基于多通道肌电的可穿戴脊柱健康监测设备与系统技术方案

本发明专利技术提出一种基于多通道肌电的可穿戴脊柱健康监测设备与系统，可实时获取脊柱左右两侧肌肉活动的肌电数据，属于医疗检测技术领域。相对常规脊柱健康筛查时一般仅视觉评估脊柱体表形态，医学影像重在评估骨性结构，本发明专利技术的监测设备可实现大面积背部多通道肌电的快速布置和贴附，且易于穿脱和长期佩戴，能够长期监测日常动态运动或康复治疗中背部左右两侧肌电信息。将本发明专利技术设备采集的肌电数据进行实时自动处理和分析，能够实现实时评估脊柱活动，解决了目前脊柱健康筛查中缺少对脊柱神经肌肉生理信息精准评估的问题，以及缺少长期实时监测脊柱健康工具的问题。实时监测脊柱健康工具的问题。实时监测脊柱健康工具的问题。

【技术实现步骤摘要】
基于多通道肌电的可穿戴脊柱健康监测设备与系统


[0001]本公开涉及医疗检测技术，尤其涉及一种基于多通道肌电的可穿戴脊柱健康评估与监测系统。

技术介绍

[0002]脊柱健康是当前危害青少年健康的一项重大问题，以特发性脊柱侧弯为代表的脊柱畸形在青少年中有着很高的发病率，给青少年身心健康和社会经济发展带来严重负面影响。青少年脊柱健康筛查和日常脊柱健康监测十分重要，但在目前的脊柱健康筛查中，通常是以视觉评估体表形态为主，而由于早期症状不明显，有些较肥胖的体型也会一定程度遮掩骨性畸形和其他症状，导致有可能错过发现早期脊柱问题。而进一步的医学影像检查，其往往也是主要关注脊柱的骨骼结构。对可能导致脊柱健康的神经肌肉信息的评估较少关注，目前也没有评估长期过程中(日常活动或治疗过程中)脊柱神经肌肉生理信息动态变化过程的高效方法。
[0003]肌电能够反应人体的神经肌肉电生理信息，目前有多项国内外研究证实具有脊柱异常的人(如脊柱侧弯、腰背痛、肌肉痉挛等)其背部肌肉会呈现异常的肌电活动特性，因而可对于评估脊柱健康提供丰富信息。由于无法预先判断产生病变的脊柱方位，肌电信息的获取应覆盖到大面积背部区域。但对现有的一些单点电极(如专利技术专利一种应用背部表面肌电测试的脊柱侧弯检测装置及方法，申请号202110169448.6)，若应用到大面积背部肌肉的检测时则存在布置耗时长、效率低下的问题。对目前已有的一些高密度电极阵列的专利技术(专利技术专利一种超薄多孔可拉伸薄膜电极的制备方法，申请号202110215869.8)，由于背部大面积肌电检测时需要裸露整个躯干，也为青少年脊柱健康筛查带来许多不便和心理负担，也没有办法专门用于大面积背部肌肉长期检测。在日常长期的脊柱健康检测，或者在可能长达数年的治疗效果追踪过程中(如脊柱侧弯的测量周期可能长达数年)，若高频率的脊柱健康评估都在医院或专业实验室进行无疑是非常耗时耗力的。目前尚没有可长期监测脊柱健康的系统或设备，也尚没有技术方法提出如何应用肌电信号长期高效地监测脊柱肌肉活动。
[0004]综上，当前脊柱健康筛查中，以视觉评估被测试者的体表特征为主，精准度较低，且在一些病情早期，体表特征不明显，无法及时发现病理问题。而医学影像评估虽可提供高精度的骨骼信息，但医学影像存在辐射、过程耗时、场地要求多、经济成本高的问题，不适宜用于长期的日常脊柱健康监测和高频率的治疗效果追踪。现有的肌电检测技术还停留在实验室研究阶段，因单次肌电布置时间长，需专业的人员进行特定程序的数据处理和分析，无法长期便捷地直接应用于脊柱神经肌肉电生理动态变化的评估、监测和预警。

技术实现思路

[0005]针对上述现有技术，本专利技术提出基于多通道肌电的可穿戴脊柱健康监测设备与系统，目的如下：
[0006](1)提出一种可穿戴式背部表面肌电测量的监测设备，实现大面积背部多通道肌电的快速布置和贴附，同时易于穿脱和长期佩戴。
[0007](2)能采集肌电数据，并可通过监测设备或系统进行实时数据自动处理和分析，评估脊柱活动；
[0008](3)能长期监测日常动态运动或康复治疗中背部左右两侧肌电信息；
[0009](4)针对有风险情况，基于背部肌电信息，对异常脊柱肌电活动实时预警。
[0010]为了实现上述部分或全部目的，本专利技术提出下述技术方案：
[0011]一种基于多通道肌电的可穿戴脊柱健康监测设备，监测设备包括弹性基底和上衣，弹性基底固定在上衣的后衣片上；在弹性基底上有对称分布的多通道肌电采集电极点；使用时，通过穿戴上衣使弹性基底贴合背部固定。
[0012]在上述技术方案中，针对现有筛查和评估方式，本专利技术的可穿戴脊柱健康监测设备，是一种用于大面积背部神经肌肉生理信息采集的便捷工具，解决了目前缺少神经肌肉信息获取设备的问题。该可穿戴脊柱健康监测设备，通过将大面积多通道弹性基底肌电采集电极制成可穿戴衣物或者与支具等结合，穿戴在人体上，能够用于实时记录人体背部肌肉在各种场景时的动态背部肌肉电生理信息，实现对脊柱活动进行实时监测。
[0013]作为上述技术方案的进一步改进，在一种实施方式中，上衣具体为马甲，包括通过连接件连接的马甲前身部分和马甲后身部分，所述连接件能够调节马甲前身部分和马甲后身部分之间连接距离，以便根据不同体型调整马甲的松紧度和与背部的贴合度。
[0014]在上述技术方案中，所述连接件包括下述任一种或多种组合：魔术贴、松紧带、可系绑带、可调长度的插扣、带有扣眼或无扣眼的有弹性或没弹性的绳带与扣子组合。
[0015]作为上述技术方案的进一步改进，所述弹性基底具有黏性或吸附性，能够反复使用。
[0016]作为上述技术方案的进一步改进，所述电极点通过导电通路与信号接口相连，通过信号接口能够将采集的肌电信号导出，通过采用信号接口与肌电信号的存储设备或数据处理设备相连，便于监测设备的使用、维护和灵活组装。
[0017]作为上述技术方案的进一步改进，所述信号接口通过信号传输总线将采集的肌电信号传输给总控制器；所述总控制器用于启动监测设备进行肌电信号采集并记录，其包括数据处理模块；
[0018]所述数据处理模块对采集肌电数据进行实时数据自动处理和分析，利用肌电信号获取异常判断指标，所述异常判断指标用于判断脊柱左右侧肌肉活动是否异常。所述异常判断指标的一种实施方式，是通过计算在左右侧肌肉应该同等发力的脊柱对称性活动中是否有失平衡的对称性指标，以评估脊柱活动，实现实时监测。
[0019]作为上述技术方案的进一步改进，所述总控制器包括通讯传输模块；所述通讯传输模块，通过无线或蓝牙传输，将肌电信号数据、或计算的异常判断指标等传输至手机或云端等终端，方便专业人士在终端上远程查看具体的肌电时空分布信息，结合大数据和机器学习等方法，根据肌电变化综合评估脊柱是否健康或异常。
[0020]在上述监测设备的技术方案中，以计算对称性指标为例，所述数据处理模块进行的操作包括：对背部多通道表面肌电原始信号进行数据处理，包括进行如20
‑
30Hz带通滤波、工频陷波等、去除心电信号干扰等，然后获取设定时间窗内每条水平线上背部中线两侧
的肌电均方根值。在一种实施方式中，时间窗设定为1秒，并将左右两侧均方根之和的比值作为对称性指标。
[0021]作为上述技术方案的进一步改进，所述总控制器通过设置蜂鸣器，在出现异常肌电活动时发出预警信号，用于提示脊柱左右侧肌肉活动异常，避免可能导致异常肌电活动的风险等。蜂鸣器可以使用振动器或指示灯代替。
[0022]为了实现上述部分或全部目的，本专利技术还提出下述技术方案：
[0023]一种基于多通道肌电的可穿戴脊柱健康监测系统，所述系统包括终端和下述任一种基于多通道肌电的可穿戴脊柱健康监测设备；
[0024](1)一种基于多通道肌电的可穿戴脊柱健康监测设备，监测设备包括弹性基底和上衣，弹性基底固定在上衣的后衣片上；在弹性基底上有对称分布的多通道肌电采集电极点；使用时，通过穿戴上衣使弹性基底贴合背本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多通道肌电的可穿戴脊柱健康监测设备，其特征在于：监测设备包括弹性基底和上衣，弹性基底固定在上衣的后衣片上；在弹性基底上有对称分布的多通道肌电采集电极点；使用时，通过穿戴上衣使弹性基底贴合背部固定。2.根据权利要求1所述的可穿戴脊柱健康监测设备，其特征在于，所述上衣为马甲，包括通过连接件连接的马甲前身部分和马甲后身部分；所述连接件能够调节马甲前身部分和马甲后身部分之间的连接距离。3.根据权利要求2所述的可穿戴脊柱健康监测设备，其特征在于，所述连接件包括下述任一种或多种组合：魔术贴、松紧带、可系绑带、可调长度的插扣、带有扣眼或无扣眼的有弹性或没弹性的绳带与扣子组合。4.根据权利要求1所述的可穿戴脊柱健康监测设备，其特征在于，所述弹性基底具有黏性或吸附性。5.根据权利要求1所述的可穿戴脊柱健康监测设备，其特征在于，所述电极点通过导电通路与信号接口相连；通过信号接口能够将采集的肌电信号导出。6.根据权利要求5所述的可穿戴脊柱健康监测设备，其特征在于，所述信号接口通过信号传输总线将采集的肌电信号传输给总控制器；所述总控制器包括数据处理模块；所述数据处理模块利用肌电信号获取异常判断指标，所述异常判断指标用于判断脊柱左右侧肌肉活动是否异常。7....

【专利技术属性】
技术研发人员：王玮，李光林，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：