基于表面肌电的面瘫患者针灸疗效检测可视化系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及医疗康复效果量化评估设备领域，尤其涉及一种基于sEMG的面瘫患 者针灸疗效检测可视化系统及方法。
【背景技术】
[0002] 面瘫是一种以面部表情肌群运动功能障碍为主要特征的一种常见病。目前，临床 上面瘫患者疗效评价主要依赖医生的治疗经验，通过观察患者抬眉、鼓腮、撅嘴、噤鼻子等 动作，从而对面瘫恢复情况进行主观评价；此外，Facial Disability Index(FDI)量表[1]， House Brackmann面神经分级标准[2]，Sunnybrook面神经分级标准[3]和Yanagihara面 神经分级标准[4]等主观评价量表也广泛的应用于面瘫患者疗效的评价。这些分级量表都 是基于医生和患者感受描述的主观评价方法，不能实时的给予面瘫患者客观准确的可视化 反馈信息。
[0003] 另一方面，Feng Zhao等[5]利用1-甲基-4-苯基_1，2, 3, 6-四氢吡啶（MPTP)制 作恒河猴的帕金森综合症模型，使其右臂肌肉僵直。针刺足三里（ST36 )，检测患臂的sEMG 信号。对于健康的恒河猴，针灸对其没有任何影响；对于患病恒河猴，经过一段时间的针灸 治疗，肌肉僵直情况有明显改善。在文献[6]中，针刺受试者对耳轮、对耳珠等位置，与此同 时，受试者提起、放下单位重量的负载，采集相应部位--肩部三角肌与斜方肌的EMG信号。 通过实验前中后的信号分析对比，发现60%收缩比下的EMG有大幅提高。上述这些研究，仅 仅是利用表面肌电信号验证针灸对某种疾病的治疗效果，并没有提出一个明确的参数化指 标，对受试对象的康复效果进行评价。现有的研究只能检测面瘫患者面部双侧肌肉sEMG信 号，而无法给出准确的恢复程度，也无法对针灸治疗效果给出客观准确的评价，不能进一步 预测患者的康复趋势。
[0004] [l]Kwon HJ1Kim JI1Lee MS1Choi JY, et al. Acupuncture for sequelae of Bell' s palsy:a randomized controlled trial protocol. Trials. 2011Mar9;12:71.
[0005] [2] Xia F, Han J, Liu X, Wang J1Jiang Z, Wang K, et al. Prednisolone and acupuncture in Bellj s palsy:study protocol for a randomized, controlled trial. Trials2011;12:158.
[0006] [3]Kanerva M1Poussa T, Pitkaranta A. Sunnybrook and House-Brackmann Facial Grading Systems:intraraterrepeatability and interrater agreement. Otolaryngol Head Neck Surg. 2006Dec;135(6):865-871.
[0007] [4]Ikeda M, Nakazato H, Hiroshige K, Abiko Y, Sugiura M. To what extent doevaluations of facial paralysis by physicians coincide with self-evaluations by patients: comparison of the Yanagihara method, the House-Brackmann method, and self-evaluation by patients. OtolNeurotol. 2003Mar;24(2):334-338.
[0008] [5] Feng Zhao, Xiaotong Fan, Richard Grondin, Ramsey Edwards, Eric Forman, Jennifer Moorehead, Greg Gerhardt,Xiaominffang, Zhiming Zhang, Improved methods for electroacupuncture and electromyographic recordings in normal and parkinsonian rhesus monkeys, Journal of Neuroscience Methodsl92(2010) 199 - 206.
[0009] [6]Fabiano Polittij Cesar Ferreira Amorim, Lilian Calilij Adriano de Oliveira Andrade, Evanisi T. Palomarij The use of surface electromyography for the study of auricular acupuncture, Journal of Bodywork &Movement Therapies(2010) 14, 219226.
【发明内容】
[0010] 针对现有技术的不足，本发明提供一种基于sEMG的面瘫患者针灸疗效检测可视 化系统及其方法。该系统通过sEMG信号分析装置的预处理，提取时域和频域特征，组建成 特征向量，降维等过程得到AR模型，准确的检测面瘫患者面部双侧肌肉恢复程度，并进一 步预测患者的康复趋势，为医生的临床治疗与患者的康复效果评估提供直观的量化的参考 指标。
[0011] 本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种基于基于表面肌电的面瘫患者 针灸疗效检测可视化系统，sEMG信号放大器的输入端连接sEMG信号采集电极，sEMG信号放 大器的输出端连接到sEMG信号AD转换器的输入端，sEMG信号分析装置的输入端连接sEMG 信号AD转换器的输出端，sEMG信号分析装置的输出端连接显示器。
[0012] 所述SEMG信号采集电极为电极片，且电极片形状适合肌肉形状和区域大小。
[0013] 所述sEMG信号分析装置为对sEMG信号进行全面分析处理，实现实时检测、滤波、 特征提取、特征向量降维、聚类功能，预测面瘫患者康复趋势的嵌入式系统。
[0014] 一种基于表面肌电的面瘫患者针灸疗效检测方法，
[0015] 将sEMG信号采集电极置于两侧面部肌肉，采集两侧面部肌肉的sEMG信号；
[0016] 将得到的sEMG信号通过sEMG信号放大器进行放大，并通过sEMG信号AD转换器， 将模拟sEMG信号转换成数字sEMG信号；
[0017] 将数模转换后的SEMG信号传输到sEMG信号分析装置进行预处理；
[0018] 提取预处理后的sEMG信号的时域和频域特征，组建成特征向量；
[0019] 采用PCA方法对特征向量降维，并利用kmeans聚类方法计算健康侧与患侧的类别 中心距；
[0020]