一种腹壁肌群自发放电信号的采集评估方法及应用与流程

一种腹壁肌群自发放电信号的采集评估方法及应用
1.技术领域
2.本发明涉及人体肌力采集评估方法技术领域，具体涉及到一种腹壁肌群自发放电信号的采集评估方法及应用。


背景技术：

3.肌力是指肌肉自主收缩的力量，是人的机体或机体的某一部分骨骼肌工作时克服内外阻力的能力。肌肉力量不足，便难以胜任较大的工作负荷，亦容易产生肌肉疲劳和疼痛的现象，甚至会形成各种慢性的骨骼肌肉系统创伤。由于神经病变引起的肌力萎缩和由于衰老引起的肌力功能性退化等疾病虽然发病率不是很高，但是这些疾病的危害性很大。虽然，有学术研究表明肌肉萎缩、肌力功能性退化等疾病可以通过正规的康复训练和治疗能得到一定程度的治疗。然而，这些疾病的诊断和治疗需要对肌肉的募集状态、力量强弱等因素检测和把握越准确，越能采取更好的康复治疗措施。而若对人体肌肉状态的分析不周全或有误，采取不适当的肌力训练反而会加重痉挛，造成屈肘、屈腕旋前、屈指畸形，使得手功能恢复更加困难。因此，对肌肉状态的正确分析对由于神经病变引起的肌力萎缩和由于衰老引起的肌力功能性退化有着积极的临床意义。
4.在实践中常常采用不同的方法对肌肉在不同条件下表现出来的力量和耐力进行测试。中国专利cn201610148411中公开了一种肌群动态电刺激集成控制系统及方法，通过其公开的控制系统形成对下肢多肌群的协同电刺激，能很好地协助由于疾患造成部分肌力不足呈现偏瘫步态的患者完成完整的行走动作。然而其只是公开了协助患者完成完整的行走动作的方法，并没有对患者肌肉状态进行系统的分析，不能适用于所有相关患者的诊断与治疗，存在很大的改善空间。


技术实现要素：

5.针对现有技术中的问题，本发明中提供了一种腹壁肌群自发放电信号的采集和评估方法，该方法对由于神经病变引起的肌力萎缩和由于衰老引起的肌力功能性退化有着积极的临床意义，可为医生和康复师诊断和治疗提供依据。
6.具体的，本发明公开了一种腹壁肌群自发放电信号的采集评估方法，其包括（1）采用腹壁肌群自发放电信号电极分别采集在静息状态和特定运动状态下，不同探测点腹壁肌群基于参考点的自发放电的电生理信号序列，其中每个探测点至少获取一组电生理信号序列；（2）对所述电生理信号进行离散度分析和有效性分析，并计算得到有效的电生理信号的均方根和中置频率；（3）基于所述均方根和中置频率参数，通过腹壁肌群自发放电信号常模转换得到评估参数。
7.作为本发明一种优选的技术方案，所述参考点为左髂前上棘和右髂前上棘。
8.作为本发明一种优选的技术方案，所述探测点包括对称设置在左侧腹直肌和右侧腹直肌的肌群。
9.作为本发明一种优选的技术方案，所述探测点包括左侧腹外斜肌、右侧腹外斜肌、左侧腹直肌第一块肌肉、右侧腹直肌第一块肌肉、左侧腹直肌第三块肌肉、右侧腹直肌第三块肌肉、左侧腹直肌第四块肌肉、右侧腹直肌第四块肌肉。
10.作为本发明一种优选的技术方案，所述离散度分析包括对所述参考点获取所得的电生理信号序列进行平均值计算，并且基于计算得到的均值求出信号序列的离散度数组。
11.作为本发明一种优选的技术方案，所述离散度数组为剔除最大离散度10%的数据，并且把剔除值的前后5个值的平均值代替剔除值获得的数组。
12.作为本发明一种优选的技术方案，在进行所述平均值计算前对所述电生理信号序列进行滤波操作；所述滤波操作包括除去工频信号和高低频信号。
13.作为本发明一种优选的技术方案，所述静息状态和特定运动状态包括完全放松维度、爆发维度、爆发持续维度、持续维度、维持放松维度、轻负载维度。
14.作为本发明一种优选的技术方案，所述评估参数的计算方法为评估参数=（rms_0/rms常模最大值-rms常模最小值）+mf_0/mf常模最大值-mf常模最小值））/2；其中所述rms_0和mf_0分别为参考电生理信号的均方根和中置频率。
15.本发明的第二个方面公开了如上所述的腹壁肌群自发放电信号的采集评估方法在肌力萎缩和肌力功能性退化相关的疾病的治疗药物制备中的应用。
16.有益效果：本发明提供的方法能够对育龄女性的腹壁肌群自发放电信号进行全面采集，通过巧妙的设定腹壁肌信号群采集位置和采集个数，将能够全面反映腹壁肌群在不同状态的肌肉募集力和肌肉状态的采样点纳入采集的范畴内，得到全面的采集信息。然后通过时域频域分析方法，对采集的信号数据进行数据分析和处理，从而得到对应的腹壁肌群自发放电信号的一系列评估参数。针对完全放松维度和维持放松维度而言，评估后的评估值越低说明静息状态下的肌肉自发放电现象越少，肌肉静息状态下是充分放松；而当评估值越高，则说明静息状态下的肌肉自发放电现象越多，肌肉静息状态下不能完全放松。针对爆发维度、爆发维度、持续维度、轻负载维度而言，评估值越低说明运动状态下的肌肉自发放电现象越少，肌肉募集力量不足，肌肉无力；而评估值越高，则说明运动状态下的肌肉自发放电现象越多，肌肉募集力量强，肌肉拥有充分的爆发和持续力。上述这些信号采集和评估方式可对由于神经病变引起的肌力萎缩和由于衰老引起的肌力功能性退化有着积极的临床意义。
附图说明
17.图1为本发明的一个实施例中腹壁肌群探测点示例图。
具体实施方式
18.下面结合具体实施方式对本发明提供技术方案中的技术特征作进一步清楚、完整的描述，并非对其保护范围的限制。
19.本发明公开了一种腹壁肌群自发放电信号的采集评估方法，其包括
（1）采用腹壁肌群自发放电信号电极分别采集在静息状态和特定运动状态下，不同探测点腹壁肌群基于参考点的自发放电的电生理信号序列，其中每个探测点至少获取一组电生理信号序列；（2）对所述电生理信号进行离散度分析和有效性分析，并计算得到有效的电生理信号的均方根（mrs）和中置频率（mf）；（3）基于所述均方根和中置频率参数，通过腹壁肌群自发放电信号常模转换得到评估参数。
20.本发明中的腹壁肌群自发放电信号的采集评估方法主要适用于25~38岁适育年龄女性，通过未生育和已生育人在不同状态下的腹壁肌群的自发放电信号的情况，来判断其肌肉状况。
21.本发明中所述的“静息状态”是指肌肉处在放松，不受力和不施力状态，可以通过平卧屈膝的方式，使腹部肌肉得到放松，可以通过这种方式使肌肉完全放松。也可以通过直立维持腹壁肌肉群的放松。
22.本发明中所述的电生理信号使肌肉在活动时产生的生物电变化，经过探测电极引导探测、放大、记录和显示后获得的电压变化的一维序列信号，一般可通过图形的形式显示。肌肤表面（例如腹壁肌群表面）的电信号峰值介于0~6000μv范围内，频率介于0~500hz范围内，其中主频率介于50~150hz之间。电信号变化具有较大的随机性，是一种类似于噪声的非线性生物电活动信号。本发明中对所述电生理信号的探测电极的相关设备不做特殊限定，可以选用本领域技术人员所熟知的各类探测设备。
23.本发明的一些实施方式中，所述参考点为左侧腹直肌和右侧腹直肌上的对称肌肉上，进一步的，所述参考点为左髂前上棘和右髂前上棘。
24.本发明的一些实施方式中，用于获取腹壁肌群自发放电生理信号的探测点均匀分布在左右侧腹直肌和腹外斜肌上；进一步的，所述探测点包括对称设置在左侧腹直肌和右侧腹直肌的肌群；进一步优选的，所述探测点包括左侧腹外斜肌、右侧腹外斜肌、左侧腹直肌第一块肌肉、右侧腹直肌第一块肌肉、左侧腹直肌第三块肌肉、右侧腹直肌第三块肌肉、左侧腹直肌第四块肌肉、右侧腹直肌第四块肌肉。
25.本发明的一些实施方式中，对探测得到的电生理信号序列进行相应的离散度分析和有效性分析，保证探测数据的可靠性，从而使探测结果真实的反映被测者肌群真实的状况。在一些实施方式中，所述离散度分析包括对所述参考点获取所得的电生理信号序列进行平均值计算，并且基于计算得到的均值求出信号序列的离散度数组。
26.本发明中术语“离散度”是用来表征探测数据的分散程度的物理量，分散程度反映了一组数据远离其中心值的程度。本发明的一些优选实施方式中，所述离散度数组为剔除最大离散度10%的数据，并且把剔除值的前后5个值的平均值代替剔除值获得的数组。
27.本发明中为了进一步提高探测结果的可靠性和探测数据的稳定性，对所述电生理信号进行有效性分析；进一步的，本发明中采用采用信度值不低于0.9的探测数据。本发明中所述术语“信度”是表征采取同样的方法对同一对象重复进行测量时，其所得结果相一致的程度的物理量，用于提高分析结果的稳定性和可靠性。
28.本发明的一些优选实施方式中，在进行所述平均值计算前对所述电生理信号序列进行滤波操作；所述滤波操作包括除去工频信号和高低频信号。本发明中所述的术语“工频信号”即为工业用频率相关电压或电流信号，本发明中为了避免对分析结果的干扰，去除频率在50hz及其倍频上的工频信号。此外，进一步减少分析结果的干扰，进一步去除高频信号
和低频信号，其中所述的高频信号是指频率高于300hz的信号，所述低频信号是指频率低于10hz的信号。
29.本发明中，为了全面反映腹壁肌群在静息状态和运动状态下的肌肉募集力、力量强度等信息，本发明的一些优选实施方式中，所述静息状态和特定运动状态包括完全放松维度、爆发维度、爆发持续维度、持续维度、维持放松维度、轻负载维度。其中在完全放松维度和维持放松维度可用于观察肌肉在静息状态下的痉挛现象，所述术语“痉挛”是指肌肉在放松状态下的肌肉自发放电现象，其可导致肌肉突然做不随意挛缩，俗称抽筋，会令患者突感剧痛，肌肉动作不协调，此类症状主要在脑卒中和神经类疾病中体现，因此在腹壁肌群自发放电信号的采集评估中采集完全放松维度和维持放松维度下的电生理信号分析，对脑卒和神经类疾病中的诊断和治疗有积极意义。上述运动状态中的爆发维度、爆发持续维度、持续维度、轻负载维度可用于观察在肌肉募集（运动）态下的肌肉力量强度，其中术语“肌肉募集”是指肌肉在运动状态下的肌肉力量的大小。本发明中，采集上述运动状态下的电生理信号对由于神经病变引起的肌力萎缩和由于衰老引起的肌力功能性退化有着积极的临床意义。
30.本发明中的运动状态包括爆发维度（腹部发力/屈膝抬头位），爆发持续维度（腹部紧绷/屈膝抬头位），持续维度（平板支撑位），轻负载维度（直立/抬举10kg负重）。每组工作需要做3次（评估肌电信号的信度/效度），每次1 分钟， 间歇期间休息5分钟。
31.本发明的一些实施方式中，所述评估参数的计算方法为评估参数=（rms_0/rms常模最大值-rms常模最小值）+mf_0/mf常模最大值-mf常模最小值））/2；其中所述rms_0和mf_0分别为参考电生理信号的均方根和中置频率。
32.在一些实施方式中，采用8个探测点进行探测并采取上述6个维度进行采集分析时，每组2动作获得16个采集数据，经过均值处理后，每组动作得到一个mrs数据和一个mf数据，通过不同的样品数量，得到相应的mrs数据和mf数据，在经过最小2乘法形成mrs和mf值样条曲线函数，即为常模曲线。获取曲线中的最大值和最小值，根据如下公式：评估参数=（rms_0/rms常模最大值-rms常模最小值）+mf_0/mf常模最大值-mf常模最小值））/2，计算评估参数，其中以0.5为合格标准。
33.在完全放松维度，评估参数大于0.5痉挛现象需要关注，小于0.5时不需关注痉挛现象；在爆发维度，评估参数大于0.5无需关注，小于0.5肌肉力量瞬间爆发；在爆发维持维度，评估参数大于0.5无需关注，小于0.5肌肉力量持续爆发需要关注；在持续维度，评估参数大于0.5无需关注，小于0.5肌肉力量持续力需要关注；在维持放松维度，评估参数大于0.5无需关注，小于0.5间歇性痉挛现象需要关注；在轻负载维度，评估参数大于0.5无需关注，小于0.5负载时肌肉力量持续力需要关注。
34.在完全放松维度和维持放松维度下肌肉静息态下的痉挛现象，评估值越低：说明静息状态下的肌肉自发放电现象越少，肌肉静息状态下是充分放松的。评估值越高：说明静息状态下的肌肉自发放电现象越多，肌肉静息状态下不能完全放松。评估的结果，可为医生和康复师诊断和治疗提供依据。在爆发维度 爆发维度 持续维度 轻负载维度肌肉募集（运动）态下的肌肉力量强度，评估值越低：说明运动状态下的肌肉自发放电现象越少，肌肉募集力量不足，肌肉无力。评估值越高：说明运动状态下的肌肉自发放电现象越多，肌肉募集力量强，肌肉拥有充分的爆发和持续力。评估的结果，可为医生和康复师诊断和治疗提供依
据。
35.本发明的第二个方面公开了如上所述的腹壁肌群自发放电信号的采集评估方法在肌力萎缩和肌力功能性退化相关的疾病的治疗药物制备中的应用。
实施例
36.根据附图1中的探测点，根据如下步骤进行参数采集和分析：（1）放置腹壁肌群自发放电信号电极探测点，一共8个探测点（分别为1-右侧腹直肌第一块肌肉、2-左侧腹直肌第一块肌肉、3-右侧腹直肌第三块肌肉、4-左侧腹直肌第三块肌肉、5-右侧腹直肌第四块肌肉、6-左侧腹直肌第四块肌肉、7-右侧腹外斜肌、8-左侧腹外斜肌）和2个x公共参考点（左髂前上棘和右髂前上棘）。获取基于参考点的各个探测点的差分信号序列a1, a2, a3, a4, a5, a6, a7, a8。
37.（2）除去每组差分信号中的工频信号（50hz 及其倍频），再除去 《10hz低频信号和》300hz的高频信号滤波后的低干扰信号序列 na1, na2, na3, na4, na5, na6, na7, na8。
38.（3）除去左右的差分的参考共模信号。
39.（4）通过 na1, na2, na3, na4, na5, na6, na7, na8信号序列，求出信号序列的均值v1, v2, v3, v4, v5, v6, v7, v8。
40.（5）通过均值求出信号序列的离散度d1, d2, d3, d4, d5, d6, d7, d8，剔除最大离散度10%的数据后求新均值 nv1, nv2, nv3, nv4, nv5, nv6, nv7, nv8。同时用剔除值的前后各5个值的平均值代替剔除值，获得新的信号序列s1, s2, s3, s4, s5, s6, s7, s8。
41.（6）nv1-9/v1-9 》 0.9为有效数据（信度（效度值）= 0.9），否则为无效数据需要重新采集数据。
42.（7）求出s1, s2, s3, s4, s5, s6, s7, s8的电生理信号的均方根rms1, rms2, rms3, rms4, rms5, rms6, rms7, rms8和中置频率 mf1, mf2, mf3, mf4, mf5, mf6, mf7, mf8；即一个动作最终会产生共8组rms值和共8组mf值（8）分别求出6组动作的电生理信号的均方根和中置频率：完全放松维度： rms-1、mf-1；爆发维度：rms-2、mf-2；爆发持续维度：rms-3、mf-3；持续维度：rms-4、mf-4；维持放松维度：rms-5、mf-5；轻负载维度：rms-6、mf-6。
43.（9）利用“腹壁肌群自发放电信号常模”转换为对应的评估等级。
44.（10）通过选择未生育和生育常模组，得到rms_0、mf_0。
45.（11）评估值=（rms_0/（rms常模值最大-rms常模值最小）+mf_0/（mf常模值最大-mf常模值最小））/2。
46.上述案例的测试结果参见如下表1和表2所示：表1
表2
以上所述者，仅为本公开的示例性实施例，不能以此限定本公开的范围。即但凡依本公开教导所作的等效变化与修饰，皆仍属本公开涵盖的范围内。本领域技术人员在考虑
说明书及实践这里的公开后，将容易想到本公开的其实施方案。本技术旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未记载的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的范围和精神由权利要求限定。