步、第二步…第十步，其中第一步作為開始時(shí)刻，第十步作為結(jié)束時(shí)刻，整個(gè) 十步定義為一個(gè)步態(tài)事件，即每十步作為一個(gè)步態(tài)事件來(lái)平均計(jì)算每一步的主動(dòng)參與度的 生物量化指標(biāo)。
[0057] 在患者進(jìn)行步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練時(shí)，對(duì)采集到的EEG信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的放大及數(shù)模轉(zhuǎn)換。 需要進(jìn)一步說(shuō)明的是，通過(guò)6個(gè)腦電電極采集EEG信號(hào)，所用的電極均為銀/氯化銀（Ag/ AgCl)合金電極。所有的腦電電極的阻抗均小于5kQ。通過(guò)NeuroScan，Inc公司的NuAmps 信號(hào)放大器對(duì)EEG信號(hào)進(jìn)行放大，配套上位機(jī)系統(tǒng)為scan4.5,并且通過(guò)16位數(shù)模轉(zhuǎn)換器 對(duì)EEG信號(hào)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，輸出腦電的數(shù)字信號(hào)。
[0058] 如圖4(a)所示，對(duì)EEG信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理的具體步驟為：去除DC直流分量、去除基 線漂移、共平均參考、去除眼電干擾、去除肌電偽跡、帶通濾波（0.5-45HZ)、ICA去噪、小波 變換等，可獲得Alpha、Beta和Theta等頻帶無(wú)干擾的EEG信號(hào)。
[0059] 基于Alpha、Beta和Theta的EEG信號(hào)頻帶計(jì)算生物量化指標(biāo)的過(guò)程為：首 先對(duì)患者當(dāng)前的EEG小波變換的結(jié)果進(jìn)行分別儲(chǔ)存Alpha、Beta和Theta的EEG頻 帶，然后計(jì)算出Alpha、Beta和Theta的EEG頻帶功率譜并保存，最后根據(jù)注意度的 計(jì)算公式R' 和參與度的計(jì)算公式P' =K[E，(Ea+Ee)]，對(duì)一個(gè)步態(tài)事 件的十步R'和P'求均值，得到平均后的f和P，然后對(duì)注意度歹進(jìn)行歸一化處理 及使得參與度萬(wàn)值的取值范圍為〇~100 ;同樣對(duì)參與 度P進(jìn)行歸一化處理P= 1OOx(戸.-.€_) / (/丨_ ，使得參與度P值的取值范圍為0~ 100〇
[0060] 在患者在行走過(guò)程中，用AMT_8(Bortec，加拿大）4個(gè)肌電電極的肌電儀來(lái)采集患 者的EMG信號(hào)，測(cè)量肌電電極貼在患者的脛骨前肌和比目魚肌，連接方法如步驟2所述，采 樣頻率是的1kHz。通過(guò)肌電儀的信號(hào)放大器對(duì)EMG信號(hào)進(jìn)行放大和數(shù)模轉(zhuǎn)換，輸出EMG信 號(hào)是數(shù)字信號(hào)。
[0061] 如圖4(b)所示，對(duì)EMG信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理的主要步驟為：首先對(duì)EMG信號(hào)去除工頻 干擾，去除運(yùn)動(dòng)偽跡，其次用10Hz的高通四階巴特沃斯雙向?yàn)V波，再進(jìn)行全波整流，以3Hz 的頻率進(jìn)行低通四階巴特沃斯雙向?yàn)V波，通帶截止頻率是fp= 10Hz處衰減為3dB，阻帶截 止頻率是fp= 5Hz處衰減為20dB，最后根據(jù)最大自主收縮下的EMG信號(hào)的幅值做歸一化處 理，所得到的歸一化的值就是肌肉激活度，其值的范圍是從〇到1。
[0062] 根據(jù)肌群有一個(gè)正確的收縮和放松的節(jié)律，而EMG信號(hào)幅值的大小和肌肉的收縮 程度密切相關(guān)，所以患者在下肢康復(fù)訓(xùn)練中激活度的計(jì)算公式為：D' = 100X(VEMe-V_)/ (V_-V_)，K為放大比例系數(shù)，對(duì)一個(gè)步態(tài)事件的十步的D'求均值，得到平均后的D，此時(shí) 激活度D的取值范圍仍然為：0~100。
[0063] 如圖5所示，詳細(xì)的描述了本發(fā)明主動(dòng)參與度生物量化指標(biāo)計(jì)算流程。EEG信號(hào)的 處理步驟是在NeuroScan中進(jìn)行，根據(jù)原始的EEG信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理、小波變換，得到Alpha、 Beta、Theta頻帶并計(jì)算相應(yīng)的功率，再結(jié)合下肢康復(fù)訓(xùn)練中的步態(tài)事件，由注意度和參 與度的公式計(jì)算出相應(yīng)的一個(gè)步態(tài)事件的注意度和參與度，對(duì)注意度和參與度的值進(jìn)行 歸一化處理，得到取值范圍為〇~100的注意度的值和參與度的值。EMG信號(hào)的處理步驟 是根據(jù)原始EMG信號(hào)在Matlab中進(jìn)行預(yù)處理、ICA去噪等，得到無(wú)干擾的EMG信號(hào)并檢測(cè) 出康復(fù)訓(xùn)練中的步態(tài)事件，并根據(jù)激活度公式計(jì)算出相應(yīng)的值，得到激活度的取值范圍為 0~100。根據(jù)注意度R、參與度P、激活度D等主動(dòng)參與的生物量化子指標(biāo)，并結(jié)合理療師 在步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練中主動(dòng)參與度的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)給出患者的評(píng)級(jí)分?jǐn)?shù)和多元線性回歸模型綜合 評(píng)定出每一個(gè)步態(tài)事件的初步主動(dòng)參與度的生物量化指標(biāo)，該主動(dòng)參與度公式為：AP"= K，o+K，J+K，2P+K，3D。
[0064] 患者在下肢康復(fù)訓(xùn)練過(guò)程中進(jìn)行主動(dòng)參與度評(píng)估時(shí)，對(duì)注意度、參與度和激活度 的不同側(cè)面的重要程度來(lái)定量分配，對(duì)各個(gè)評(píng)估因子在總體評(píng)估中的貢獻(xiàn)區(qū)別對(duì)待，更加 客觀、準(zhǔn)確量化出主動(dòng)參與度。首先根據(jù)多元線性回歸分析法，初步計(jì)算出主動(dòng)參與度的生 物量化指標(biāo)，然后再檢驗(yàn)并評(píng)價(jià)回歸方程，根據(jù)多元線性回歸方程中注意度R、參與度P和 激活度D等自變量的作用大小，適當(dāng)調(diào)整主動(dòng)參與度公式中的K'。、K'K' 2、K' 3等參數(shù)，調(diào) 整后主動(dòng)參與度的公式為：AP' =Ka+KiR+Kf+iy)，該公式能避免由多元線性回歸得到權(quán)重 不能體現(xiàn)指標(biāo)在系統(tǒng)評(píng)估過(guò)程中的實(shí)際情況，又能結(jié)合理療師在工作的經(jīng)驗(yàn)，使主動(dòng)參與 度達(dá)到一種客觀的評(píng)估指標(biāo)，使得到的主動(dòng)參與度更加符合患者康復(fù)狀況。
[0065] 根據(jù)患者當(dāng)前的注意度R、參與度P和激活度D的計(jì)算結(jié)果，結(jié)合理療師根據(jù)在步 態(tài)康復(fù)訓(xùn)練中主動(dòng)參與度的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)給出評(píng)級(jí)分?jǐn)?shù)C，基于多元線性回歸分析將評(píng)級(jí)分?jǐn)?shù) C、注意度R、參與度P、激活度D等一共四項(xiàng)因素代入多元線性回歸方程模型，則所得多元線 性回歸方程為：AP"=K'Q+K'iR+K' 2P+K' 3D。其中AP"主動(dòng)參與度的生物量化指標(biāo)， 多元回歸方程的自變量K' ^K' 2、K' 3為回歸系數(shù)，K'。為常數(shù)項(xiàng)。
[0066] 根據(jù)多元回歸方程的決定系數(shù)來(lái)判定模型擬和優(yōu)度，則多元回歸方程的決定系數(shù) 為：
[0067]
(殳）
[0068] 式（9)中SSA為回歸平方和，即，SST為總離差平方和，即 = ，n-p-l、n-l分別是SSA和SST的自由度。R2越接近1，說(shuō)明回歸方程對(duì) 樣本的數(shù)據(jù)點(diǎn)擬合度越高。
[0069]多元線性回歸方程的顯著性檢驗(yàn)的零假設(shè)是各個(gè)回歸系數(shù)同時(shí)為零，檢驗(yàn)采用F統(tǒng)計(jì)量，其公式為：
[0070] /?' - (10) .VAST
[0071] 式（10)中MSA和MST分別為SSA和SSE的平均值。
[0072] 由檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量的觀測(cè)值F以及對(duì)應(yīng)的概率P值來(lái)檢測(cè)回歸方程AP"與R、P和D線 性關(guān)系是否顯著。
[0073] 根據(jù)顯著性檢驗(yàn)并評(píng)價(jià)回歸方程及各自變量的大小，結(jié)合理療師的經(jīng)驗(yàn)判斷和注 意度R，參與度P，激活度D在主動(dòng)參與度權(quán)重的大小，適當(dāng)調(diào)整回歸系數(shù)K'pK'2、K'3,K'。 為常數(shù)項(xiàng)，得到調(diào)整后的主動(dòng)參與度的生理量化指標(biāo)公式更能客觀的反應(yīng)患者的下肢康復(fù) 評(píng)估指標(biāo)。
[0074] 調(diào)整后的主動(dòng)參與度的生理量化指標(biāo)公式為：AP'=心+KiR+I^P+iy)，所得到主動(dòng) 參與度的值并不一定是在〇~1〇〇范圍的值，因此需要對(duì)主動(dòng)參與度的值進(jìn)行歸一化處理 AP=100X(AP，-AP，JAAP，咖-AP，議），使得主動(dòng)參與度AP的取值范圍為0~100〇
[0075] 每一個(gè)步態(tài)事件都可計(jì)算出在下肢康復(fù)訓(xùn)練中主動(dòng)參與度的生理量化指標(biāo)公式， 此時(shí)主動(dòng)參與量化指標(biāo)AP反應(yīng)患者在康復(fù)訓(xùn)練中主動(dòng)參與的水平，是經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)大多數(shù)患 者得到的公式，在實(shí)際使用過(guò)程中，會(huì)根據(jù)患者的實(shí)際情況來(lái)調(diào)整主動(dòng)參與度的生物量化 指標(biāo)公式的各個(gè)參數(shù)，使主動(dòng)參與度AP的公式在康復(fù)訓(xùn)練中更具有應(yīng)用價(jià)值。
[0076] 將理療師根據(jù)在步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練中主動(dòng)參與度的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)給出評(píng)級(jí)分?jǐn)?shù)與主動(dòng)參 與量化指標(biāo)AP進(jìn)行相關(guān)性研究，結(jié)果表明理療師的