运动时大脑的神经活动与肌肉运动有很强的联系,脑电-肌电相关性反映了大脑皮层与肌肉运动的功能性联系,能够帮助人们了解大脑如何控制肌肉运动,并且对一些疾病情况,比如帕金森病、皮质肌阵挛、上肢肌张力障碍等的诊断具有重要价值。目前,普遍采用相关系数来评价脑电-肌电相关性,但是传统的相关系数定义将肌电局限于与脑电频段相同的0-40Hz,忽略了肌电的有效高频信息,这就需要寻找更合适的评价参数来考察脑电-肌电的相关性。另外,在不同的外源负荷激励下,脑电和肌电呈现各自不同的变化,它们之间的相关性也会随着外源负荷激励的变化而变化,探索这些变化的规律可以帮助人们更好地了解和认知大脑对肌肉运动的控制模式。本文以握力作为外负荷激励源,设计了不同激励条件下脑电和肌电的同步采集实验,分别采用功率谱密度、分形维数等方法来协同分析脑电、肌电随着外负荷激励源激励变化而变化的规律。研究中使用小波与经验模态分解相结合的方法提取脑电和肌电不同频段的功率谱,结果表明脑电的功率谱密度与外源负荷激励无明显关系,而肌电的功率谱密度随着外源负荷激励的增加而增大;脑电的分形维数随着外源负荷激励的增加先增大后减小,而肌电的分形维数随着外源负荷激励的增加而近似线性增加。使用传统的相关系数来评价脑电-肌电相关性,发现随着外源负荷激励的增加,脑电-肌电相关性峰值所在区域由α和β频段蔓延至γ频段。使用改进的评价参数后,发现和肌电相关系数最高的脑电集中在β频段,而γ频段的脑电随着外源负荷激励的增大与肌电的相关性逐渐增大。脑电的不同频段反应了不同的动作状态,对不同外源负荷激励下脑电-肌电相关性的频段变化和大小变化的这些研究结果有助于更深刻的认识人体神经肌肉系统的运动能力和协调能力,并对未来残疾人康复、运动员训练等具有指导意义。