【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于医疗辅助装置，具体涉及一种用于测量人体肌肉和肌量的装置，还涉及一种用于测量人体肌肉和肌量的测量方法。
技术介绍
1、肌少症是一种与全身肌质下降和肌量减少的肌肉生理功能减退相关的病症。
2、现有技术中针对肌肉和肌量的评估方法为断层成像模式诊断，如磁共振成像和双能x射线吸收仪来评估肌质，但以上两种技术成本高昂，且无法在床边进行长期监测；也有使用肌肉物理测试，如握力、6分钟步行测试和医学研究委员会肌肉量表来评估肌肉和肌量；但测试的准确性不高，对医学诊断者的专业能力要求也十分严格。
3、因肌少症患者的肌肉电学特性与正常者有明显差异，人体肌肉的电学信号直接反映了肌肉活动的生理特性，这种生理特性与肌肉细胞外液体积具有良好的相关性；而通过电阻抗断层成像技术利用观察区域内物质阻抗分布进行成像，采用各种激励模式，对人体施加安全驱动电流或电压，通过生物组织在安全激发下测量响应信息，重建人体内部的电阻抗分布图像。
4、因此，亟需一种通过电阻抗断层成像技术来评估肌肉和肌质的装置及方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种用于测量人体肌肉和肌量的装置，具有通过电阻抗成像方法可视化检测肌质和定量化检测肌量的特点；
2、本专利技术的另一个目的是提供一种用于测量人体肌肉和肌量的测量方法。
3、本专利技术的一个方案为，用于测量人体肌肉和肌量的装置，包括穿戴式传感器组件，穿戴式传感器组件通过导线连接有多路复用器，多路复用器分别通过导线
4、本专利技术的特点还在于，
5、穿戴式传感器组件包括绷带，绷带内表面均匀粘贴有十六个电极，十六个电极均导线连接多路复用器；
6、电极宽度均为4.8mm～5.2mm；
7、电极和检测电极的材质均为ag或cu。
8、本专利技术的另一个方案为，用于测量人体肌肉和肌量的测量方法，该方法使用用于测量人体肌肉和肌量的装置，具体步骤如下：
9、步骤1、穿戴式传感器组件将测量的阻抗数据发送到计算机；
10、步骤2、计算机保存阻抗数据并计算，得到空间平均相位角；
11、步骤3、根据小腿肌肉组织分布，将空间平均相位角划分为4个肌区，生成分区域肌质二维相位角图像，完成对肌质的可视化检测；
12、步骤4、生物电阻抗分析仪、检测电极测得细胞外含水量比率；
13、步骤5、重复步骤1两次，将得到的两组阻抗数据通过高斯-牛顿法重建得到电导率分布图像；计算电导率分布图像得到空间平均电导率并与细胞外含水量比率比较，完成对肌量变化的定量化检测。
14、本专利技术另一个方案的特点还在于，
15、步骤1具体步骤如下：
16、步骤1.1、以坐姿状态在脚腕上方260mm～280mm的小腿处穿戴穿戴式传感器组件，多路复用器通过导线将阻抗分析仪发送的激励信号传输至穿戴式传感器组件上的电极；激励信号频率为4hz～5hz；
17、步骤1.2、穿戴式传感器组件(1)接收激励信号并收集阻抗数据通过导线传输至安装phython软件的计算机(4)。
18、步骤2具体步骤如下：
19、步骤2.1、计算机接收阻抗数据，通过电导率和介电常数计算肌肉相位角，计算公式为
20、
21、其中，φ为肌肉相位角，σ为电导率，ω为角频率，ε为介电常数；
22、步骤2.2、将步骤2.1测得的肌肉相位角传输给安装phython软件的计算机进行有限处理后将肌肉相位角数据分离为公式(2)中的n个像素图像；公式(2)为
23、φ＝[φ1，…,φn，…,φn]t∈rn (2)
24、其中，φn为将生物内部分离为n个像素元素后第n个网格(1≤n≤n)中的相位角；
25、步骤2.3、计算所有区域的空间平均相位角，计算公式为
26、
27、其中，<φ>n为空间平均相位角。
28、步骤3具体步骤如下：
29、步骤3.1、根据小腿肌肉组织分布，将空间平均相位角划分为4个肌区；4个肌区包括腓肠肌组成的m1肌室，比目鱼肌组成的m2肌室，胫骨后肌、趾长屈肌和拇长屈肌组成的m3肌室、由胫骨前肌、趾长伸肌和腓骨长肌组成的m4肌室；
30、步骤3.2、通过下列公式计算每个肌肉分区的空间平均相位角<ф>m；
31、
32、其中，nm是第m隔室内的第n个像素数，nm是第m间隔室内的总网格数；
33、步骤3.3、通过二维肌肉相位角成像方法根据每个肌肉分区的空间平均相位角<ф>m分别将图像重建为分区域肌质二维相位角图像，完成对肌质的可视化检测。
34、步骤4具体步骤如下：
35、步骤4.1、以坐姿状态在两脚踝处夹定检测电极并连接生物电阻抗分析仪，将数据传输至计算机；
36、步骤4.2、通过生物电阻抗分析方法直接测量得到小腿的细胞外含水量和身体总含水量；
37、步骤4.3、通过小腿的细胞外含水量和身体总含水量，计算得到细胞外含水量比率，计算公式为
38、βri＝ecw/tbw (5)
39、其中，ecw为小腿的细胞外含水量，tbw为身体总含水量，βri为细胞外含水量比率。
40、步骤5具体步骤如下：
41、步骤5.1、重复步骤1两次，第一组得到的阻抗数据为zf1，第二组得到的阻抗数据为zf2；
42、步骤5.2、将第一组得到的阻抗数据为zf1和第二组得到的阻抗数据为zf2，通过高斯-牛顿法重建得到电导率分布图像，计算公式为
43、σ＝jtδz-(jtj+μi)-1jtδz (6)；
44、其中，j为雅可比矩阵，jt为雅可比矩阵的转置，μ为超参数，δz为zf2与zf1之间的阻抗差；阻抗差的表示方法为
45、
46、其中，f2为第二组激励信号，f1为第一组激励信号；
47、步骤5.3、通过步骤5.2中的电导率分布图像通过矩阵区域划分计算得到空间平均电导率，将空间平均电导率与步骤3中细胞外含水量比率比较，若空间平均电导率大于细胞外含水量比率，则为肌量增加，完成对肌量变化的定量化检测。
48、本专利技术的有益效果是：
49、本专利技术通过电阻抗成像方法，获得小腿的阻抗数据计算肌肉相位角，根据小腿肌肉组织分布将小腿分为四个肌区分别成像，可视化检测肌质并且可以定量化检测肌量，易于操作、无创、无害、成本低，方便且更加快速的针对肌少症患病情况进行评估。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.用于测量人体肌肉和肌量的装置，其特征在于，包括穿戴式传感器组件(1)，所述穿戴式传感器组件(1)通过导线连接有多路复用器(2)，所述多路复用器(2)分别通过导线连接有阻抗分析仪(3)和计算机(4)，所述计算机(4)还通过导线依次连接有生物电阻抗分析仪(5)和检测电极(6)。
2.根据权利要求1所述的用于测量人体肌肉和肌量的装置，其特征在于，所述穿戴式传感器组件(1)包括绷带(101)，所述绷带(101)内表面均匀粘贴有十六个电极(102)，十六个所述电极(102)均导线连接所述多路复用器(2)。
3.根据权利要求2所述的用于测量人体肌肉和肌量的装置，其特征在于，所述电极(102)宽度均为4.8mm～5.2mm。
4.根据权利要求2所述的用于测量人体肌肉和肌量的装置，其特征在于，所述电极(102)和检测电极(6)的材质均为Ag或Cu。
5.用于测量人体肌肉和肌量的测量方法，其特征在于，该方法使用权利要求1-4中任意一项所述的用于测量人体肌肉和肌量的装置，具体步骤如下：
6.根据权利要求5所述的用于测量人体肌肉和肌量的测
7.根据权利要求5所述的用于测量人体肌肉和肌量的测量方法，其特征在于，所述步骤2具体步骤如下：
8.根据权利要求5所述的用于测量人体肌肉和肌量的测量方法，其特征在于，所述步骤3具体步骤如下：
9.根据权利要求5所述的用于测量人体肌肉和肌量的测量方法，其特征在于，所述步骤4具体步骤如下：
10.根据权利要求5所述的用于测量人体肌肉和肌量的测量方法，其特征在于，所述步骤5具体步骤如下：
...【技术特征摘要】
1.用于测量人体肌肉和肌量的装置，其特征在于，包括穿戴式传感器组件(1)，所述穿戴式传感器组件(1)通过导线连接有多路复用器(2)，所述多路复用器(2)分别通过导线连接有阻抗分析仪(3)和计算机(4)，所述计算机(4)还通过导线依次连接有生物电阻抗分析仪(5)和检测电极(6)。
2.根据权利要求1所述的用于测量人体肌肉和肌量的装置，其特征在于，所述穿戴式传感器组件(1)包括绷带(101)，所述绷带(101)内表面均匀粘贴有十六个电极(102)，十六个所述电极(102)均导线连接所述多路复用器(2)。
3.根据权利要求2所述的用于测量人体肌肉和肌量的装置，其特征在于，所述电极(102)宽度均为4.8mm～5.2mm。
4.根据权利要求2所述的用于测量人体肌肉和肌量的装置，其特征在于，所述电极(...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。