一种用于重建缺失肌肉活动的相位解码器

上肢辅助设备通常由肌电图（EMG）信号控制，但神经损伤、肌肉缺失或电极放置方面的实际限制可能导致可用信号数量有限，从而限制对预期运动的解码。在此，我们提出一种解码器，采用两阶段实时方法，根据稀疏肌电信号重建缺失的肌肉激活：（1）根据可用信号估计当前运动阶段；（2）从预先记录的肌肉活动模板库中检索相应的肌肉激活。在概念验证测试中，神经功能正常的参与者（N=4）在模拟去神经支配条件下完成物体转移任务。该解码器能够准确估计运动阶段（中位均方根误差 [RMSE] <0.17 个运动时长），并在约 2 ms 内重建缺失的肌肉激活（RMSE 为 0.08–0.34；相关系数最高达 0.97），且测试对象为此前未见过的参与者。结果表明，基于模板的重建方法能够利用稀疏肌电信号，实现对辅助技术的低延迟控制。

上肢辅助设备通常由肌电（EMG）信号控制，但神经损伤、肌肉缺失或电极放置方面的实际限制，可能导致可用信号仅有少数几路，从而限制对预期动作的解码。本文提出一种解码器，采用两阶段实时方法，根据稀疏肌电信号重建缺失的肌肉激活：（1）利用可用信号估计当前运动阶段；（2）从预先记录的肌肉活动模板库中检索相应的肌肉激活。在概念验证测试中，神经功能正常的参与者（N=4）在模拟去神经支配条件下完成物体转移任务。该解码器能够准确估计运动阶段（中位均方根误差 [RMSE] < 运动持续时间的 0.17），并重建缺失的肌肉激活（RMSE 为 0.08–0.34；相关系数最高达 0.97）；在此前未参与测试的参与者中，处理时间约为 2 ms。结果表明，基于模板的重建有望利用稀疏肌电信号实现对辅助技术的低延迟控制。

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关键词：肌电图 · 肌肉激活重建 · 运动阶段解码 · 上肢辅助设备 · 实时神经假体控制

原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.10.28.762227v1?rss=1