长春理工大学陈晓娟获国家专利权
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龙图腾网获悉长春理工大学申请的专利一种基于脑肌电信号的脑卒中患者上肢康复评定方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119655773B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-06-20发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411803437.9,技术领域涉及:A61B5/372;该发明授权一种基于脑肌电信号的脑卒中患者上肢康复评定方法是由陈晓娟;胡命嘉;宫玉琳;许镜尧;王明洋设计研发完成,并于2024-12-10向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于脑肌电信号的脑卒中患者上肢康复评定方法在说明书摘要公布了:本发明公开一种基于脑肌电信号的脑卒中患者上肢康复评定方法,具体包括以下步骤:信号采集与预处理;脑肌电信号分解;多尺度处理;传递谱熵计算;上肢康复等级评定,基于Spearman相关系数映射各患者MSTSE显著性面积值与Brunnstrom评定量表间的拟合关系,分析与Brunnstrom评定量表等级存在显著相关的FCMC特征指标及变化趋势,对脑卒中患者患病等级的定量评定。本发明的技术方案使用二元变分模态分解‑多尺度传递谱熵方法,表征大脑运动皮层与相应肌肉组织间的FCMC耦合关系,并结合Brunnstrom评定量表,实现对卒中患者上肢康复等级的客观定量评定。
本发明授权一种基于脑肌电信号的脑卒中患者上肢康复评定方法在权利要求书中公布了:1.一种基于脑肌电信号的脑卒中患者上肢康复评定方法,其特征在于,包括以下步骤:信号采集与预处理;脑肌电信号分解:构建复数信号,将脑电信号xt和肌电信号yt组合成复数形式,定义为:zt=xt+jyt,j为虚数单位;方向选择,选择一组方向对复数信号zt进行投影,选择多个不同的方向θd,其中,θd是在单位圆上的均匀分布角度,选择D个方向,每个方向θd可表示为:投影计算,将复数信号zt投影到某个方向θ,计算zt在该方向上的投影pθt,pθt=Rezte-jθ,其中,Re表示取实部,θ是投影方向的角度;参数初始化,初始化VMD所需的参数,包括模态数K、各模态的中心频率wk、拉格朗日乘子λ、模态函数uk、惩罚参数α及收敛容差tol;定义目标函数,要求每个模态ukt具有有限的带宽和中心频率,约束条件为各模态的总和等于输入信号pθt,每个模态的估计带宽之和最小,受约束的变分模型如下: 式中,{wk}表示各本征模态函数IMFs的频率中心,{uk}为分解后得到的K个有限带宽IMFs分量,为求偏导,*为卷积运算符,δt为狄拉克函数,表示将频谱平移至基频带;变分求解,引入Lagrange乘法算子λ和惩罚系数α,交替方向乘子,不断更新各模态的中心频率wk、拉格朗日乘子λ以及模态函数uk,用于获得约束模型的最优解;确定本征模态函数,通过步骤变分求解的不断迭代,设定约束条件: 在满足约束条件时,停止迭代,得到各模态ukt;对其进行傅里叶逆变换,求取实部数据Pθt,每一个Pθt都包含实部Xt和虚部Yt,其中,实部Xt为脑电信号的IMFs集合,虚部Yt为肌电信号的IMFs集合;多尺度处理:使用移动平均值法对IMFs多尺度分析,提取脑肌电信号局部变化特征,选择使用滑动窗口平均IMFs序列: 其中,LPθt,τ表示尺度τ下的移动平均值,Pθt表示各脑肌电IMFs序列,T为IMFs序列长度,定义多尺度处理后的脑肌电IMFs分别为XS与YS;传递谱熵计算:对完成多尺度处理后的脑肌电IMFs序列,进行相空间重构处理,再通过二维傅里叶变换,将重构后的序列换转为二维矩阵,进行传递谱熵计算;上肢康复等级评定:基于Spearman相关系数映射各患者MSTSE显著性面积值与Brunnstrom评定量表间的拟合关系,分析与Brunnstrom评定量表等级存在显著相关的FCMC特征指标及变化趋势,对脑卒中患者患病等级的定量评定;所述传递谱熵计算的步骤包括:对多尺度处理后序列进行相重构处理,将XS与YS扩展为二维矩阵PS与QS;将时间域矩阵PS与QS通过二维傅里叶变换转换至频域,得到矩阵WS和VS;通过计算M维向量wSf和vSf的传递谱熵,用于揭示不同频率成分间的信息传递。
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