[发明专利]基于表面肌电的骨关节损伤后废用性肌萎缩程度评估系统

权利要求书

1.一种基于表面肌电的骨关节损伤后废用性肌萎缩程度评估系统，其特征在于：

包括数据采集模块、数据前端模块、算法分析模块和至少一个柔性电极模块；

所述柔性电极模块，用于与待测位置紧密接触并接收肌电信号；

所述数据采集模块，用于负责控制柔性电极模块进行肌电信号的采集与模数转化，并将采集和模数转化后的数据发送到数据前端模块；

所述数据前端模块，用于接收来自数据采集模块的数据并进行滤波，并将滤波后的数据发送到算法分析模块；

所述算法分析模块，用于接收来自数据前端模块滤波后的数据对废用性肌萎缩程度进行量化评估，所述的算法分析模块内包含训练好的分类评估模型。

2.根据权利要求1所述的基于表面肌电的骨关节损伤后废用性肌萎缩程度评估系统，其特征在于：所述的柔性电极模块，设置在柔性电路基底的下表面，所述柔性电路基底的上表面设有透明薄膜层，透明薄膜层与待测位置紧密接触并感知接收肌电信号。

3.根据权利要求1所述的基于表面肌电的骨关节损伤后废用性肌萎缩程度评估系统，其特征在于：所述的数据采集模块和数据前端模块集成在多通道表面肌电采集电路系统中，所述的数据采集模块与柔性电极模块之间、数据采集模块和数据前端模块之间通过有线线缆连接。

4.根据权利要求1所述的基于表面肌电的骨关节损伤后废用性肌萎缩程度评估系统，其特征在于：所述算法分析模块为带数据处理与运算能力的上位机，所述算法分析模块与数据前端模块之间通过有线或无线连接。

5.根据权利要求1所述的基于表面肌电的骨关节损伤后废用性肌萎缩程度评估系统，其特征在于：所述的骨关节损伤后废用性肌萎缩程度评估系统按照以下方式进行评估：

1)骨关节损伤前期肌肉功能评价过程，包括：

(1-1)：

将柔性电极模块分别与人体的胫骨前肌和腓肠肌紧密接触，人体双侧的踝关节分别作两种运动动作：

在主动背伸踝关节运动动作的同时，控制柔性电极模块分别采集胫骨前肌与腓肠肌两个通道的sEMG信号；

在主动跖屈踝关节运动动作的同时，控制柔性电极模块分别采集胫骨前肌与腓肠肌两个通道的sEMG信号；

上述两个运动动作均持续60s的时间；

(1-2)：对上述采集到的sEMG数据经过数据前端模块进行20-500Hz的带通滤波处理后发送给算法分析模块；

(1-3)：算法分析模块提取sEMG数据中的时域与频域特征值，进一步计算时域与频域的多个参数值，对人体的肌肉功能状况进行评估；

2)术后肌萎缩程度的量化评估过程，包括：

(2-1)：重复上述(1-1)和(1-2)，将sEMG数据发送给算法分析模块提取时域与频域特征值，进一步计算时域与频域的多个参数值，

利用训练好的分类评估模型实现对术后废用性肌萎缩程度发展阶段的量化评估。

6.根据权利要求5所述的基于表面肌电的骨关节损伤后废用性肌萎缩程度评估系统，其特征在于：在(1-3)中，在骨关节损伤前期肌肉功能评价过程中，时域与频域的多个参数值包括第一时域参数和第一频域参数，第一时域参数为均方根值、积分肌电值和方差，第一频域参数为过零点数、中值频率和平均功率谱频率，采取上述六个参数对骨关节损伤前期肌肉功能状况进行评估。

7.根据权利要求6所述的基于表面肌电的骨关节损伤后废用性肌萎缩程度评估系统，其特征在于：对骨关节损伤前期肌肉功能状况进行评估具体处理如下：以人体两侧中的健侧为标准，人体两侧中的患侧的各项参数数值均下降到健侧对应参数数值的80％及以下，则判断骨关节损伤对肌肉功能的损害已经形成。

8.根据权利要求5所述的基于表面肌电的骨关节损伤后废用性肌萎缩程度评估系统，其特征在于：在(2-1)中，在术后萎缩程度发展的量化评估过程中，计算时域与频域的多个参数值包括第二时域参数和第二频域参数，第二时域参数为均方根值和方差，第二频域参数为过零点数、中值频率和平均功率谱频率，将上述五个参数输入训练好的分类评估模型得到当前所处肌萎缩阶段。