[发明专利]一种肌肉疲劳的联合测量装置、方法以及假肢

说明书

一种肌肉疲劳的联合测量装置和假肢，包括：电源模块，用于供电；柔性形变传感器，用于检测被测肌肉的形变信号；Ag/AgCl凝胶电极，用于检测被测肌肉的表面肌电信号；以及处理模块，与所述形变传感器和所述Ag/AgCl凝胶电极电连接，用于对所述形变信号和所述表面肌电信号进行特征提取得到特征集，并根据所述特征集得到代表当前被测肌肉疲劳状态的肌肉状态数据。通过使用柔性形变传感器实时获取肌肉的形变信号和Ag/AgCl凝胶传感器实时获取表面肌电信号并得到肌肉疲劳状态提供高质量的测量数据，降低误差提高精度。

技术领域

本发明属于智能医疗设备领域，尤其涉及一种肌肉疲劳的联合测量装置及方法。

背景技术

智能假肢是一种利用人体的神经信号(肌电、脑电、外周神经电信号)识别人体运动意图进行动作控制的假肢，可以更方便地帮助肢体残障患者融入日常生活。目前，智能假肢的控制精度和稳定性仍然存在一些问题，与真实的肢体功能相差较远，舒适性，体验度也比较差。其中一个重要的原因是在长期控制过程中，容易受到肌肉疲劳的影响，导致需要定期的在疲劳前对智能假肢进行训练，而如何判断肌肉已经达到疲劳是进行定期训练的前提。

目前判断肌肉疲劳的方法往往通过人体的主观感觉，以及通过视觉观察智能假肢能否完成既定任务来进行判断肌肉是否疲劳来进行定期训练。另外，还有一种通过超声图像熵的方法来检测肌肉疲劳的进程。

目前判断肌肉疲劳的几种方法都会存在不同的缺陷。对于主观判断方法，人的主观意识往往会受到情绪、心理活动、所处环境等因素的影响，通过主观判断肌肉是否疲劳不具备客观性，并且，受人的差异性影响，误差较大；对于视觉判断方法，通过对智能假肢进行视觉监控，根据其任务的完成度去进行数据采集和判断，这种方法操作起来难度较大，并且不便利；对于肌电判断方法，其是通过采集肌肉表面的肌电信号并对其进行分析，该方法数据采集方式较为单一，忽略了肌肉疲劳产生时肢体的物理信号，分析方法较为简单，精度不高。还有超声成像熵的判断方法，其测量过程复杂，不方便携带，需要专门超声成像设备。

发明内容

本发明的目的在于提供一种肌肉疲劳的联合测量装置及方法，旨在解决传统的肌肉疲劳测量方法不便利且精度不高的问题。

本发明实施例的第一方面提供了一种肌肉疲劳的联合测量装置，包括：

电源模块，用于供电；

柔性形变传感器，用于检测被测肌肉的形变信号；

Ag/AgCl凝胶电极，用于检测被测肌肉的表面肌电信号；以及

处理模块，与所述柔性形变传感器和所述Ag/AgCl凝胶电极电连接，用于对所述形变信号和所述表面肌电信号进行特征提取得到特征集，并根据所述特征集得到代表当前被测肌肉疲劳状态的肌肉状态数据。

在其中一个实施例中，所述处理模块具体用于：

对所述形变信号和所述表面肌电信号进行预处理；

提取预处理后的所述形变信号的采样点数的均方根值，以及预处理后的所述表面肌电信号的积分肌电值、平均功率频率和中值频率以构成特征集；以及

根据所述特征集得到代表当前被测肌肉疲劳状态的肌肉状态数据。

在其中一个实施例中，还包括反馈模块，与所述处理模块连接，所述处理模块还用于根据所述肌肉状态数据输出相应的控制信号，所述控制信号用于控制所述反馈模块产生与当前肌肉状态匹配的指示信息。

在其中一个实施例中，所述反馈模块包括扬声器、指示灯以及震动器中至少一种。

在其中一个实施例中，还包括存储模块，所述存储模块与所述处理模块连接，用于存储所述肌肉状态数据。

在其中一个实施例中，还包括通讯模块，所述通讯模块与所述处理模块连接，用于传输所述肌肉状态数据。