上肢运动的皮层肌肉耦合及分析方法

发布时间：2023-04-02 13:29

　　目前,皮层肌肉耦合研究已经成为脑科学和康复评估领域的热点。在人体运动的神经控制过程中,大脑皮层和运动神经肌肉组织两大体系内部以及相互间的作用构成了皮层肌肉耦合关系。大脑运动皮层的脑电信号(EEG)和肢体对侧肌肉组织的肌电信号(EMG)分别反映运动控制信息和肌肉对大脑控制意图的功能响应信息。对不同运动模式下的脑肌电信号进行时频域同步特征分析,可以帮助理解皮层肌肉间的功能耦合特征及神经信息传递机制,也可以为构建客观量化的康复功能评价提供理论依据。本文首先介绍了 EEG与EMG信号的基础知识,然后对皮层肌肉耦合及分析方法的发展现状进行分析,从而确定本文的研究内容:基于传递熵、相干性方法、广义偏定向相干性、Copula-GC等同步分析方法对健康人和脑卒中病人的皮层肌肉功能耦合特征进行时频域联合分析。具体工作如下:(1)在方法原理层面上对多变量时间序列频域同步分析方法进行研究,包括多变量自回归模型和扩展多变量自回归模型下的相干性,偏相干性,定向相干性,广义偏定向相干性方法,然后用仿真数据验证了算法的有效性,为下一步研究开展打下坚实的理论基础。(2)针对传统的相干性分析法不能有效描述肌间耦合方向与...

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 脑肌电信号基础知识
        1.2.1 脑电信号的产生原理及特征
        1.2.2 肌电信号的产生原理及特征
    1.3 皮层肌肉耦合及分析方法发展现状
        1.3.1 皮层肌肉耦合同步分析方法发展现状
        1.3.2 皮层肌肉耦合同步机理发展现状
    1.4 本文主要研究内容及章节安排
第2章 脑肌电同步分析方法
    2.1 引言
    2.2 基于多变量自回归模型的同步分析方法
        2.2.1 时域定义
        2.2.2 频域定义
        2.2.3 仿真研究
    2.3 存在瞬时效应的同步分析方法
        2.3.1 扩展多变量自回归模型
        2.3.2 基于扩展多变量自回归模型的频域分析
        2.3.3 仿真研究
    2.4 本章小结
第3章 基于传递熵与广义偏定向相干性的肌间耦合分析
    3.1 引言
    3.2 肌电信号采集和预处理
        3.2.1 肌电信号采集
        3.2.2 肌电信号预处理
    3.3 EMG肌间耦合分析
        3.3.1 传递熵
        3.3.2 扩展广义偏定向相干性
    3.4 实验结果与分析
        3.4.1 EMG时域耦合分析
        3.4.2 EMG频域耦合分析
    3.5 本章小结
第4章 基于Copula-GC的多通道脑肌电信号耦合分析
    4.1 引言
    4.2 脑肌电信号采集
        4.2.1 实验对象
        4.2.2 实验范式
        4.2.3 数据采集
    4.3 基于Copula-GC的时频域分析
        4.3.1 Copula理论基础
        4.3.2 基于Copula的因果分析方法
        4.3.3 基于Copula-GC的脑肌电时频耦合分析
    4.4 实验结果与分析
        4.4.1 受试者时域Copula-GC分析
        4.4.2 受试者频域Copula-GC分析
        4.4.3 时频域耦合分析讨论
    4.5 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 本文工作总结
    5.2 研究展望
致谢
参考文献
附录 作者在读期间所获成果及参加的科研项目



本文编号：3779308