[發(fā)明專利]一種肌肉形變信號采集裝置及其處理方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810930505.6
• 申請日: 2018-08-15
• 公開（公告）號: CN109171743A
• 公開（公告）日: 2019-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃之峰;黃建平;劉健濤;曾涵湄;章云
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: A61B5/11
• 分類號: A61B5/11
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

本發(fā)明公開了一種肌肉形變信號采集裝置及其處理方法，用于采集肌肉不同位置肌肉形變產(chǎn)生的信號變化，裝置包括：傳感器模塊、MCU模塊、固定模塊，其中傳感器模塊是采用多個并排的柔軟具有彈性的導(dǎo)電織布敏感材料組成，其電阻會隨著拉伸長度的變化而變化；MCU模塊由AD采樣分壓電路、AD轉(zhuǎn)換電路及串口通信模塊組成；固定模塊是整體的3D打印特制拱形輕塑料固定裝置組成用于貼合肌肉表面。本發(fā)明通過用力過程中肌肉不同位置發(fā)生的形變帶動傳感器發(fā)生形變，實時獲取傳感器的相關(guān)信號，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為肌肉形變信號。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生理檢測技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種肌肉形變信號采集裝置及其處理方法。

背景技術(shù)

眾所周知，針對肌肉形變的檢測在醫(yī)學(xué)康復(fù)等領(lǐng)域中起著至關(guān)重要的作用。

目前來說，直接測量到肌肉形變的手段十分有限，當(dāng)今應(yīng)用最廣泛的方法即肌電信號采集和腦電信號采集的方法。肌電信號又分為表面肌電信號和插入肌電信號，表面肌電信號使用會更加便捷，但是實際中受到的噪音干擾、各種組織組成的容積導(dǎo)體的濾波作用；又或者是受測者個體的差異，比如不同的生理狀態(tài)、年齡、性別、骨骼形態(tài)、皮膚狀況，都會對肌電信號造成較大的不同的影響。傳統(tǒng)的插入肌電信號檢測方式雖然準(zhǔn)確度相對較高，但是臨床醫(yī)學(xué)中表明，它會給試驗者帶來極大的痛苦。

除此之外，還可以通過采用深度攝像機(jī)的方法，它主要是利用深度攝像機(jī)來檢測手臂動作過程中的肌肉形變，是種非接觸式的測量方法。但是，該方法也存在不足之處：采樣速度較低，計算成本大，難以實現(xiàn)實時響應(yīng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為克服上述現(xiàn)有技術(shù)所述的至少一種缺陷，提供一種可以準(zhǔn)確、迅速、實時、便捷地對較小的肌肉形變信號進(jìn)行檢測的肌肉形變信號采集裝置及其處理方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：本裝置包括傳感器模塊、MCU模塊、固定模塊，所述的傳感器模塊是采用并排的柔軟具有彈性的導(dǎo)電織布敏感材料組成。

當(dāng)發(fā)生肌肉收縮時，肌肉型變量增大，此時與肌肉表面相貼合的導(dǎo)電織布敏感材料會被拉長，其電阻將會變大，MCU模塊采集到的信號也會發(fā)生變化，進(jìn)而判斷運(yùn)動意圖。

優(yōu)選地，所述傳感器模塊的導(dǎo)電織布敏感材料至少為1個。

優(yōu)選地，所述傳感器模塊的導(dǎo)電織布敏感材料為3個。

優(yōu)選地，所述固定模塊呈“非”字形，且“非”字形的6個凸出塊上設(shè)有穿孔固定傳感器模塊。

優(yōu)選地，所述凸出塊與導(dǎo)電織布敏感材料之間設(shè)置有鐵片和導(dǎo)電橡膠，并用螺絲固定。

優(yōu)選地，所述螺絲上通過導(dǎo)線引出信號輸出線和電源輸入線。

優(yōu)選地，MCU模塊通過螺絲固定在固定模塊上。

優(yōu)選地，信號輸出線與電源輸入線都采用杜邦線與MCU模塊連接。

優(yōu)選地，所述MCU模塊包括AD采樣分壓電路、AD轉(zhuǎn)換電路、串口通信模塊。

優(yōu)選地，所述電源輸入線與直流穩(wěn)壓電源相連接。

優(yōu)選地，所述的固定模塊是3D打印特制拱形輕塑料的固定裝置。

優(yōu)選地，AD采樣分壓電路，由復(fù)數(shù)個獨(dú)立的，電容電阻并聯(lián)電路構(gòu)成，在分壓的同時具有濾波作用，所述并聯(lián)電路兩端，一端連接著傳感器的信號輸出線，一端連接著供電端負(fù)極。

優(yōu)選地，所述的固定裝置使用時通過細(xì)繩固定于肌肉形變位置，使導(dǎo)電織布敏感材料剛好貼合在肌肉形變位置。

本發(fā)明的處理方法，其步驟如下：

S1：通過AD采樣電路和uart模塊將采樣值通過串口實時傳輸?shù)絇C端；