本公開涉及人體康復(fù)訓(xùn)練技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種肌肉訓(xùn)練輔助裝置、肌肉訓(xùn)練評(píng)估裝置及肌肉訓(xùn)練評(píng)估方法。

背景技術(shù)：

隨著人口結(jié)構(gòu)日益老齡化，患有骨性關(guān)節(jié)炎的老齡患者數(shù)量呈快速上升趨勢(shì)，近5年以來進(jìn)行髖、膝關(guān)節(jié)置換和關(guān)節(jié)鏡手術(shù)的人數(shù)保持在2位數(shù)增長(zhǎng)趨勢(shì)。通過手術(shù)為患者解決了髖膝關(guān)節(jié)的創(chuàng)傷、老化和壞死以及功能喪失的問題，解決了病人的痛苦，大大提高了生活質(zhì)量。

但是由于現(xiàn)有醫(yī)療資源的不足，往往手術(shù)后患者得不到足夠的康復(fù)指導(dǎo)，不能進(jìn)行科學(xué)有效的康復(fù)鍛煉，導(dǎo)致手術(shù)最終效果大打折扣。常規(guī)下肢手術(shù)術(shù)后需要進(jìn)行臀肌和股四頭肌的等長(zhǎng)肌肉收縮訓(xùn)練，但這類訓(xùn)練肢體活動(dòng)幅度不大，需要患者對(duì)肌肉進(jìn)行有效的控制，每次動(dòng)作需激發(fā)足夠強(qiáng)度的肌肉力，每組訓(xùn)練需達(dá)到或接近疲勞的狀態(tài)，從而可以最高效率實(shí)現(xiàn)肌力的提升，避免術(shù)后的關(guān)節(jié)受到損傷。

目前類似的人體生理信號(hào)采集系統(tǒng)還主要是實(shí)驗(yàn)室階段，沒有小型化輕量化，一定程度上阻礙用戶進(jìn)行自由的肌肉訓(xùn)練，同步實(shí)時(shí)多路傳感器的數(shù)據(jù)只是采集而沒有進(jìn)行有效的閉環(huán)控制，對(duì)于出汗、疲勞、發(fā)熱等現(xiàn)象并不能進(jìn)行有效的調(diào)整，不能對(duì)等長(zhǎng)收縮的訓(xùn)練進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)定及有效的指導(dǎo)。怎樣更便捷的獲得準(zhǔn)確而高效的科學(xué)訓(xùn)練指導(dǎo)，對(duì)實(shí)現(xiàn)術(shù)后康復(fù)必不可少。

需要說明的是，在上述背景技術(shù)部分公開的信息僅用于加強(qiáng)對(duì)本公開的背景的理解，因此可以包括不構(gòu)成對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本公開的目的在于提供一種肌肉訓(xùn)練輔助裝置、肌肉訓(xùn)練評(píng)估裝置及肌肉訓(xùn)練評(píng)估方法，進(jìn)而至少在一定程度上克服由于相關(guān)技術(shù)的限制和缺陷而導(dǎo)致的一個(gè)或者多個(gè)問題。

本公開的其他特性和優(yōu)點(diǎn)將通過下面的詳細(xì)描述變得清晰，或者部分地通過本公開的實(shí)踐而習(xí)得。

根據(jù)本公開的一個(gè)方面，提供一種肌肉訓(xùn)練輔助裝置，包括：

傳感器組，用于采集訓(xùn)練目標(biāo)的姿態(tài)信息、表面肌電信號(hào)以及皮膚電導(dǎo)率信息以獲取第一數(shù)據(jù)；

數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)，與所述傳感器組耦接，用于根據(jù)所述表面肌肉電信號(hào)獲取肌肉電信號(hào)活躍度信息以及功率譜中值頻率信息；

數(shù)據(jù)傳輸機(jī)構(gòu)，與所述傳感器組以及所述數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)耦接，用于將所述姿態(tài)信息、皮膚電導(dǎo)率信息、肌肉電信號(hào)活躍度信息以及功率譜中值頻率信息傳輸至一肌肉訓(xùn)練評(píng)估裝置。

在本公開的一種示例性實(shí)施例中，所述傳感器組包括：

姿態(tài)采集傳感器，用于采集所述訓(xùn)練目標(biāo)的姿態(tài)傾角；

肌肉電信號(hào)采集傳感器，用于采集所述訓(xùn)練目標(biāo)的表面肌肉電信號(hào)；

皮膚電導(dǎo)率采集傳感器，用于采集所述訓(xùn)練目標(biāo)的皮膚電導(dǎo)率系數(shù)。

在本公開的一種示例性實(shí)施例中，所述傳感器組中的傳感器均包括參考電極以及測(cè)量電極且各所述傳感器的所述參考電極以及測(cè)量電極連線與肌肉縱向平行。

在本公開的一種示例性實(shí)施例中，所述肌肉電信號(hào)采集傳感器還包括：

電壓初級(jí)放大器，用于放大肌肉電信號(hào)采集傳感器的參考電極以及測(cè)量電極之間的電壓信號(hào)以獲取所述表面肌肉電信號(hào)。

在本公開的一種示例性實(shí)施例中，所述數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)，包括傅里葉變換單元，所述傅里葉變換單元用于根據(jù)所述表面肌肉電信號(hào)進(jìn)行傅里葉變換以獲取所述肌肉電信號(hào)活躍度信息以及功率譜中值頻率信息。

根據(jù)本公開的一個(gè)方面，提供一種肌肉訓(xùn)練評(píng)估裝置，包括：

數(shù)據(jù)接收模塊，用于接收根據(jù)上述任意一項(xiàng)所述的數(shù)據(jù)傳輸機(jī)構(gòu)傳輸?shù)淖藨B(tài)信息、皮膚電導(dǎo)率信息、肌肉電信號(hào)活躍度信息以及功率譜中值頻率信息；

相位識(shí)別模塊，用于根據(jù)所述姿態(tài)信息以及肌肉電信號(hào)活躍度信息識(shí)別出相應(yīng)的相位；

疲勞指數(shù)計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述相位識(shí)別模塊識(shí)別出的預(yù)設(shè)相位下的所述姿態(tài)信息變化、功率譜中值頻率變化以及電導(dǎo)率系數(shù)變化計(jì)算疲勞指數(shù)；

綜合評(píng)估模塊，結(jié)合所述疲勞指數(shù)以及主觀評(píng)分對(duì)所述訓(xùn)練目標(biāo)的訓(xùn)練結(jié)果進(jìn)行評(píng)估。

在本公開的一種示例性實(shí)施例中，所述相位包括：

放松相位、抬起相位、保持相位以及落下相位中的一種或多種。

在本公開的一種示例性實(shí)施例中，所述計(jì)算疲勞指數(shù)包括：

根據(jù)預(yù)設(shè)系數(shù)穩(wěn)定性方差與功率譜中值降低值的對(duì)數(shù)的乘積計(jì)算所述疲勞指數(shù)；其中，所述預(yù)設(shè)系數(shù)包括：根據(jù)所述姿態(tài)信息計(jì)算得到的肌肉穩(wěn)定性系數(shù)，根據(jù)所述表面肌肉電信號(hào)計(jì)算得到的肌電信號(hào)降低系數(shù)以及根據(jù)所述電導(dǎo)率信息計(jì)算得到的電導(dǎo)率系數(shù)。

在本公開的一種示例性實(shí)施例中，所述肌肉訓(xùn)練評(píng)估裝置還包括：

顯示器，與所述肌肉訓(xùn)練評(píng)估裝置耦接，用于顯示所述肌肉訓(xùn)練評(píng)估裝置輸出的評(píng)估結(jié)果。

在本公開的一種示例性實(shí)施例中，所述肌肉訓(xùn)練評(píng)估裝置還包括：

存儲(chǔ)器，與所述肌肉訓(xùn)練評(píng)估裝置耦接，用于存儲(chǔ)所述肌肉訓(xùn)練評(píng)估裝置輸出的評(píng)估結(jié)果。

根據(jù)本公開的一個(gè)方面，提供一種肌肉訓(xùn)練評(píng)估方法，包括：

接收根據(jù)上述任意一項(xiàng)所述的數(shù)據(jù)傳輸機(jī)構(gòu)傳輸?shù)淖藨B(tài)信息、皮膚電導(dǎo)率信息、肌肉電信號(hào)活躍度信息以及功率譜中值頻率信息；

根據(jù)所述姿態(tài)信息以及肌肉電信號(hào)活躍度信息識(shí)別出相應(yīng)的相位；

根據(jù)所述相位識(shí)別模塊識(shí)別出的預(yù)設(shè)相位下的所述姿態(tài)信息變化、功率譜中值頻率變化以及電導(dǎo)率系數(shù)變化計(jì)算疲勞指數(shù)；

結(jié)合所述疲勞指數(shù)以及主觀評(píng)分對(duì)所述訓(xùn)練目標(biāo)的訓(xùn)練結(jié)果進(jìn)行評(píng)估。

在本公開的一種示例性實(shí)施例中，所述相位包括：

放松相位、抬起相位、保持相位以及落下相位中的一種或多種。

在本公開的一種示例性實(shí)施例中，所述計(jì)算疲勞指數(shù)包括：

根據(jù)預(yù)設(shè)系數(shù)穩(wěn)定性方差與功率譜中值降低值的對(duì)數(shù)的乘積計(jì)算所述疲勞指數(shù)；其中，所述預(yù)設(shè)系數(shù)包括：根據(jù)所述姿態(tài)信息計(jì)算得到的肌肉穩(wěn)定性系數(shù)，根據(jù)所述表面肌肉電信號(hào)計(jì)算得到的肌電信號(hào)降低系數(shù)以及根據(jù)所述電導(dǎo)率信息計(jì)算得到的電導(dǎo)率系數(shù)。

本公開的一種實(shí)施例的肌肉訓(xùn)練輔助裝置、肌肉訓(xùn)練評(píng)估裝置及肌肉訓(xùn)練評(píng)估方法，通過實(shí)時(shí)采集、處理、傳輸以及評(píng)估目標(biāo)訓(xùn)練部位的姿態(tài)信息以及肌肉電生理信號(hào)等獲得訓(xùn)練數(shù)據(jù)以及評(píng)估結(jié)果。一方面，通過所提供的肌肉訓(xùn)練輔助裝置可以提高采集訓(xùn)練數(shù)據(jù)的精確度；此外，還可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的處理，便于傳輸數(shù)據(jù)至后續(xù)肌肉訓(xùn)練評(píng)估裝置以供評(píng)估使用。另一方面，通過肌肉訓(xùn)練評(píng)估裝置，結(jié)合肌肉訓(xùn)練輔助裝置輸入的數(shù)據(jù)，可以幫助患者定量計(jì)算訓(xùn)練效果；再一方面，可以為醫(yī)生評(píng)估訓(xùn)練目標(biāo)與制定康復(fù)訓(xùn)練計(jì)劃提供數(shù)據(jù)支持，從而使患者更便捷的獲得準(zhǔn)確而高效的科學(xué)訓(xùn)練指導(dǎo)。

應(yīng)當(dāng)理解的是，以上的一般描述和后文的細(xì)節(jié)描述僅是示例性和解釋性的，并不能限制本公開。

附圖說明

此處的附圖被并入說明書中并構(gòu)成本說明書的一部分，示出了符合本公開的實(shí)施例，并與說明書一起用于解釋本公開的原理。顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本公開的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1示出本公開示例性實(shí)施例中一種肌肉訓(xùn)練輔助裝置的方框示意圖。

圖2示出本公開示例性實(shí)施例中一種肌電貼安裝示意圖。

圖3示出本公開示例性實(shí)施例中一種股四頭肌等長(zhǎng)收縮訓(xùn)練示意圖。

圖4示出本公開示例性實(shí)施例中一種腘繩肌等長(zhǎng)收縮訓(xùn)練示意圖。

圖5示出本公開示例性實(shí)施例中一種腘繩肌等長(zhǎng)收縮訓(xùn)練過程中姿態(tài)變化示意圖。

圖6示出本公開示例性實(shí)施例中伴隨圖5中提供的果繩肌等長(zhǎng)收縮訓(xùn)練過程中姿態(tài)變化引起相應(yīng)的肌電信號(hào)以及傾角的同步變化示意圖。

圖7示出本公開示例性實(shí)施例中一種肌肉訓(xùn)練輔助裝置電路圖。

圖8示出本公開示例性實(shí)施例中一種肌肉訓(xùn)練評(píng)估裝置的方框示意圖。

圖9示出本公開示例性實(shí)施例中一種應(yīng)用上述肌肉訓(xùn)練評(píng)估裝置的移動(dòng)終端的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將參考附圖更全面地描述示例實(shí)施方式。然而，示例實(shí)施方式能夠以多種形式實(shí)施，且不應(yīng)被理解為限于在此闡述的范例；相反，提供這些實(shí)施方式使得本公開將更加全面和完整，并將示例實(shí)施方式的構(gòu)思全面地傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。所描述的特征、結(jié)構(gòu)或特性可以以任何合適的方式結(jié)合在一個(gè)或更多實(shí)施方式中。在下面的描述中，提供許多具體細(xì)節(jié)從而給出對(duì)本公開的實(shí)施方式的充分理解。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識(shí)到，可以實(shí)踐本公開的技術(shù)方案而省略所述特定細(xì)節(jié)中的一個(gè)或更多，或者可以采用其它的方法、組元、裝置、步驟等。在其它情況下，不詳細(xì)示出或描述公知技術(shù)方案以避免喧賓奪主而使得本公開的各方面變得模糊。

此外，附圖僅為本公開的示意性圖解，并非一定是按比例繪制。圖中相同的附圖標(biāo)記表示相同或類似的部分，因而將省略對(duì)它們的重復(fù)描述。附圖中所示的一些方框圖是功能實(shí)體，不一定必須與物理或邏輯上獨(dú)立的實(shí)體相對(duì)應(yīng)?？梢圆捎密浖问絹韺?shí)現(xiàn)這些功能實(shí)體，或在一個(gè)或多個(gè)硬件模塊或集成電路中實(shí)現(xiàn)這些功能實(shí)體，或在不同網(wǎng)絡(luò)和/或處理器裝置和/或微控制器裝置中實(shí)現(xiàn)這些功能實(shí)體。

本示例實(shí)施方式中提供了一種肌肉訓(xùn)練輔助裝置10，參照?qǐng)D1所示，本示例實(shí)施方式中的肌肉訓(xùn)練輔助裝置10可以包括：傳感器組11、數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)21以及數(shù)據(jù)傳輸機(jī)構(gòu)31。其中：傳感器組11可以用于采集訓(xùn)練目標(biāo)的姿態(tài)信息、表面肌電信號(hào)以及皮膚電導(dǎo)率信息以獲取第一數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)21，與所述傳感器組耦接，可以用于根據(jù)所述表面肌肉電信號(hào)獲取肌肉電信號(hào)活躍度信息以及功率譜中值頻率信息。數(shù)據(jù)傳輸機(jī)構(gòu)31，與所述傳感器組以及所述數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)耦接，可以用于將所述姿態(tài)信息、皮膚電導(dǎo)率信息、肌肉電信號(hào)活躍度信息以及功率譜中值頻率信息傳輸至一肌肉訓(xùn)練評(píng)估裝置41。

根據(jù)本示例實(shí)施例中所提供的肌肉訓(xùn)練輔助裝置10通過傳感器組11、數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)21以及數(shù)據(jù)傳輸機(jī)構(gòu)31通過采集、處理以及傳輸訓(xùn)練目標(biāo)的姿態(tài)信息以及肌肉電生理信號(hào)等以獲得基礎(chǔ)數(shù)據(jù)以提供至下述肌肉訓(xùn)練評(píng)估裝置41。該裝置一方面提高了訓(xùn)練數(shù)據(jù)的精確度，此外還可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的處理，便于傳輸數(shù)據(jù)至后續(xù)肌肉訓(xùn)練評(píng)估裝置以供評(píng)估使用。

下面，將對(duì)本示例實(shí)施方式中的肌肉訓(xùn)練輔助裝置的各部分進(jìn)行更詳細(xì)的說明。

本示例實(shí)施方式中，本公開所提供的肌肉訓(xùn)練輔助裝置可以適用常規(guī)下肢手術(shù)術(shù)后的等長(zhǎng)肌肉收縮訓(xùn)練。所述的常規(guī)下肢手術(shù)可以包括四肢骨折特別是關(guān)節(jié)內(nèi)或干髓端骨折切開復(fù)位內(nèi)固定術(shù)；人工關(guān)節(jié)置換術(shù)，韌帶重建術(shù)；創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎滑膜切除術(shù)，化膿性關(guān)節(jié)炎引流術(shù)；關(guān)節(jié)攣縮、粘連松解術(shù)以及關(guān)節(jié)鏡術(shù)等。但本公開并不以此為限，其他可以適用上述肌肉訓(xùn)練輔助裝置的康復(fù)訓(xùn)練治療均屬于本公開的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。

本示例實(shí)施方式中，所述的等長(zhǎng)收縮定義為肌肉在收縮時(shí)其長(zhǎng)度不變而只有張力增加，又稱為靜力收縮。等長(zhǎng)收縮可以使某些關(guān)節(jié)保持一定的位置，為其他關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)創(chuàng)造條件。要保持一定的體位，某些肌肉就必須做等長(zhǎng)收縮，舉例而言如做蹲起動(dòng)作時(shí)，肩帶和軀干的肌肉發(fā)生等長(zhǎng)收縮以保證軀干的垂直姿勢(shì)。在更復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)中，身體姿勢(shì)不斷發(fā)生變化，因此肌肉的收縮形式也不斷發(fā)生變化，往往是等長(zhǎng)收縮和等張收縮都有的混合形式。本示例實(shí)施方式中，所述的肌肉訓(xùn)練輔助裝置適用的目標(biāo)訓(xùn)練部位可以為股四頭肌(圖3)和腘繩肌(圖4)等，這類肌肉訓(xùn)練的肢體活動(dòng)幅度不大，需要患者對(duì)肌肉進(jìn)行有效的控制。

在本示例實(shí)施例中，傳感器組11可以包括：姿態(tài)采集傳感器、肌肉電信號(hào)采集傳感器以及皮膚電導(dǎo)率采集傳感器。

此外上述的幾種傳感器均可以包括參考電極以及測(cè)量電極，包括上述兩種電極的幾種傳感器可以集中設(shè)置在肌電貼10上，同時(shí)各傳感器的參考電極以及測(cè)量電極連線可以與目標(biāo)訓(xùn)練部位的肌肉縱向平行以保證采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和靈敏性。在本示例實(shí)施例中，所述肌電貼10安裝方式參照?qǐng)D2所示，所述肌電貼10可以根據(jù)訓(xùn)練部位的形狀面積大小差別設(shè)計(jì)成橢圓狀、長(zhǎng)條狀等大小不同的樣式；安裝方式也不限于本示例性實(shí)施例中提供的貼片式，也可以配合不同訓(xùn)練部位和訓(xùn)練強(qiáng)度搭配載體使用，所述載體可以為可套式彈力帶或魔術(shù)貼式彈力帶等。其中：

姿態(tài)采集傳感器可以用于采集所述訓(xùn)練目標(biāo)的姿態(tài)傾角。在用戶開始正式的肌肉訓(xùn)練前，首先需要進(jìn)行姿態(tài)初始化，采集初始化姿態(tài)信息：參照?qǐng)D3，以股四頭肌等長(zhǎng)收縮訓(xùn)練為例，所述初始化姿態(tài)需要用戶將腿并攏平躺于床面，姿態(tài)采集傳感器采集當(dāng)前姿態(tài)傾角并標(biāo)定當(dāng)前載體坐標(biāo)系和空間坐標(biāo)系之間的差異，并進(jìn)行校準(zhǔn)，新建姿態(tài)坐標(biāo)系并記錄當(dāng)前傾角值，并將當(dāng)前傾角值作為基準(zhǔn)傾角。

肌肉電信號(hào)采集傳感器可以用于采集所述訓(xùn)練目標(biāo)的表面肌肉電信號(hào)。參照?qǐng)D5與圖6，表面肌電信號(hào)是肌肉收縮時(shí)伴隨的電信號(hào)，是在體表無創(chuàng)檢測(cè)肌肉活動(dòng)的重要方法，常用于體育科學(xué)研究以及康復(fù)醫(yī)學(xué)臨床等。所述肌肉電信號(hào)采集傳感器還可以包括電壓初級(jí)放大器，可以用于放大肌肉電信號(hào)采集傳感器的參考電極以及測(cè)量電極之間的電壓信號(hào)以獲取所述表面肌肉電信號(hào)。在實(shí)際采集的過程中，參考電極以及測(cè)量電極之間直接采集到的生物肌電信號(hào)存在頻率低，信號(hào)微弱以及干擾信號(hào)多等問題，導(dǎo)致后續(xù)的肌電信號(hào)處理效果不明顯從而影響數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，而使訓(xùn)練得不到準(zhǔn)確的跟蹤和反饋，使用電壓初級(jí)放大器可以有效濾除噪聲、抑制工頻干擾以及極化電壓，從而滿足肌電信號(hào)后續(xù)處理的要求。

舉例而言，在用戶開始正式的肌肉訓(xùn)練前，首先需要進(jìn)行肌電信號(hào)初始化，采集初始化姿態(tài)的肌電信號(hào)信息，同樣以股四頭肌等長(zhǎng)收縮訓(xùn)練為例，需要用戶保持所述初始化姿態(tài)將腿并攏平躺于床面，采集2s間隔的肌電信號(hào)的均值中位數(shù)作為0基準(zhǔn)，記錄最大力量收縮時(shí)的肌電信號(hào)均值中位值作為100％基準(zhǔn)。

進(jìn)一步地，皮膚電導(dǎo)率采集傳感器可以用于采集所述訓(xùn)練目標(biāo)的皮膚電導(dǎo)率系數(shù)。皮膚電導(dǎo)率系數(shù)反映皮膚表面汗液分泌，用來衡量肌肉疲勞程度。同樣在用戶開始正式的肌肉訓(xùn)練前，在初始化階段記錄當(dāng)前的皮膚電導(dǎo)率系數(shù)。此外，本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的是，在本公開的其他示例性實(shí)施例中，上述傳感器組還可以包括其他一種或多種生理信息采集器，比如心率采集器、血壓采集器以及能量消耗采集器等，本示例性實(shí)施例中對(duì)此不做特殊限定。

本示例實(shí)施方式中，本公開所提供的數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)21可以包括傅里葉變換單元，所述傅里葉變換單元用于根據(jù)所述表面肌肉電信號(hào)進(jìn)行傅里葉變換以獲取所述肌肉電信號(hào)活躍度信息以及功率譜中值頻率信息。

具體而言傅里葉變換是一種分析信號(hào)的方法，它可分析信號(hào)的成分，也可用這些成分合成信號(hào)。許多波形可作為信號(hào)的成分，比如正弦波、方波以及鋸齒波等，傅里葉變換用正弦波作為信號(hào)的成分，例如在信號(hào)處理中，傅里葉變換的典型用途是將信號(hào)分解成頻率譜——顯示與頻率對(duì)應(yīng)的幅值大小。在本實(shí)施例中，所述數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)21中的傅里葉變換單元可以根據(jù)所述表面肌肉電信號(hào)進(jìn)行傅里葉變換以獲取所述肌肉電信號(hào)活躍度信息以及功率譜中值頻率信息。

本示例實(shí)施方式中，本公開所提供數(shù)據(jù)傳輸機(jī)構(gòu)31，與所述傳感器組以及所述數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)耦接，可以用于將所述姿態(tài)信息、皮膚電導(dǎo)率信息、肌肉電信號(hào)活躍度信息以及功率譜中值頻率信息傳輸至一肌肉訓(xùn)練評(píng)估裝置41。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，所述傳輸方式可以為藍(lán)牙Bluetooth、無線局域網(wǎng)Wi-Fi、紫蜂Zigbee(一種近距離的雙向無線通訊技術(shù))以及短距離通信NFC(Near Field Communication)等無線通信技術(shù)。一方面，上述無線傳輸方式的使用使得用戶在訓(xùn)練中只需佩戴使用本訓(xùn)練指導(dǎo)儀，無需導(dǎo)線連接，具有使用方便、肢體自由以及輕巧便攜等特點(diǎn)，無線傳輸還具有實(shí)時(shí)性、功耗低以及續(xù)航時(shí)間長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)；另一方面，所述數(shù)據(jù)通過無線方式傳輸至肌肉訓(xùn)練評(píng)估裝置41，也降低了肌肉訓(xùn)練評(píng)估裝置41接收數(shù)據(jù)的實(shí)體端口需求，只需要配置相應(yīng)的數(shù)據(jù)接收模塊，即可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)接收。上述數(shù)據(jù)傳輸機(jī)構(gòu)31還可以包括其他一種或多種傳輸方式，本示例性實(shí)施例中對(duì)此不做特殊限定。

此外，在本公開的一種示例性實(shí)施例中，所述肌肉訓(xùn)練輔助裝置的電路圖設(shè)計(jì)如圖7所示。

本示例實(shí)施方式還提供了一種肌肉訓(xùn)練評(píng)估裝置41，參照?qǐng)D8，與所述數(shù)據(jù)傳輸機(jī)構(gòu)31耦接，所述肌肉訓(xùn)練評(píng)估裝置41可以包括：數(shù)據(jù)接收模塊42、相位識(shí)別模塊43、疲勞指數(shù)計(jì)算模塊44以及綜合評(píng)估模塊45?？梢杂糜诮Y(jié)合所述數(shù)據(jù)傳輸機(jī)構(gòu)31傳輸?shù)男畔?duì)所述訓(xùn)練目標(biāo)的訓(xùn)練結(jié)果進(jìn)行評(píng)估。一方面，通過肌肉訓(xùn)練評(píng)估裝置，結(jié)合肌肉訓(xùn)練輔助裝置輸入的數(shù)據(jù)，可以幫助患者定量計(jì)算訓(xùn)練效果；另一方面，可以為醫(yī)生評(píng)估訓(xùn)練目標(biāo)與制定康復(fù)訓(xùn)練計(jì)劃提供數(shù)據(jù)支持，從而使患者更便捷的獲得準(zhǔn)確而高效的科學(xué)訓(xùn)練指導(dǎo)。

在本示例實(shí)施例中，肌肉訓(xùn)練評(píng)估裝置41接收到數(shù)據(jù)傳輸機(jī)構(gòu)31發(fā)來的數(shù)據(jù)，所述肌肉訓(xùn)練評(píng)估裝置41可以設(shè)置在康復(fù)訓(xùn)練程序如APP中，所述康復(fù)訓(xùn)練程序可以安裝在手機(jī)端、智能手表或計(jì)算機(jī)中，也可以安裝在網(wǎng)絡(luò)電視或者其他任一能與數(shù)據(jù)傳輸機(jī)構(gòu)31建立無線連接的終端，本示例性實(shí)施例中對(duì)此不做特殊限定。

其中，數(shù)據(jù)接收模塊42，可以用于接收所述數(shù)據(jù)傳輸機(jī)構(gòu)31傳輸?shù)淖藨B(tài)信息、皮膚電導(dǎo)率信息、肌肉電信號(hào)活躍度信息以及功率譜中值頻率信息。

進(jìn)一步的，相位識(shí)別模塊43，可以用于根據(jù)所述姿態(tài)信息以及肌肉電信號(hào)活躍度信息識(shí)別出相應(yīng)的相位；所述相位可以包括：放松相位、抬起相位、保持相位以及落下相位。所述的姿態(tài)信息為在姿態(tài)坐標(biāo)系中，在訓(xùn)練中采集到訓(xùn)練目標(biāo)x方向傾角值，并將此x方向傾角值與基準(zhǔn)傾角比對(duì)；所述的肌肉電信號(hào)活躍度信息為基于初始化狀態(tài)下肌電信號(hào)的0-100％基準(zhǔn)。舉例而言，在用戶訓(xùn)練過程中，采集到訓(xùn)練目標(biāo)x方向傾角值為a，此時(shí)a比初始化狀態(tài)下的基準(zhǔn)傾角大5°，采集到訓(xùn)練目標(biāo)的肌肉電信號(hào)活躍度為30％。根據(jù)不同模式下四種相位相應(yīng)的姿態(tài)信息以及肌肉電信號(hào)活躍度信息設(shè)置的數(shù)據(jù)范圍，識(shí)別出此時(shí)用戶的訓(xùn)練處在其中一種相位下。這種實(shí)時(shí)的相位識(shí)別，可以將訓(xùn)練過程中的姿態(tài)信息及強(qiáng)度更為精確地反饋用戶，從而幫助用戶科學(xué)地把控訓(xùn)練過程。舉例而言，所述四種相位的識(shí)別基于不同模式下姿態(tài)信息以及肌肉電信號(hào)活躍度信息設(shè)置的數(shù)據(jù)范圍。

在一種示例性實(shí)施例中，以股四頭肌等長(zhǎng)收縮訓(xùn)練為例，四種相位的識(shí)別：

放松相位，所述x方向傾角a，且基準(zhǔn)傾角-2°<a<基準(zhǔn)傾角+2°，肌電信號(hào)活躍度<10％；

抬起相位，所述x方向傾角a，且a>基準(zhǔn)傾角+5°，肌電信號(hào)活躍度>20％；

保持相位，所述x方向傾角a，且a>基準(zhǔn)傾角+8°，肌電信號(hào)活躍度>40％；

落下相位，所述x方向傾角a，且a<基準(zhǔn)傾角+8°，肌電信號(hào)活躍度>20％。

在另外的一種示例性實(shí)施例中，以腘繩肌等長(zhǎng)收縮訓(xùn)練為例，四種相位的識(shí)別：

放松相位，所述x方向傾角a，且基準(zhǔn)傾角-2°<a<基準(zhǔn)傾角+2°，肌電信號(hào)活躍度<10％；

抬起相位，所述x方向傾角a，且a>基準(zhǔn)傾角+2°，肌電信號(hào)活躍度>20％；

保持相位，所述x方向傾角a，且a>基準(zhǔn)傾角+4°，肌電信號(hào)活躍度>40％；

落下相位，所述x方向傾角a，且a<基準(zhǔn)傾角+4°，肌電信號(hào)活躍度>20％。

上述相位識(shí)別模塊，還可以包括其他一種或多種識(shí)別方式，根據(jù)不同的訓(xùn)練需求設(shè)置相應(yīng)相位種類和相位識(shí)別數(shù)據(jù)范圍，本示例性實(shí)施例中對(duì)此不做特殊限定。

在本示例實(shí)施例中，所述疲勞指數(shù)計(jì)算模塊44，可以用于根據(jù)所述相位識(shí)別模塊識(shí)別出的預(yù)設(shè)相位下的所述姿態(tài)信息變化、功率譜中值頻率變化以及電導(dǎo)率系數(shù)變化計(jì)算疲勞指數(shù)；其中所述計(jì)算疲勞指數(shù)包括：根據(jù)預(yù)設(shè)系數(shù)穩(wěn)定性方差與功率譜中值降低值的對(duì)數(shù)的乘積計(jì)算所述疲勞指數(shù)；其中，預(yù)設(shè)系數(shù)包括：根據(jù)所述姿態(tài)信息計(jì)算得到的肌肉穩(wěn)定性系數(shù)，根據(jù)所述表面肌肉電信號(hào)計(jì)算得到的肌電信號(hào)降低系數(shù)以及根據(jù)所述電導(dǎo)率信息計(jì)算得到的電導(dǎo)率系數(shù)。

具體而言，所述預(yù)設(shè)系數(shù)可以包括三方面：

肌肉穩(wěn)定性系數(shù)，保持相位的持續(xù)時(shí)間以及伴隨某一方向加速度變化。換言之就是用戶在訓(xùn)練中處在保持相位下的姿態(tài)持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)短，持續(xù)周期穩(wěn)定性以及姿態(tài)傾角的變化的加速度，反映了肌肉穩(wěn)定性系數(shù)。當(dāng)保持相位下肌肉訓(xùn)練的一個(gè)周期內(nèi)持續(xù)時(shí)間相較于最長(zhǎng)周期下降達(dá)到80％以下，同時(shí)在當(dāng)前姿態(tài)坐標(biāo)系中z方向加速度方差提高到10％以上時(shí)，可以判斷肌肉穩(wěn)定性系數(shù)下降；

肌電信號(hào)降低系數(shù)，功率譜中值頻率值降低，例如功率譜中值頻率降低10Hz；

電導(dǎo)率系數(shù)，依據(jù)電導(dǎo)率信息計(jì)算得到的電導(dǎo)率系數(shù)，反映出用戶訓(xùn)練過程中汗液的分泌程度進(jìn)而反映疲勞程度，例如電導(dǎo)率系數(shù)提高2倍以上。

其中所述計(jì)算疲勞指數(shù)可以包括：根據(jù)以上三個(gè)系數(shù)穩(wěn)定性方差與功率譜中值降低值的對(duì)數(shù)的乘積計(jì)算所述疲勞指數(shù)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是本示例實(shí)施例中所提供的疲勞指數(shù)計(jì)算模塊不局限于上述計(jì)算方法，用于計(jì)算的公式以及使用到的系數(shù)可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。

在本示例實(shí)施例中，所述綜合評(píng)估模塊45，可以結(jié)合所述疲勞指數(shù)以及主觀評(píng)分對(duì)所述訓(xùn)練目標(biāo)的訓(xùn)練結(jié)果進(jìn)行評(píng)估。在每完成一組動(dòng)作后或者全部訓(xùn)練結(jié)束后可以進(jìn)行主觀評(píng)分，例如可以包括肌肉酸疼程度以及訓(xùn)練感受等。肌肉酸疼程度可以設(shè)置為不疼、微疼，較疼以及非常疼等；或是打分制，以十分制表示肌肉酸疼程度，0代表完全不疼，10代表非常酸疼。訓(xùn)練感受可以設(shè)置容易、剛好、較困難以及非常困難等，同樣也可以統(tǒng)一采用打分制，方便后面綜合計(jì)算。上述綜合評(píng)估模塊中的主觀評(píng)分還可以包括其他方面的主觀評(píng)價(jià)或以留言形式方便后續(xù)反饋給醫(yī)生進(jìn)行參考，本示例性實(shí)施例中對(duì)此不做特殊限定。

在本示例實(shí)施例中，所述肌肉訓(xùn)練評(píng)估裝置還可以包括顯示器，與所述肌肉訓(xùn)練評(píng)估裝置41耦接，用于顯示所述肌肉訓(xùn)練評(píng)估裝置41輸出的評(píng)估結(jié)果。肌肉訓(xùn)練評(píng)估裝置41可以設(shè)置在康復(fù)訓(xùn)練程序中，所述康復(fù)訓(xùn)練程序可以安裝在手機(jī)端或計(jì)算機(jī)中，也可以安裝在網(wǎng)絡(luò)電視或者其他任一能與數(shù)據(jù)傳輸機(jī)構(gòu)31建立無線連接的終端，相應(yīng)的，所述顯示器則為手機(jī)顯示器、智能手表顯示器、計(jì)算機(jī)顯示器、電視顯示器或者相應(yīng)的其他終端的顯示機(jī)構(gòu)，一方面方便用戶在使用中及時(shí)查看訓(xùn)練數(shù)據(jù)，另一方面，也便于用戶進(jìn)行操作使用。

在本示例實(shí)施例中，所述肌肉訓(xùn)練評(píng)估裝置45還可以包括存儲(chǔ)器，與所述肌肉訓(xùn)練評(píng)估裝置41耦接，用于存儲(chǔ)所述肌肉訓(xùn)練評(píng)估裝置41輸出的評(píng)估結(jié)果。同樣，肌肉訓(xùn)練評(píng)估裝置41可以設(shè)置在康復(fù)訓(xùn)練程序中，所述康復(fù)訓(xùn)練程序還包括存儲(chǔ)功能，將用戶的全部訓(xùn)練數(shù)據(jù)及評(píng)估結(jié)果存儲(chǔ)于相應(yīng)的存儲(chǔ)器中，方便后續(xù)的查看。

在本公開的其他實(shí)施例中，所述肌肉訓(xùn)練輔助裝置還可以將訓(xùn)練數(shù)據(jù)及評(píng)估結(jié)果發(fā)送給其他用戶，如醫(yī)生或者康復(fù)指導(dǎo)機(jī)構(gòu)等，為制定下一步康復(fù)訓(xùn)練計(jì)劃提供參考數(shù)據(jù)；也可以將數(shù)據(jù)鏈接傳送至其他應(yīng)用程序以分享及查看。

此外，本示例實(shí)施方式還提供了一種肌肉訓(xùn)練評(píng)估方法，所述肌肉訓(xùn)練評(píng)估方法還可以包括：接收上述數(shù)據(jù)傳輸機(jī)構(gòu)傳輸?shù)淖藨B(tài)信息、皮膚電導(dǎo)率信息、肌肉電信號(hào)活躍度信息以及功率譜中值頻率信息；根據(jù)所述姿態(tài)信息以及肌肉電信號(hào)活躍度信息識(shí)別出相應(yīng)的相位；根據(jù)所述相位識(shí)別模塊識(shí)別出的預(yù)設(shè)相位下的所述姿態(tài)信息變化、功率譜中值頻率變化以及電導(dǎo)率系數(shù)變化計(jì)算疲勞指數(shù)；結(jié)合所述疲勞指數(shù)以及主觀評(píng)分對(duì)所述訓(xùn)練目標(biāo)的訓(xùn)練結(jié)果進(jìn)行評(píng)估。

其中，所述相位包括：放松相位、抬起相位、保持相位以及落下相位中的一種或多種。所述計(jì)算疲勞指數(shù)包括：根據(jù)預(yù)設(shè)系數(shù)穩(wěn)定性方差與功率譜中值降低值的對(duì)數(shù)的乘積計(jì)算所述疲勞指數(shù)；其中，所述預(yù)設(shè)系數(shù)包括：根據(jù)所述姿態(tài)信息計(jì)算得到的肌肉穩(wěn)定性系數(shù)，根據(jù)所述表面肌肉電信號(hào)計(jì)算得到的肌電信號(hào)降低系數(shù)以及根據(jù)所述電導(dǎo)率信息計(jì)算得到的電導(dǎo)率系數(shù)。

上述中各肌肉訓(xùn)練評(píng)估方法的具體細(xì)節(jié)已經(jīng)在對(duì)應(yīng)的肌肉訓(xùn)練評(píng)估裝置中進(jìn)行了詳細(xì)的描述，因此此處不再贅述。

在本公開的其他實(shí)施例中，參考圖9，應(yīng)用上述肌肉訓(xùn)練評(píng)估裝置41的移動(dòng)終端600可以包括以下一個(gè)或多個(gè)組件：處理組件602，存儲(chǔ)器604，電源組件606，多媒體組件608，音頻組件610，輸入/輸出(I/O)的接口612，傳感器組件614，以及通信組件616。

處理組件602通常控制移動(dòng)終端600的整體操作，諸如與顯示，電話呼叫，數(shù)據(jù)通信，相機(jī)操作和記錄操作相關(guān)聯(lián)的操作。處理組件602可以包括一個(gè)或多個(gè)處理器620來執(zhí)行指令，以完成上述的方法的全部或部分步驟。此外，處理組件602可以包括一個(gè)或多個(gè)模塊，便于處理組件602和其他組件之間的交互。例如，處理組件602可以包括多媒體模塊，以方便多媒體組件604和處理組件602之間的交互。

存儲(chǔ)器604被配置為存儲(chǔ)各種類型的數(shù)據(jù)以支持在設(shè)備600的操作。這些數(shù)據(jù)的示例包括用于在移動(dòng)終端600上操作的任何應(yīng)用程序或方法的指令，聯(lián)系人數(shù)據(jù)，電話簿數(shù)據(jù)，消息，圖片，視頻等。存儲(chǔ)器604可以由任何類型的易失性或非易失性存儲(chǔ)設(shè)備或者它們的組合實(shí)現(xiàn)，如靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(SRAM)，電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(EEPROM)，可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(EPROM)，可編程只讀存儲(chǔ)器(PROM)，只讀存儲(chǔ)器(ROM)，磁存儲(chǔ)器，快閃存儲(chǔ)器，磁盤或光盤。

電源組件606為移動(dòng)終端600的各種組件提供電力。電源組件606可以包括電源管理系統(tǒng)，一個(gè)或多個(gè)電源，及其他與為移動(dòng)終端600生成、管理和分配電力相關(guān)聯(lián)的組件。

多媒體組件608包括在所述移動(dòng)終端600和用戶之間的提供一個(gè)輸出接口的屏幕。在一些實(shí)施例中，屏幕可以包括液晶顯示器(LCD)和觸摸面板(TP)。如果屏幕包括觸摸面板，屏幕可以被實(shí)現(xiàn)為觸摸屏，以接收來自用戶的輸入信號(hào)。觸摸面板包括一個(gè)或多個(gè)觸摸傳感器以感測(cè)觸摸、滑動(dòng)和觸摸面板上的手勢(shì)。所述觸摸傳感器可以不僅感測(cè)觸摸或滑動(dòng)動(dòng)作的邊界，而且還檢測(cè)與所述觸摸或滑動(dòng)操作相關(guān)的持續(xù)時(shí)間和壓力。在一些實(shí)施例中，多媒體組件608包括一個(gè)前置攝像頭和/或后置攝像頭。當(dāng)設(shè)備600處于操作模式，如拍攝模式或視頻模式時(shí)，前置攝像頭和/或后置攝像頭可以接收外部的多媒體數(shù)據(jù)。每個(gè)前置攝像頭和后置攝像頭可以是一個(gè)固定的光學(xué)透鏡系統(tǒng)或具有焦距和光學(xué)變焦能力。

音頻組件610被配置為輸出和/或輸入音頻信號(hào)。例如，音頻組件610包括一個(gè)麥克風(fēng)(MIC)，當(dāng)移動(dòng)終端600處于操作模式，如呼叫模式、記錄模式和語音識(shí)別模式時(shí)，麥克風(fēng)被配置為接收外部音頻信號(hào)。所接收的音頻信號(hào)可以被進(jìn)一步存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器604或經(jīng)由通信組件616發(fā)送。在一些實(shí)施例中，音頻組件610還包括一個(gè)揚(yáng)聲器，用于輸出音頻信號(hào)。

I/O接口612為處理組件602和外圍接口模塊之間提供接口，上述外圍接口模塊可以是鍵盤，點(diǎn)擊輪，按鈕等。這些按鈕可包括但不限于：主頁按鈕、音量按鈕、啟動(dòng)按鈕和鎖定按鈕。

傳感器組件614包括一個(gè)或多個(gè)傳感器，用于為移動(dòng)終端600提供各個(gè)方面的狀態(tài)評(píng)估。例如，傳感器組件614可以檢測(cè)到設(shè)備600的打開/關(guān)閉狀態(tài)，組件的相對(duì)定位，例如所述組件為移動(dòng)終端600的顯示器和小鍵盤，傳感器組件614還可以檢測(cè)移動(dòng)終端600或移動(dòng)終端600一個(gè)組件的位置改變，用戶與移動(dòng)終端600接觸的存在或不存在，移動(dòng)終端600方位或加速/減速和移動(dòng)終端600的溫度變化。傳感器組件614可以包括接近傳感器，被配置用來在沒有任何的物理接觸時(shí)檢測(cè)附近物體的存在。傳感器組件614還可以包括光傳感器，如CMOS或CCD圖像傳感器，用于在成像應(yīng)用中使用。在一些實(shí)施例中，該傳感器組件614還可以包括加速度傳感器，陀螺儀傳感器，磁傳感器，壓力傳感器或溫度傳感器。

通信組件616被配置為便于移動(dòng)終端600和其他設(shè)備之間有線或無線方式的通信。移動(dòng)終端600可以接入基于通信標(biāo)準(zhǔn)的無線網(wǎng)絡(luò)，如WiFi，2G或6G，或它們的組合。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，通信組件616經(jīng)由廣播信道接收來自外部廣播管理系統(tǒng)的廣播信號(hào)或廣播相關(guān)信息。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，所述通信組件616還包括近場(chǎng)通信(NFC)模塊，以促進(jìn)短程通信。例如，在NFC模塊可基于射頻識(shí)別(RFID)技術(shù)，紅外數(shù)據(jù)協(xié)會(huì)(IrDA)技術(shù)，超寬帶(UWB)技術(shù)，藍(lán)牙(BT)技術(shù)和其他技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。

在示例性實(shí)施例中，移動(dòng)終端600可以被一個(gè)或多個(gè)應(yīng)用專用集成電路(ASIC)、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、數(shù)字信號(hào)處理設(shè)備(DSPD)、可編程邏輯器件(PLD)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)、控制器、微控制器、微處理器或其他電子元件實(shí)現(xiàn)，用于執(zhí)行上述方法。

通過以上的實(shí)施方式的描述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員易于理解，這里描述的示例實(shí)施方式可以通過軟件實(shí)現(xiàn)，也可以通過軟件結(jié)合必要的硬件的方式來實(shí)現(xiàn)。因此，根據(jù)本公開實(shí)施方式的技術(shù)方案可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該軟件產(chǎn)品可以存儲(chǔ)在一個(gè)非易失性存儲(chǔ)介質(zhì)(可以是CD-ROM，U盤，移動(dòng)硬盤等)中或網(wǎng)絡(luò)上，包括若干指令以使得一臺(tái)計(jì)算設(shè)備(可以是個(gè)人計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、移動(dòng)終端、或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行根據(jù)本公開實(shí)施方式的方法。

應(yīng)當(dāng)注意，盡管在上文詳細(xì)描述中提及了用于動(dòng)作執(zhí)行的設(shè)備的若干模塊或者單元，但是這種劃分并非強(qiáng)制性的。實(shí)際上，根據(jù)本公開的實(shí)施方式，上文描述的兩個(gè)或更多模塊或者單元的特征和功能可以在一個(gè)模塊或者單元中具體化。反之，上文描述的一個(gè)模塊或者單元的特征和功能可以進(jìn)一步劃分為由多個(gè)模塊或者單元來具體化。

本領(lǐng)域技術(shù)人員在考慮說明書及實(shí)踐這里公開的發(fā)明后，將容易想到本公開的其它實(shí)施方案。本申請(qǐng)旨在涵蓋本公開的任何變型、用途或者適應(yīng)性變化，這些變型、用途或者適應(yīng)性變化遵循本公開的一般性原理并包括本公開未公開的本技術(shù)領(lǐng)域中的公知常識(shí)或慣用技術(shù)手段。說明書和實(shí)施例僅被視為示例性的，本公開的真正范圍和精神由所附的權(quán)利要求指出。