不同模式下的EEG-EMG信號(hào)相干性和信息熵研究.pdf

1、大腦運(yùn)動(dòng)皮層發(fā)出指令，經(jīng)過(guò)中樞神經(jīng)系統(tǒng)沿著運(yùn)動(dòng)傳導(dǎo)通路支配肢體完成肌肉運(yùn)動(dòng)；肢體的體感沿感覺(jué)傳導(dǎo)通路反饋至脊髓、腦干和小腦，在大腦的感覺(jué)區(qū)與運(yùn)動(dòng)區(qū)加以綜合分析，并調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)指令，準(zhǔn)確完成動(dòng)作。這種大腦皮層與肌肉收縮之間的功能耦合作用，表明了腦電信號(hào)和肌電信號(hào)之間具有一定的相干特性。穴位周?chē)嬖诿芗母杏X(jué)神經(jīng)末梢及血管，刺激穴位能否激活與其相連通的可興奮運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元和大腦皮層的特定區(qū)域，是目前研究和應(yīng)用的焦點(diǎn)。
　　本文基于經(jīng)穴電刺激方

2、式和自主動(dòng)作模式，采集相應(yīng)腦電和肌電信號(hào)，并進(jìn)行特征提取與分析，研究大腦皮層和肌肉運(yùn)動(dòng)之間的相互作用。具體工作如下：
　?。?）設(shè)計(jì)經(jīng)穴電刺激誘發(fā)實(shí)驗(yàn)范式，搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。選取人體的內(nèi)關(guān)和曲池穴，給予不同頻率的連續(xù)波、斷續(xù)波、疏密波經(jīng)穴電刺激。分別對(duì)自主動(dòng)作、經(jīng)穴電刺激下，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量，同步采集FC3，C3，CP3，F(xiàn)C4，C4，CP4共6個(gè)導(dǎo)聯(lián)的腦電信號(hào)和橈側(cè)腕屈肌的表面肌電信號(hào)。
　?。?）采用自適應(yīng)陷波器和小波閾值去噪算

3、法，對(duì)采集到的原始腦電信號(hào)和肌電信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理，去除工頻干擾、噪聲和偽跡，獲得純凈的誘發(fā)信號(hào)。
　?。?）采用時(shí)域、頻域和時(shí)頻域的分析方法，對(duì)經(jīng)穴電刺激誘發(fā)的表面肌電信號(hào)進(jìn)行分析。通過(guò)與自主動(dòng)作產(chǎn)生的肌電信號(hào)比較得出：經(jīng)穴電刺激下，表面肌電信號(hào)均方根幅度增大，功率譜分布向高頻方向移動(dòng)，肌電信號(hào)的平均功率頻率和中值頻率增大且穩(wěn)定，能量高且分布均勻，表明刺激穴位可以引起運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元興奮。
　?。?）采用小波熵、樣本熵非線性分析方法

4、，研究腦電和肌電信號(hào)特征，探討其在穴位刺激下的復(fù)雜度和有序性。結(jié)果表明：穴位刺激模式下，腦電信號(hào)和肌電信號(hào)樣本熵、小波熵均發(fā)生改變。表明穴位刺激激活了大腦神經(jīng)中樞和運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元，序列的復(fù)雜度降低，有序性增強(qiáng)，腦電-肌電信號(hào)協(xié)同性提高。
　　（5）采用小波相干系數(shù)方法，對(duì)腦電和肌電信號(hào)特征進(jìn)行時(shí)頻相干性分析。結(jié)果表明：穴位刺激下的腦-肌電相干性主要集中于15-30Hz頻段，對(duì)應(yīng)于大腦的β節(jié)律，而自主動(dòng)作下的腦-肌電相干性集中在30-4