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表面筋電位の確率的生成モデルと信号解析
筋収縮時に発生する表面筋電位信号（electromyogram: EMG）は，人の動作意図や筋収縮に関連する様々な情報を含んでおり，ロボット義手の制御や神経筋疾患の診断など幅広く利用されています．筋電位信号は，古くから平均ゼロのガウス分布に従うと仮定され，この仮定に基づき様々な信号処理や解析手法が開発されてきました．一方，近年の研究では，筋収縮度の変化や筋疲労の有無など筋活動の特徴変化により，筋電位信号が非ガウスな性質を示す場合があることが実験的に報告されています．そのため，従来のガウス分布モデルに基づくアプローチでは，筋電位信号に含まれている特徴を十分に扱えているとはいえませんでした．
そこで本研究では，近年報告されている筋電位信号の非ガウス性が，筋電位信号の振幅（=分散）の不確実性により生じていると仮定し，これを表現可能な確率的生成モデルを構築することで，新たな信号解析法の創出に取り組んでいます．
関連文献
- Akira Furui, Hideaki Hayashi, and Toshio Tsuji
A Scale Mixture-based Stochastic Model of Surface EMG Signals with Variable Variances
IEEE Transactions on Biomedical Engineering, vol. 66, no. 10, pp. 2780–2788, Oct 2019. (SCI, IF = 4.491)
[IEEE Xplore] [arxiv] - Hideaki Hayashi, Akira Furui, Yuichi Kurita, and Toshio Tsuji
A Variance Distribution Model of Surface EMG Signals Based on Inverse Gamma Distribution
IEEE Transactions on Biomedical Engineering, vol. 64, no. 11, pp. 2672–2681, Nov 2017
(SCI, IF = 3.577)
[IEEE Xplore] - Akira Furui and Toshio Tsuji
Does the variance of surface EMG signals during isometric contractions follow an inverse gamma distribution?
Proceedings of 42nd Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC’20), pp. 3118–3121, EMBS Virtual Academy, July 20-24, 2020.
[IEEE Xplore] - Akira Furui and Toshio Tsuji
Muscle Fatigue Analysis by Using a Scale Mixture-based Stochastic Model of Surface EMG Signals
Proceedings of 41st Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC’19), pp. 1948–1951, Berlin, Germany, July 23-27, 2019.
[IEEE Xplore] - Akira Furui, Hideaki Hayashi, Yuichi Kurita, and Toshio Tsuji
Variance Distribution Analysis of Surface EMG Signals Based on Marginal Maximum Likelihood Estimation
Proceedings of 39th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC’17), pp.2514–2517, Jeju Island, Korea, July 11–15, 2017.
[IEEE Xplore]