Repintar la señal de electromiografía de superficie de alta densidad utilizando el modelo probabilístico de difusión de desinfección | JoVE Visualize

Área de la Ciencia:

Ingeniería biomédica
Procesamiento de señales
Aprendizaje automático

Sus antecedentes:

La electromiografía de superficie de alta densidad (HD-sEMG) es crucial para el control mioeléctrico y el análisis de la activación muscular.
La corrupción de la señal y la pérdida debido a un contacto de electrodos deficiente dificultan la aplicación práctica de HD-sEMG.
Los métodos de interpolación existentes son insuficientes para reconstruir señales corruptas complejas y multicanal.

Objetivo del estudio:

Desarrollar un enfoque novedoso y eficaz para la reconstrucción de señales HD-sEMG dañadas.
Para superar las limitaciones de los métodos de interpolación convencionales en el manejo de la pérdida de señal multicanal.
Mejorar la fidelidad y fiabilidad de la adquisición de datos HD-sEMG.

Principales métodos:

Para la reconstrucción de la señal HD-sEMG se empleó un modelo probabilístico de difusión de desnudez (DDPM) con una estrategia de repintado.
Se utilizó una arquitectura U-Net que incorpora módulos de incrustación espacio-temporal para capturar las características de la señal.
El método reconstruye las señales sin requerir conocimiento previo de los patrones de corrupción.

Principales resultados:

El enfoque DDPM propuesto superó significativamente a los métodos de interpolación lineal / cúbica, GAN y VAE en la precisión de la reconstrucción de la señal (nRMSE inferior).
Logró el error promedio normalizado de raíz media cuadrada (nRMSE) más bajo de 0.027 $ / min $ 0.027 en varios índices de corrupción.
Se ha demostrado un rendimiento superior en la relación pico señal-ruido (PSNR) y se ha mantenido una precisión de clasificación robusta, comparable a la verdad en tierra.

Conclusiones:

El nuevo método de reconstrucción basado en DDPM ofrece un avance significativo en el procesamiento de señales HD-sEMG.
Este enfoque mejora la fidelidad y la fiabilidad de las señales HD-sEMG, permitiendo un control mioeléctrico más robusto.
Proporciona una solución prometedora para aplicaciones del mundo real donde la integridad de la señal es crítica.