[发明专利]多模态生物信号同步检测系统及方法

权利要求书

1.一种多模态生物信号同步检测系统，包括实时同步采集多源信号的信号采集模块及对所述多源信号进行融合处理和分析的信号处理模块，所述信号采集模块和所述信号处理模块相连接，其特征在于，所述信号采集模块包括采集超声图像的超声图像采集单元、采集生理学信号的生理信号采集单元及采集运动学信号的运动学信号采集单元，所述信号处理模块采用多线程通信及时间戳的方法控制所述信号采集模块实现所述超声图像、所述生理学信号及所述运动学信号的实时同步采集，所述信号处理模块采用特征提取和统计学习方法对所述超声图像、所述生理学信号及所述运动学信号进行信号处理，并建立运动模型。

2.如权利要求1所述的多模态生物信号同步检测系统，其特征在于，所述信号处理模块对所述超声图像、所述生理学信号及所述运动学信号进行特征提取，获得肌肉形态学参数、肌电参数及运动学参数。

3.如权利要求2所述的多模态生物信号同步检测系统，其特征在于，所述超声图像经过视频采集卡或数据接口进行数字化处理后传送至所述信号处理单元，数字化处理时利用差分斑点追踪法动态追踪运动过程中的肌束的长度、利用霍夫变换计算羽状角和肌肉厚度、以及利用组合多普勒的方法估计肌肉的收缩速度，获得所述肌肉形态学参数。

4.如权利要求2所述的多模态生物信号同步检测系统，其特征在于，所述生理学信号包括肌电信号，所述肌电信号经过信号调理电路进行放大和滤波处理，获得所述肌电参数，并通过数据采集卡传送至所述信号处理单元。

5.如权利要求4所述的多模态生物信号同步检测系统，其特征在于，所述信号调理电路采用两级隔离放大并经过滤波处理来提取所述肌电信号。

6.如权利要求2所述的多模态生物信号同步检测系统，其特征在于，所述运动学信号包括分别通过电角度计和足底压力系统采集的关节角度值和足底压力，所述关节角度值和所述足底压力构成运动学参数，并通过数据采集卡传输至所述信号处理单元。

7.如权利要求1所述的多模态生物信号同步检测系统，其特征在于，所述超声图像采集单元包括固定于待测部位的超声探头及便捷式超声设备。

8.如权利要求1所述的多模态生物信号同步检测系统，其特征在于，所述生理信号采集单元包括贴附于肌体表面的肌电电极及EMG采集器。

9.如权利要求1所述的多模态生物信号同步检测系统，其特征在于，所述运动学信号采集单元包括贴附于关节处的电子角度计及设置于足底的足底压力系统。

10.一种多模态生物信号同步检测方法，其包括以下步骤：

S11、实时同步采集超声图像、生理学信号及运动学信号；

S13、对所述超声图像、所述生理学信号及所述运动学信号进行处理及特征提取，获得肌电参数、肌肉形态学参数及运动学参数；

S15、对所述肌电参数、所述肌肉形态学参数及所述运动学参数进行统计学习，并建立运动模型。