基于格兰杰因果关系和图论的运动意图脑肌网络分析方法技术

本发明专利技术公开了一种基于格兰杰因果关系和图论的运动意图脑肌网络构建方法。本发明专利技术首先同步采集到两种不同运动模式下的脑电和肌电信号，对信号进行预处理、分频段，选择与运动区域相关的部分电极进行分析，计算两种运动模式不同频段的脑电信号的功率谱密度，再构建自回归模型计算脑电或肌电信号之间的格兰杰因果关系，分析两种不同运动模式下，脑电信号和肌电信号之间的耦合强度，然后根据得到的信号之间的格兰杰因果关系构建脑肌网络，并利用图论的方法计算其网络特征参数，评估主动训练和被动训练的康复效果。本发明专利技术发明专利技术拓展了评估方法，有助于理解内在的机制，构建脑肌网络，可以研究大脑和肌肉之间的信息流动。研究大脑和肌肉之间的信息流动。研究大脑和肌肉之间的信息流动。

【技术实现步骤摘要】
基于格兰杰因果关系和图论的运动意图脑肌网络分析方法


[0001]本专利技术属于模式识别和网络分析
，涉及到脑卒中患者在主动运动中提升康复效果的综合评估方法，特别涉及到一种基于格兰杰因果关系和图论的脑卒中患者在不同运动意图下脑肌网络分析方法。

技术介绍

[0002]目前脑卒中已成为全球人口死亡和残疾的主要原因之一。此外，约有75％的幸存者有不同程度的功能障碍，对脑卒中患者进行康复训练对其运动功能的恢复起着重要作用。中风早期的康复治疗对于脑功能的恢复和神经重塑的程度十分重要，它可以加强皮层的重组，促进受损大脑的再学习。康复训练包括主动训练和被动训练，主动运动和被动运动的区别自古以来就被公认，但是这种区别的性质仍然不清楚。有证据表明，被动运动不足以改变运动恢复，有运动意图的康复训练可以提高康复效果，患者必须积极参与并尝试运动。
[0003]运动意图是指患者对上肢的准备和运动的有意识的认知，近些年随着脑机接口技术的发展，脑肌接口技术被用于识别患者的运动意图，以促进患者参与康复训练，提高康复的效果。被动运动的即时效果好，但是对促进运动功能和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于格兰杰因果关系和图论的运动意图脑肌网络分析方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：步骤1.根据国际10
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20标准，通过脑电和肌电采集设备同步采集上肢抓握动作过程中F3、FZ、F4、FC5、FC1、FC2、FC6、C3、C4、CP5、CP1、CP2和CP6通道的脑电信号以及4通道的肌电信号，4个肌电电极来自指浅屈肌、指伸肌、尺侧腕屈肌和桡侧腕短伸肌，采集到的信号作为原始数据；步骤2.对得到的原始数据进行预处理；具体步骤如下：步骤2
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1.剔除伪影较大的数据，对脑电信号进行独立成分分析，对肌电信号进行经验模态分解；用滤波器对脑电信号进行滤波，提取δ频段、θ频段、
∂
频段、β频段以及γ频段的脑电信号；步骤2
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2对肌电信号进行降采样，使得和脑电信号的采样频率相同；步骤3.求取步骤2预处理后脑电信号的功率谱密度，作为脑电信号的特征；步骤4.基于格兰杰因果关系，计算脑电信号和肌电信号之间的因果关系，用得到的因果关系作为边来构建脑肌网络邻接矩阵；再对邻接矩阵进行二值化，得到二值化矩阵；具体步骤如下：步骤4
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1.构建脑电信号和肌电信号之间的约束自回归模型和非约束自回归模型；步骤4
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2.根据格兰杰因果关系，分别得到脑电信号对肌电信号的因果表达式以及肌电信号对脑电信号的因果表达式，来计算脑电信号和肌电信号的因果关系；步骤4
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3.用得到的因果关系作为边构建脑肌网络邻接矩阵，用显著性法选取阈值对邻接矩阵进行二值化处理，大于阈值的置为0，小于阈值的置为1，得到二值化矩阵；步骤5.用步骤4得到的二值化矩阵，根据图论的方法得到脑...

【专利技术属性】
技术研发人员：王俊宏，卓自豪，汪婷，席旭刚，张启忠，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：