科创中国
一种肌群协同分析方法和系统
成果类型：: 发明专利
发布时间: 2023-10-08 16:55:10
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：天津市滨海新区| 宋学姮 | 2023-10-12 16:41:16
本发明涉及神经康复工程及运动机制技术领域，尤其一种肌群协同分析方法和系统。本发明针对肌群协同从时‑空域和频‑空域两个角度进行分析，涉及协同向量相似度评估，共有协同和特有协同，时‑空肌群协同特性分析，激活系数分析，频‑空肌群协同特性分析和不同频段肌群协同相关度分析。与传统的肌肉协同分析方法相比，本发明从时‑空‑频不同维度进行肌群协同分析，能够更加精确地研究神经肌肉活动的细微变化，有助于探索研究运动控制反馈机制及运动障碍病理机制，建立基于肌电信号的康复状态评价指标，能够为为临床康复训练提供指导意义。
1.一种肌群协同分析方法，其特征在于，包括
获取多通道肌电信号；
对多通道肌电信号进行预处理，形成多通道包络矩阵；
采用非负矩阵分解算法对包络矩阵进行分解，提取肌群协同；
确定肌群协同个数；
对肌群协同进行相似度评估。
2.如权利要求1所述的肌群协同分析方法，其特征在于，所述相似度评估的维度至少包括欧式距离，余弦夹角和相似指数中的一种。
3.如权利要求1所述的肌群协同分析方法，其特征在于，还包括共有协同和特有协同分析，
将每种运动模式下所有协同向量聚成k类，定义样本与其所属类的中心之间的距离的综合为损失函数，选择k个类的中心，将样本逐个指派到与其最近的中心的类中，得到一个聚类结果；然后更新每个类的样本的均值，作为类的新的中心；重复以上步骤，使损失函数极小化并达到收敛；
把含有协同向量个数少于预定个数的类剔除，剩下的聚类中心为代表协同向量，将两种运动模式下的代表协同向量进行相似度配对，相似度高于预设阈值的代表协同向量为两种运动模式之间的共有协同向量，其他的为特有协同向量。
间质性膀胱炎是一种原因未明的以尿频、尿急、夜尿，膀胱充盈后耻骨上区及盆腔疼痛、排尿后减轻为临床表现的综合征。该疾病给患者带来巨大痛苦，严重降低生活质量。由于目前对其病因、发病机制均未明确，因此主要依靠临床表现和排他法诊断间质性膀胱炎。目前临床治疗多以控制症状为目的，尽管治疗方法很多，但尚未有确切的治愈药物及方法，而有关间质性膀胱炎的流行病学资料极为有限，但从现有的资料分析，间质性膀胱炎可能是泌尿外科最常忽略也是最为困惑的疑难病之一。目前，口服药物可能不完全有效，而且带来不良副作用的高风险，导致不耐受和频繁停药，需要有减少副作用的有效疗法。
中国科学院深圳先进技术研究院提升了粤港地区及我国先进制造业和现代服务业的自主创新能力，推动我国自主知识产权新工业的建立，成为国际一流的工业研究院。 深圳先进院目前已初步构建了以科研为主的集科研、教育、产业、资本为一体的微型协同创新生态系统，由九个研究平台，国科大深圳先进技术学院，多个特色产业育成基地、多支产业发展基金、多个具有独立法人资质的新型专业科研机构等组成。开展先进技术研究，促进科技发展。信息、电子、通讯技术研究新材料、新能源技术研究高性能计算、自动化、精密机械研究生物医学与医疗仪器研究相关学历教育、博士后培养与学术交流。
本发明所述的电刺激啮齿类动物治疗间质性膀胱炎的装置及可穿戴设备在具体操作时，通过控制器控制第一周围神经效应器及第二周围神经效应器，分别产生第一电神经刺激信号及第二电神经刺激信号，对动物的隐神经及胫神经施加电刺激，避免对周围非目标组织造成影响。另外，本发明采用可穿戴的方式，在使用时，将穿戴部件穿戴于动物身体上，再对动物施加电刺激，整个电刺激过程中，不需要对动物进行麻醉，避免对后续实验带来不利的影响。
进一步，通过生物医学传感器采集动物受电刺激的反馈信息，控制器根据所述反馈信息调节第一电神经刺激信号及第二电神经刺激信号的参数，以修改与膀胱功能有关的大脑或脊髓自主反馈回路并平衡交感神经和副交感神经活动来减少间质性膀胱炎的症状。
技术合作
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。
下载app