基于时变copula互信息的肌间耦合分析

作者：王洪安; 佘青山^*; 马玉良; 孔万增; 田玉平

来源：中国生物医学工程学报, 2022, 41(02): 140-150.

• 时变copula函数
• 相依结构
• 互信息
• 特征频段
• 肌间耦合

如何准确、合理地衡量中枢神经系统调控下的肌间耦合关系，是一个富有挑战性的研究课题。在时变copula函数的基础上，通过与熵理论相结合，提出一种时变copula互信息估计方法，并将其应用于10名被试腕屈、腕展运动过程中，肱二头肌(BB)和肱三头肌(TB)记录的表面肌电(sEMG)信号在theta、alpha、beta等特征频段的耦合分析，同时对照静态copula函数验证其有效性，所用数据源自Ninapro DB4。实验结果表明，较之静态copula函数，时变copula函数对肌间相依结构的拟合优度更高，由时变copula互信息描述的肌间耦合强度存在显著的频段差异(P<0.05),具体表现为频段越高肌间耦合强度越低(腕屈：0.075 7～0.214 7 bit;腕展：0.078 0～0.237 3 bit),而静态copula互信息严重地低估肌间耦合强度。时变copula互信息为肌间耦合分析提供一种先进的理论指导方法，具有广阔的应用前景。

• 单位
  自动化学院; 杭州电子科技大学