[发明专利]人体肌电信号的测试装置、数据处理及激活水平计算方法

说明书

本申请涉及一种人体肌电信号的测试装置、数据处理及激活水平计算方法。其中，所述人体肌肉等长最大自主收缩力下肌电信号数据的计算方法，通过计算目标肌肉在特定动作行为等长最大自主收缩力下的肌电信号均方根值，且依据目标肌肉在特定动作行为等长最大自主收缩力下的肌电信号均方根值，可以实现在其他复杂运动行为下的人体肌肉激活水平的直接计算，解决了复杂运动行为下人体外部载荷难以获得，难以应用肌骨模型进行计算的问题，大大提高复杂运动行为下人体肌肉激活水平计算的准确性。

技术领域

本申请涉及肌肉动力学技术领域，特别是涉及一种人体肌电信号的测试装置、数据处理及激活水平计算方法。

背景技术

人体肌肉等长最大自主收缩力指的是，在某一肌肉长度保持恒定而该肌肉的肌肉张力达到最大时的肌肉收缩力。通俗来讲，就是人体关节角度不变时，某一肌肉达到最大的发力状态下的肌肉收缩力。人体肌肉等长最大自主收缩力是运动骨骼肌肉力学响应研究的重要参考。在大多数涉及人体骨骼肌肉动力学响应的研究或应用的测试过程中，为了进一步研究肌肉紧张程度和人体应激行为，获取人体肌肉等长最大自主收缩力是非常重要的一个环节。

目前获取人体肌肉最大自主收缩力的方法缺乏具备一致性的测试方法或测试设备。传统方案中，最常用的方法是采用人为参与限制被测试者运动的方式进行测量，例如通过人为拉伸被测者肌肉的方式进行测量。

然而，传统获取人体肌肉等长最大自主收缩力的方法，具有一个很大的问题：无法准确计算单独一块肌肉对应的等长最大自主收缩力。这是因为，传统方法测量得出的人体肌肉等长最大自主收缩力是由多块肌肉结合产生的测试结果，并不是实际的单独一块肌肉对应的等长最大自主收缩力，这会导致测试结果不准确，数值偏小，相对于实际值产生较大误差，对后续的骨骼肌肉力学响应研究产生不利影响。

发明内容

基于此，有必要针对传统方案中获取人体肌肉等长最大自主收缩力的方法存在无法准确计算单独一块肌肉对应的等长最大自主收缩力的问题，提供一种人体肌电信号的测试装置、数据处理及激活水平计算方法。

本申请提供一种人体肌肉等长最大自主收缩力下肌电信号数据的计算方法，包括：

确定目标肌肉，以及与所述目标肌肉对应的动作行为；

构建台架测试系统，所述台架测试系统包括测试台架，受测者在所述测试台架上以最大发力状态完成所述动作行为后，获取所述台架测试系统输出的动作信息数据、外部载荷数据和肌电信号数据；

依据所述肌电信号数据，对所述肌电信号数据进行滤波后，计算在所述动作行为下的第一肌电信号均方根值；

创建肌骨模型，并获取受测者的人体数据；

基于相同的动作行为，将所述受测者的人体数据、所述动作信息数据和外部载荷数据输入至所述肌骨模型，并获取所述肌骨模型输出的在所述动作行为下所述目标肌肉的肌肉激活水平；

依据在所述动作行为下所述目标肌肉的肌肉激活水平，对所述第一肌电信号均方根值进行缩放，得出第二肌电信号均方根值；

将所述第二肌电信号均方根值作为所述目标肌肉在等长最大自主收缩力下的肌电信号均方根值。

本申请还提供一种肌电信号数据计算装置，应用前述内容提及的人体肌肉等长最大自主收缩力下肌电信号数据的计算方法，所述肌电信号数据计算装置包括：

处理器，用于执行前述内容提及的人体肌肉等长最大自主收缩力下肌电信号数据的计算方法；

台架测试系统，与所述处理器电连接，用于使受测者以最大发力状态完成与目标肌肉对应的动作行为，并输出动作信息数据、外部载荷数据和肌电信号数据；

肌骨模型，与所述处理器电连接，用于依据所述动作信息数据、所述外部载荷数据和受测者的人体数据，输出在所述动作行为下所述目标肌肉的肌肉激活水平。