，则 可从与该肌电信号对应的频谱图来分析该肌电信号的信息。该肌电信号的信息可以包括目 标肌群的肌力水平、局部疲劳程度、运动单位兴奋传导速度、多肌群协调性等多种肌肉活动 以及中枢控制特征的变化规律。
[0034] 在图1中，肌电信号采集设备采集目标肌群运动过程中的肌电信号；肌电信号分 析设备提取肌电信号采集设备采集的肌电信号；肌电信号分析设备绘制肌电信号采集设备 采集的肌电信号的特征图；肌电信号分析设备根据特征图分析目标肌群的肌电信号。由于 肌电信号分析设备会先绘制肌电信号采集设备采集的肌电信号的特征图，根据绘制的特征 图来分析肌电信号。由此可见，实施本发明实施例能够直观、精确的体现肌电信号的信息。
[0035] 请参阅图2,图2是本发明实施例公开的另一种肌电信号分析方法的流程示意图， 如图2所示，该肌电信号分析方法具体包括以下步骤：
[0036] S201、肌电信号采集设备采集目标肌群运动过程中的肌电信号。
[0037] S202、肌电信号分析设备提取肌电信号采集设备采集的肌电信号。
[0038] S203、肌电信号分析设备将肌电信号采集设备采集的肌电信号滤波处理，以去除 干扰信号。