通过量化和校正会话间记录中的位置变化来提高下肢表面肌电图的临床实用性

目的：表面肌电图（sEMG）可以实现直接肌肉活动测量，以支持神经和肌肉骨骼疾病患者的恢复评估。尽管如此，由于sEMG对会话间电极位置变化的敏感性，其更广泛的采用受到限制。为了应对这一挑战并实现多会话sEMG，这项工作开发了一种新颖的高密度sEMG（HDsEMG）算法，用于量化电极位置的变化并减轻其对常见时域和频域sEMG特征的影响。方法：11名健康参与者使用HDsEMG对四块下肢肌肉进行了等长和动态运动。这些运动重复四次，并在移位的位置重新放置电极阵列。然后最小化空间映射的HDsEMG指标之间的误差以估计阵列位置的变化，并将其与地面实况3D扫描进行比较。最后，在选定的电极上计算了跨位置的相对特征差异，以评估会话间sEMG效应减轻的程度。结果：在81.7%的情况下，电极位置估计优于假设其位置不变的估计，其中37.6%的估计在距地面实况1厘米以内。根据地面实况和算法估计，跨位置最接近电极之间计算的特征差异在统计上相似。相反，同一电极跨位置的特征差异显著更大，将等长最大包络幅度的平均差异从使用算法的15.9%增加到不使用算法的21.1%。结论：该算法的应用减少了由电极位置变化引起的会话间特征差异。这可以促进更直接的跨会话特征比较，代表了朝着用于肌肉骨骼和神经恢复跟踪的稳健sEMG测量迈出的有希望的一步。