【摘要】：手部運動功能神經(jīng)肌肉調(diào)節(jié)機制的研究在假肢控制、康復治療和評價等方面具有重要意義�；贕abor小波和格蘭杰因果(WT-GC)實現(xiàn)皮層肌肉耦合(CMC)分析,并定義GC峰值頻率和顯著性面積指標,定量描述不同頻段的腦-肌電耦合及信息流向特征。同步采集10名健康被試在10%和60%最大自主收縮力(MVC)下的腦電(EEG)與肌電(EMG)信號,運用腦-肌電同步性分析方法進行手部不同力量下的腦-肌電同步耦合特征分析。結(jié)果顯示:與10%MVC相比,在60%MVC握力輸出下,EEG→EMG和EMG→EEG方向GC峰值頻率均向高頻段轉(zhuǎn)移;EEG→EMG方向上beta頻段的GC顯著性面積降低,并具有統(tǒng)計性差異(P0.05)。研究結(jié)果驗證,所提出方法能夠有效刻畫不同頻段的皮層肌肉間能量耦合特征,可描述不同信息傳遞方向上的神經(jīng)元同步振蕩強度,也可揭示皮層肌肉運動系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)神經(jīng)元同步振蕩強度、頻段與流向來控制手部力量輸出的神經(jīng)機制,為探索手部運動控制與反饋信息解碼提供了依據(jù)。
[Abstract]:The study of neuromuscular regulation of hand motor function is of great significance in prosthetic control, rehabilitation and evaluation. Based on Gabor wavelet and Granger causality (WT-GC), the cortical muscle coupling (CMC) analysis was realized, and the peak frequency and significant area index of GC were defined. The electroencephalogram (EEG) and myoelectric (EMG) (EMG) signals of 10% and 60% maximal autonomic contractility (MVC) were simultaneously collected from 10 healthy subjects. The electroencephaloelectric synchronous coupling characteristics of the hand with different forces were analyzed by using the method of EEG-myoelectric synchrony analysis. The results showed that the peak frequency of GC in the direction of EEG EMG and EMG EEG shifted to high frequency band under the output of 60%MVC grip strength compared with 10%MVC, and the GC of beta band in EEG EMG direction decreased significantly with statistical difference (P0.05). The results show that the proposed method can effectively describe the characteristics of energy coupling between cortical muscles in different frequency bands, and can describe the synchronous oscillation intensity of neurons in different directions of information transmission. It can also reveal the neural mechanism that the cortical muscle motor system controls the output of hand force by regulating the synchronous oscillation intensity, frequency band and flow direction of the neurons, which provides a basis for exploring the hand motion control and decoding of feedback information.
【作者單位】： 燕山大學電氣工程學院河北省測試計量技術(shù)及儀器重點實驗室;燕山大學河北省控制工程重點實驗室生物信息研究中心;中國人民解放軍第281醫(yī)院康復醫(yī)學科;
【基金】：國家自然科學基金(61271142,61503325) 河北省自然科學基金(F2015203372)
【分類號】：R318

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本文編號：2372036