CN106821321B - 一种肌肉形变检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种肌肉形变检测装置，包括：用以包绕于肌肉表面的气囊；设于所述气囊内侧、用以与肌肉表面紧密贴合以获取由肌肉形变所产生的压力的多个压力传感器，多个所述压力传感器呈横纵方向交错设置；与所述压力传感器连接、用以处理并分析所述压力传感器所采集到的压力信号的控制器。上述肌肉形变检测装置，通过肌肉与气囊之间的相对挤压来获取肌肉形变的信息，并且能够实时的反应出肌肉不同部位与气囊间的压力，该压力的大小反映出肌肉的形变变化量。
Description
技术领域
本发明涉及生理检测技术领域，特别涉及一种肌肉形变检测装置。
背景技术
众所周知，针对肌肉形变的检测在医学康复等领域中起着至关重要的作用。
目前来说，已经有不少的方法、途径可以获取手臂动作的肌肉信号：例如：通过肌电信号传感器来获取手臂动作时的肌肉信息，它主要是通过接触式的电极来检测肌肉伸张或收缩的表层肌肉和表皮所产生的动作电位。因为肌肉信息和表面肌电信号存在某种关联性，能反应出肌肉动作时的有关信息。但是，由于所产生的肌电信号非常小，而且，信号的强弱与电极的位置，测试者的身体素质如体温，皮下脂肪等相关，信号获取的准确性得不到保证。
除此之外，还可以通过采用深度摄像机的方法，它主要是利用深度摄像机来监控手臂动作过程中的肌肉形变，是种非接触式的测量方法。但是，该方法也存在不足之处：采样速度较低，计算成本大，难以实现实时响应。
发明内容
本发明的目的是提供一种肌肉形变检测装置，该肌肉形变检测装置可以简单、方便地对肌肉形变进行检测。
为实现上述目的，本发明提供一种肌肉形变检测装置，包括：
用以包绕于肌肉表面的气囊；
设于所述气囊内侧、用以与肌肉表面紧密贴合以获取由肌肉形变所产生的压力的多个压力传感器，多个所述压力传感器呈横纵方向交错设置；
与所述压力传感器连接、用以处理并分析所述压力传感器所采集到的压力信号的控制器。
相对于上述背景技术，本发明提供的肌肉形变检测装置，呈环状的气囊包绕于肌肉表面；多个压力传感器设于气囊内侧，并与肌肉表面紧密贴合；控制器与压力传感器连接，其能够获取压力传感器所采集到的压力信号，并对压力信号进行处理分析，进而获取肌肉的形变信息。当肌肉形变时，由于肌肉表面紧密贴合压力传感器，因此压力传感器能够检测到压力的变化；本发明将多个压力传感器呈横纵方向交错设置，即压力传感器按照横向和纵向交替的规则排列；本发明的肌肉形变检测装置，采用可充气气囊充气加压的方式，使得置于气囊内侧的压力传感器能更加充分的和肌肉接触，通过充入确定的气压，能较好地确定压力传感器的零位。压力传感器通过肌肉与气囊之间的相对挤压来获取肌肉形变的信息。上述肌肉形变检测装置能实时的反应出肌肉不同部位与气囊间的压力，该压力的大小反应出肌肉的形变变化量。
优选地，所述压力传感器连接信号输出线，全部所述信号输出线通过通信电缆与所述控制器连接。
优选地，所述控制器具体为MCU、DSP或者ARM***。
优选地，还包括用以对所述气囊充气的充气气泵，且所述气囊与所述充气气泵之间设有充气气管。
优选地，所述气囊的外侧设有排气口。
优选地，还包括与所述排气口、所述充气气泵以及所述控制器连接、用以开启或关闭所述排气口和充气气泵，并且显示所述压力传感器所采集到的压力值的控制终端。
优选地，还包括与所述控制终端连接的提示装置；当肌肉根据预设动作进行运动时，所述压力传感器检测到压力值不符合预设值时，所述提示装置进行提示操作。
优选地，所述压力传感器具体为PVDF聚偏氟乙烯压电薄膜。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例所提供的肌肉形变检测装置的示意图；
图2为图1的肌肉形变检测装置在测量上臂时的示意图；
图3为图1的肌肉形变检测装置在测量前臂时的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
请参考图1、图2和图3，图1为本发明实施例所提供的肌肉形变检测装置的示意图；图2为图1的肌肉形变检测装置在测量上臂时的示意图；图3为图1的肌肉形变检测装置在测量前臂时的示意图。
本发明提供的一种肌肉形变检测装置，主要包括气囊1、压力传感器2和控制器。
气囊1大体呈环形，可以充气与放气，用于包绕于肌肉表面；气囊1的厚度在2cm～4cm之间，宽度在6cm～10cm之间；气囊1由有一定弹性的材料制成，使之适合不同粗细手臂的肌肉测试。
在使用过程中，可以直接将气囊1套在上臂或前臂上，如说明书附图2与附图3所示，手臂8包绕于气囊1。当然，根据实际需要，气囊1还可以包绕于人体下肢的大腿肌肉或小腿肌肉。
多个压力传感器2按照横向和纵向交替的规则排列，形成压力传感器阵列，如说明书附图1～附图3所示。压力传感器阵列设于气囊1的内侧，与肌肉表面紧密接触。控制器与压力传感器阵列连接，用以接收压力传感器阵列所产生的压力信号，并将压力信号进行处理与分析，进而得到肌肉的形变量。
在检测过程中，气囊1充气加压，使得置于气囊内侧的压力传感器阵列能更加充分的与肌肉接触，通过充入确定的气压，能较好地确定压力传感器2的零位。具体来说，当检测手臂的肱二头肌时，如说明书附图2；手臂呈自然下垂放松姿态；气囊1充入气体，待压力传感器2检测到10牛顿的力时，停止充气，对气囊1密封；可以将10牛顿所对应的气压作为测试时的零位。至此，压力传感器的零位设置完成。校准零位完成后，测试者根据要求，做出相应的测试动作，检查压力传感器是否能够检测到有数据输出，控制器可以扩展存储单元和数据接口。通过测量，可以实时显示测量的压力传感器所输出的压力信号，通过数据接口，输出数据，进行进一步的分析处理。
控制器利用压力传感器所输出的压力信号进行信号处理的过程，可以根据临床需要而定，本文并不作出限制。
压力传感器2连接信号输出线5，全部信号输出线5通过通信电缆3与控制器连接。每一个压力传感器2在肌肉运动过程中均会实时输出压力信号，每一个压力传感器2均连接一根信号输出线5，全部信号输出线5连接于通信电缆3，通过通信电缆3与控制器相连。
控制器可以具体为MCU、DSP或者ARM***。当然，还可以采用其他类型的控制器，只要其有足够的速度读取数据、处理数据、显示数据和存储数据即可。
充气气泵6能够对气囊1进行充气，气囊1设有充气口4，充气气泵6与充气口4之间通过充气气管7连通，实现对气囊1的充气。气囊1的外侧设有排气口。在检测时，可以利用排气口将气囊1内的残余气体排出，而后将气囊1包绕于所需检测的肌肉，进行后续检测步骤。
控制终端与排气口、充气气泵6以及控制器连接，能够开启或关闭排气口和充气气泵6，并能够显示压力传感器2所采集到的压力值。控制终端与气囊1的排气口、充气气泵6以及控制器可以采用无线方式连接；例如：在检测过程中，测试者单独位于测试空间内，手持控制终端的医务人员位于测试空间之外，测试者与医务人员保持一定的距离，以便供测试者完成预设动作，此时利用控制终端能够远程控制测试的全部过程，方便测试。
控制终端还可以连接提示装置，当肌肉根据预设动作进行运动时，压力传感器2检测到压力值不符合预设值时，提示装置进行提示操作。本发明的肌肉形变检测装置，当用于矫正运动过程中的锻炼强度和姿态问题时，测试者执行预设动作；倘若压力传感器2检测到压力值不符合预设值时，则说明测试者的动作姿态不符合标准；其中，预设值为：以标准姿态执行预设动作时压力传感器2所应检测到的压力值。当然，还可以利用压力传感器2检测测试者的锻炼强度是否符合标准；如此设置，能够供医务人员知晓测试者的运动姿态以及锻炼强度等是否符合标准，以便及时修正测试者的运动姿态与锻炼强度等。
本发明中的压力传感器2具体为PVDF聚偏氟乙烯压电薄膜，PVDF聚偏氟乙烯压电薄膜可以通过不干胶粘贴于气囊1内侧，或者在气囊1内侧设置用以容纳PVDF聚偏氟乙烯压电薄膜的容纳腔，容纳腔可以直接缝纫于气囊1内侧，供PVDF聚偏氟乙烯压电薄膜至于其中。
以上对本发明所提供的肌肉形变检测装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (4)
1.一种肌肉形变检测装置，其特征在于，包括：
用以包绕于肌肉表面的气囊；
设于所述气囊内侧、用以与肌肉表面紧密贴合以获取由肌肉形变所产生的压力的多个压力传感器，多个所述压力传感器呈横纵方向交错设置；
与所述压力传感器连接、用以处理并分析所述压力传感器所采集到的压力信号的控制器；
用以对所述气囊充气的充气气泵，且所述气囊与所述充气气泵之间设有充气气管，所述气囊的外侧设有排气口；
与所述排气口、所述充气气泵以及所述控制器连接、用以开启或关闭所述排气口和充气气泵，并且显示所述压力传感器所采集到的压力值的控制终端；
与所述控制终端连接的提示装置；当肌肉根据预设动作进行运动时，所述压力传感器检测到压力值不符合预设值时，所述提示装置进行提示操作。
2.根据权利要求1所述的肌肉形变检测装置，其特征在于，所述压力传感器连接信号输出线，全部所述信号输出线通过通信电缆与所述控制器连接。
3.根据权利要求2所述的肌肉形变检测装置，其特征在于，所述控制器具体为MCU、DSP或者ARM***。
4.根据权利要求1所述的肌肉形变检测装置，其特征在于，所述压力传感器具体为PVDF聚偏氟乙烯压电薄膜。
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