如何在 Matlab 中的 EMG 数据上生成平滑的滤波包络

Question

我是分析 EMG 数据的新手，希望得到一些仔细解释的帮助。

我想为我的 EMG 数据（50kHz 采样率）生成一个平滑的线性包络信号，就像这篇论文中发表的那样：https://openi.nlm.nih.gov/detailedresult.php?img=PMC3480942_1743-0003-9-29-3&req=4

我的最终目标是能够分析 EMG activity（输出）与同时记录的上游神经元（假定输入）激发的动作电位之间的关系。

尽管这篇论文把过滤方法列出的很清楚，但我不明白它们是什么意思，也不知道如何在我可用的分析工具matlab中执行它们。

在我目前编写的代码中，我可以进行直流偏移并纠正我的数据：

x = EMGtime_data
y = EMGvoltage_data

%dc offset
y2=detrend(y)
% Rectification of the EMG signal
rec_y=abs(y2);
plot(x, rec_y)

但是我不确定如何进行。我已经尝试了信封功能，但它并不像我想要的那样流畅：例如，如果我使用以下内容：

 envelope(y_rec,2000,'rms')

我明白了（这似乎也不关心数据是否已纠正）：

即使我接受包络函数，我也不确定如何只访问处理过的包络数据来调整绘图（即更改 y 范围），或进一步分析数据以进行现场和偏移信号，因为此函数的结果似乎与原始迹线耦合。

我也遇到过 fastrms.m，这看起来很有希望。不幸的是，我不明白如何实现这个功能，因为一般的解释让我头疼，而且示例代码缺少任何定义的变量（所以我不知道在哪里集成我自己的数据！） fastrms.m 文件交换的示例代码在这里

Fs = 200; T = 5; N = T*Fs; t = linspace(0,T,N); 
noise = randn(N,1); 
[a,b] = butter(5, [9 12]/(Fs/2)); 
x = filtfilt(a,b,noise); 
window = gausswin(0.25*Fs); 
rms = fastrms(x,window,[],1); 
plot(t,x,t,rms*[1 -1],'LineWidth',2); 
xlabel('Time (sec)'); ylabel('Signal') 
title('Instantaneous amplitude via RMS')

我将永远感谢您帮助我理解如何过滤和平滑 EMG 数据！

Answer 1

为了在时域中分析肌电信号，研究人员使用整流和低通滤波的组合，也称为寻找信号的“线性包络线”。
正如上面的句子和你所附文章图片的解释中提到的，为了绘制叠加信号，你可以简单地以特定频率对你的信号进行低通滤波。
在您所附的文章中，所述信号以 8 HZ 过滤。

为了更好地理解 EMG 信号分析的艺术，我认为这篇文档对您有很大帮助(link)

如何在 Matlab 中的 EMG 数据上生成平滑的滤波包络

How to generate smooth filtered envelope on EMG data in Matlab

matlab

envelope

smoothing