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Cumulative Spike Train Outperforms the Root-Mean-Square Metric in Muscle Excitation Estimation from Dynamic High-Density EMG

尽管平均校正值(ARV)和均方根值(RMS)随着募集的运动单元(MU)的数量及其发射率单调增加。它们不区分这些激活模式和运动单元动作电位(MUAP)的影响。这在动态肌肉收缩中变得有问题,因为肌肉的几何变化会导致 MUAP 形状的变化。因此,在 RMS 和 ARV 指标中,MUAP 的变化很容易被误认为是肌肉兴奋模式的变化。据我们所知,MUAP 变化对 ARV 或 RMS 指标的影响尚未系统量化。

更先进的肌肉兴奋技术建立在通过分解 hdEMG 信号直接识别 MU 发放序列的基础上。这些技术将 MUAP 与兴奋模式完全分离,但在很大程度上仅在等长肌肉收缩上进行了测试。没有详细研究动态条件,主要是由于缺乏可靠的动态 hdEMG 分解技术。

我们量化了 MUAP 对基于 RMS 的 hdEMG 肌肉兴奋估计的负面影响。RMS 度量在等距和动态条件下均产生14%的NRMSE(图1和图2)。即使只有5个已识别的 MU,基于 CKC 的 CST 也显著优于 RMS 度量。NRMSE 随着识别的 MU 的数量而进一步降低。