基于表面肌电的肩部肌群多平面运动协同分析

摘要

肩关节是人体最灵活的关节，研究肩部肌肉群的协调机制，明确肌肉运动配合规律，可为肩部肌肉状态评估提供依据。本文从由表面肌电信号中提取肌肉协同，进而分析肌肉的协调性及激活强度。首先，采集不同平面内动作时的肩部表面肌肉肌电信号，并使用变分模态分解法进行降噪，得到协同提取数据集。然后，提取肌电数据的RMS包络，通过阈值检测方法划分出动作周期并进行数据的降采样和归一化。最后，通过非负矩阵分解法从肌电包络信号中提取4组肌肉协同，计算变异性占比和余弦相似度，验证协同数目的合理性。通过对肌肉协同中肌肉权重和时间激活的分析，从肌肉群中各肌肉的权重大小以及时间激活模块的激活顺序和持续时间发现，在矢状面、冠状面运动中三角肌前束和中束的肌肉协调占据明显的优势地位。本研究为开发更有效的康复训练方案提供了新的理论视角，且有助于预防运动损伤，帮助改善患者的生活质量。

关键词

肌电信号 / 肌肉协同 / 非负矩阵分解 / 康复训练辅助系统