【摘要】：肌肉協(xié)同模型是神經(jīng)產(chǎn)生并控制運(yùn)動的低維度結(jié)構(gòu),探討不同動作任務(wù)下的表面肌電信號(s EMG)間的相干性分析,可以體現(xiàn)相應(yīng)肌群的協(xié)同耦合關(guān)系,進(jìn)而能從神經(jīng)控制運(yùn)動與肌肉相互配合協(xié)調(diào)的角度揭示運(yùn)動產(chǎn)生與執(zhí)行規(guī)律。組織8名年輕健康受試者(男女均半、20~24歲)進(jìn)行上肢腕部屈、伸實(shí)驗(yàn),采集動作時(shí)相應(yīng)肌群的s EMG數(shù)據(jù),引入非負(fù)矩陣分解(NMF)方法分析肌間協(xié)同性,并進(jìn)一步對協(xié)同性較高的肌群采用一致性分析方法,研究信號beta(15~35 Hz)和gamma(35~60 Hz)頻段的耦合強(qiáng)度關(guān)系,探討腕部伸屈動作下不同受試者之間的協(xié)同-耦合性差異。結(jié)果表明:腕伸動作下,主動肌橈側(cè)腕短伸肌(ECR)、指伸肌(ED)、尺側(cè)腕伸肌(ECU)、肱橈肌(B)在協(xié)同模塊W5中具有協(xié)同關(guān)系,且肌間耦合強(qiáng)度顯著(P0.05),beta頻段與gamma頻段一致性顯著面積相差較大(1.261±0.966);腕屈動作下,分別在協(xié)同模塊W_1W_4W_5中存在具有協(xié)同關(guān)系的肌肉對,且肌肉間耦合強(qiáng)度顯著(P0.001),在beta和gamma頻段一致性顯著面積相差較小(0.412±0.163),但主動肌橈側(cè)腕屈肌、指淺屈肌間不具有協(xié)同性,耦合關(guān)系較弱。以上說明:神經(jīng)控制運(yùn)動的方式不同,體現(xiàn)為肌肉協(xié)同-耦合關(guān)系有所差異;在同一協(xié)同模塊中,協(xié)同性較高的肌肉間耦合關(guān)系較強(qiáng),揭示神經(jīng)控制運(yùn)動規(guī)律與肌肉相互配合方式;運(yùn)用此方法進(jìn)行肌間協(xié)同-耦合聯(lián)合分析,可望深入揭示中樞神經(jīng)模塊化協(xié)同控制運(yùn)動機(jī)制,進(jìn)一步為運(yùn)動障礙患者功能分析和評價(jià)提供科學(xué)依據(jù)。
[Abstract]:Muscle coordination model is a low-dimensional structure of nerve generation and control movement. The coherence analysis of surface electromyography (s EMG) signals under different action tasks can reflect the cooperative coupling relationship of the corresponding muscle groups. Furthermore, it can reveal the law of motion generation and execution from the angle of coordination between nerve control movement and muscle. Eight young healthy subjects (male and female, aged 20 to 24) were studied for wrist flexion and extention of upper limbs. S EMG data of the corresponding muscle groups were collected, and non-negative matrix factorization (NMF) was introduced to analyze the intermuscular synergy. Furthermore, the consistency analysis method was used to study the coupling strength relationship between beta (155Hz) and gamma (356Hz), and to explore the differences of synergetic coupling between different subjects under wrist flexion and extension. The results showed that the (ECU), brachioradialis muscle (B) of extensor carpal short muscle (ECR), extensor digitorum muscle (ED), ulnar extensor carpal muscle (ECU), radial muscle had a synergistic relationship in W5 under carpal extension. There was significant difference in the area of the consistency between the beta band and the gamma band (1.261 鹵0.966). Under wrist flexion, there were synergistic muscle pairs in the synergetic module W_1W_4W_5, respectively. The strength of intermuscular coupling was significant (P0. 001), and the difference of the consistent area between beta and gamma was small (0.412 鹵0.163), but there was no synergy between flexor carpi radialis and flexor digitorum superficial flexor, but the coupling relationship was weak. The results show that the way of neural control is different, which is reflected by the difference of muscle synergy and coupling; in the same cooperative module, there is a strong synergy between muscles. It is expected to reveal the mechanism of modular cooperative control of central nervous system by using this method to analyze the intermuscular synergetic and coupling joint analysis. To provide scientific basis for functional analysis and evaluation of patients with dyskinesia.
【作者單位】： 燕山大學(xué)電氣工程學(xué)院河北省測試計(jì)量技術(shù)及儀器重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：國家自然科學(xué)基金(61271142,61503325) 河北省自然科學(xué)基金(F2015203372)
【分類號】：R318;TN911.6

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本文編號：2172600