一种基于足底压力的小腿后肌损失检测系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于足底压力的小腿后肌损伤检测系统，根据目标身高体重构建对应目标人体的肌骨模型；通过步态仿真获得目标小腿后肌不同程度损伤情况下的足底压力；通过对比目标实际行走的足底压力与损伤仿真的足底压力判断目标小腿后肌损伤程度。本发明专利技术可以在小腿后肌损伤初期提示损伤信息，使得目标能够及时对损伤情况进行处理，避免更加严重的肌肉损伤。伤。伤。

【技术实现步骤摘要】
一种基于足底压力的小腿后肌损失检测系统


[0001]本专利技术涉及下肢损伤检测
，特别是涉及一种基于足底压力的小腿后肌损伤检测系统。

技术介绍

[0002]人在剧烈运动中下肢肌肉组织急性、慢性损伤常见，当肌肉严重损伤时，疼痛感明显，活动受到限制，此时再进行诊断治疗为时已晚。现有的下肢肌肉损伤诊断主要是通过医生经验及彩超等成像的方法进行，然而当人们意识到去医院的时候，往往已经发展到严重损伤。
[0003]因此，本领域亟需一种快速简易的肌肉早期损伤检测的技术方案。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种基于足底压力的小腿后肌损伤检测系统，能够快速简易的检测小腿后肌的损伤程度，实现早期损伤的及时诊断，避免小腿后肌的严重损伤。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]一种基于足底压力的小腿后肌损伤检测系统，所述系统包括：
[0007]身高体重获取模块，用于获取检测者的身高体重；
[0008]肌骨模型构建模块，用于根据所述身高体重构建人体肌骨模型；
[0009]足底压力仿真模块，用于根据所述肌骨模型仿真小腿后肌不同损伤程度下的足底压力，得到仿真足底压力；
[0010]行走足底压力获取模块，用于获取所述检测者行走时的足底压力；
[0011]足底压力对比模块，用于对比所述足底压力和所述仿真足底压力，得到对比结果；
[0012]损伤程度判断模块，用于根据所述对比结果判断所述检测者的小腿后肌损伤程度。
[0013]可选的，所述根据所述身高体重构建人体肌骨模型，具体包括：
[0014]根据所述身高体重等比缩放初始肌骨模型；所述初始肌骨模型为：初始身高1.8m，体重75kg，平面自由度为9。
[0015]可选的，所述根据所述身高体重构建人体肌骨模型，具体包括：
[0016]根据所述身高体重等比缩放初始肌骨模型；所述初始肌骨模型为：初始身高1.6m，体重45kg，平面自由度为9。
[0017]可选的，所述初始肌骨模型的身体部分简化为头、躯干、大腿骨、小腿骨和脚。
[0018]可选的，所述初始肌骨模型的肌肉简化为下肢单肢9块Hill肌肉
‑
肌腱力学模型，包括：臀大肌、双关节腘绳肌、髂腰肌、股直肌、股中间肌、股二头肌短头、腓肠肌、比目鱼肌和胫骨前肌。
[0019]可选的，所述根据所述肌骨模型仿真小腿后肌不同损伤程度下的足底压力，得到仿真足底压力，具体包括：
[0020]设置所述肌骨模型中腓肠肌与比目鱼肌最大等长肌力分别减小0％、30％和60％模拟小腿后肌不同程度损伤情况；以所述肌骨模型不摔倒、头部最稳定、肌肉耗能最小为仿真目标，仿真小腿后肌不同程度损伤情况下的足底压力，得到仿真足底压力。
[0021]可选的，所述以所述肌骨模型不摔倒、头部最稳定、肌肉耗能最小为仿真目标，仿真小腿后肌不同程度损伤情况下的足底压力，得到仿真足底压力，具体包括：
[0022]利用步态控制算法计算所述肌骨模型中肌肉的激活程度，结合所述肌骨模型初始状态进行步态仿真，仿真过程中所述步态控制算法的控制参数不断更新，直至寻找达到所述肌骨模型不摔倒、头部最稳定、肌肉耗能最小的步态仿真终止条件的控制参数，此时的仿真结果即为所述仿真足底压力。
[0023]可选的，所述对比所述足底压力和所述仿真足底压力，得到对比结果，具体包括：
[0024]根据所述足底压力绘制足底压力变化曲线
[0025]根据所述仿真足底压力绘制仿真足底压力变化曲线；
[0026]对比所述足底压力变化曲线和所述仿真足底压力变化曲线，得到对比结果。
[0027]可选的，所述根据所述对比结果判断所述检测者的小腿后肌损伤程度，具体包括：
[0028]若所述足底压力变化曲线波峰低于所述仿真足底压力变化曲线的30％损伤下的波峰，则判断小腿后肌未损伤；
[0029]若所述足底压力变化曲线波峰高于所述仿真足底压力变化曲线的30％损伤下的波峰，且低于所述仿真足底压力变化曲线的60％损伤下的波峰，则判断小腿后肌一级损伤；
[0030]若所述足底压力变化曲线波峰高于所述仿真足底压力变化曲线的60％损伤下的波峰，则判断小腿后肌二级损伤。
[0031]可选的，所述小腿后肌损伤程度包括：小腿后肌未损伤、小腿后肌轻度损伤和小腿后肌重度损伤。
[0032]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
[0033]本专利技术实施例提供的基于足底压力的小腿后肌损伤检测系统能够快速简易的检测小腿后肌的损伤程度，实现早期损伤的及时诊断，避免小腿后肌的严重损伤，其基于足底压力变化诊断小腿后肌损伤程度，快速简易，能够在小腿后肌损伤初期及时诊断，避免运动过程中小腿后肌的进一步损伤。
附图说明
[0034]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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专利技术的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0035]图1为本专利技术实施例一提供的基于足底压力的小腿后肌损伤检测系统的系统框图。
[0036]图2为本专利技术实施例一提供的基于足底压力的小腿后肌损伤检测系统的初始肌骨模型示意图。
[0037]图3为本专利技术实施例一提供的基于足底压力的小腿后肌损伤检测系统的步态控制算法示意图。
[0038]图4为本专利技术实施例一提供的基于足底压力的小腿后肌损伤检测系统的仿真足底压力变化曲线。
具体实施方式
[0039]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。
[0040]剧烈运动中下肢肌肉组织急性、慢性损伤常见，当肌肉严重损伤时，触疼明显，活动明显受到限制，此时再进行诊断治疗为时已晚。现有的下肢肌肉损伤诊断主要是通过医生经验及彩超等成像方法进行，快速简易的肌肉早期损伤检测方法匮乏。
[0041]本专利技术的目的是提供一种基于足底压力的小腿后肌损伤检测系统，能够快速简易的检测小腿后肌的损伤程度，实现早期损伤的及时诊断，避免小腿后肌的严重损伤。
[0042]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0043]实施例一：
[0044]如图1所示，本专利技术实施例提供了一种基于足底压力的小腿后肌损伤检测系统，其该系统包括：
[0045]身高体重获取模块M1，用于获取检测者的身高体重；
[0046]肌骨模型构建模块M2，用于根据所述身高体重构建人体肌骨模型；
[0047]具本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于足底压力的小腿后肌损伤检测系统，其特征在于，所述系统包括：身高体重获取模块，用于获取检测者的身高体重；肌骨模型构建模块，用于根据所述身高体重构建人体肌骨模型；足底压力仿真模块，用于根据所述肌骨模型仿真小腿后肌不同损伤程度下的足底压力，得到仿真足底压力；行走足底压力获取模块，用于获取所述检测者行走时的足底压力；足底压力对比模块，用于对比所述足底压力和所述仿真足底压力，得到对比结果；损伤程度判断模块，用于根据所述对比结果判断所述检测者的小腿后肌损伤程度。2.根据权利要求1所述的基于足底压力的小腿后肌损伤检测系统，其特征在于，所述根据所述身高体重构建人体肌骨模型，具体包括：根据所述身高体重等比缩放初始肌骨模型；所述初始肌骨模型为：初始身高1.8m，体重75kg，平面自由度为9。3.根据权利要求1所述的基于足底压力的小腿后肌损伤检测系统，其特征在于，所述根据所述身高体重构建人体肌骨模型，具体包括：根据所述身高体重等比缩放初始肌骨模型；所述初始肌骨模型为：初始身高1.6m，体重45kg，平面自由度为9。4.根据权利要求1所述的基于足底压力的小腿后肌损伤检测系统，其特征在于，所述初始肌骨模型的身体部分简化为头、躯干、大腿骨、小腿骨和脚。5.根据权利要求1所述的基于足底压力的小腿后肌损伤检测系统，其特征在于，所述初始肌骨模型的肌肉简化为下肢单肢9块Hill肌肉
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肌腱力学模型，包括：臀大肌、双关节腘绳肌、髂腰肌、股直肌、股中间肌、股二头肌短头、腓肠肌、比目鱼肌和胫骨前肌。6.根据权利要求5所述的基于足底压力的小腿后肌损伤检测系统，其特征在于，所述根据所述肌骨模型仿真小腿后肌不同损伤程度下的足底压力，得到仿真足底压力，具体包括：设置所述肌骨模型中腓肠肌与比目鱼肌最大等长肌力分别减小0％、30％和60％模拟...

【专利技术属性】
技术研发人员：王坤，崔博，佘晓俊，杲修杰，杨红莲，马科锋，朱英文，
申请(专利权)人：军事科学院军事医学研究院环境医学与作业医学研究所，
类型：发明
国别省市：