[发明专利]一种基于光电信号检测的肌肉功能状态的评估装置和评估方法

说明书

本发明公开了一种基于光电信号检测的肌肉功能状态的评估装置和评估方法，包括：至少包括一个光电接收二极管、多个不同波长的LED发光二极管；控制所述LED发光二极管和所述光电接收二极管的驱动电路和对光电接收二极管的接收信号进行处理的信号处理器；位于所述LED发光二极管和所述光电接收二极管之间的内部光隔离屏障；为所述光电接收二极管和所述LED发光二极管遮挡外部光的外部遮光屏障；以及设于所述光电接收二极管与所述LED发光二极管的工作方向，并与检测皮肤表面直接作用的透明隔离层薄膜。该评估装置可以实时检测目标部位肌肉的肌动信号、血氧含量以及心率参数等，进而评估肌肉功能状态。

技术领域

本发明属于生物医学领域，具体涉及一种基于光电信号检测的肌肉功能状态的评估装置和评估方法。

背景技术

脑卒中、盆底功能障碍等疾病以及骨折、手术等外部创伤会对人体相关肌肉造成不同程度的损伤，对肌肉的功能状态进行评估可以很好的帮助患者进行治疗和康复。传统的肌肉功能状态评估方法是通过患者的主观感受或医生的主观判断来实现的，这样的方法缺少科学的依据，容易由于个人的主观判断失误导致误诊的发生。

此外，当前较为流行的一种科学的肌肉功能状态评估方式为肌电信号(EMG)检测，即通过检测肌肉运动时产生的动作电位来判断肌肉的功能状态。然而由于人体阻抗和心电尾迹等因素的干扰，此种方式检测难度较大。另外此种方式的检测设备较复杂、价格较高、普及度也较低。研究表明：肌肉活动时不光会产生肌电信号(EMG)，还会产生一种低频的机械振动信号，也就是肌动信号(Mechanomyograph，MMG)。肌动信号(MMG)是肌肉主动收缩而产生横向振动以及肌肉纤维尺寸变化导致的，是一种能够反映肌肉运动力学特性的物理量。

目前可用的肌动信号(MMG)采集方法有压电接触传感器、加速度传感器、微型麦克风以及激光位移传感器等。近年来肌动信号(MMG)的检测和应用逐渐兴起，在肱二头肌、股四头肌等大块骨骼肌的肌肉运动检测以及假肢控制中可以起到重要作用。

相比于肌电信号(EMG)，肌动信号(MMG)具有不受人体阻抗影响，可不直接接触人体测量等优点。有研究发现肌动信号(MMG)在一些肌肉的特定发力条件下可以代替或辅助肌电信号(EMG)进行肌肉运动和肌肉功能状态的检测，有时甚至比肌电信号(EMG)的检测更为准确和有效。

文章Method for measuring mechanical vibrations from isometricallycontracted muscles提到一种激光测距传感器测量肌动信号(MMG)的方法，但是这种仅仅可以测量肌动信号(MMG)，不能同步同时测量肌动信号(MMG)、血氧含量和心率，更没有提及肌肉状态的测量方法。当然，因为文章方法是无法获得肌肉功能状态测量在运动过程中的综合生理参数的测量，包括血氧含量和心率，也就无法给出更为精准的肌肉功能状态测量。

申请公布号为CN107684433A的专利申请公开了一种同时检测创面多种生理参数指标的装置及方法，采用光电信号传感器进行检测信号，但是该装置通过引入各种成分敏感薄膜，实现创面生理参数的检测，而且只有检测方式，并没有进一步分析方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于光电信号检测的肌肉功能状态的评估装置和评估方法，该评估装置和评估方法能够通过光电信号检测同时采集肌肉的肌动信号、血氧含量以及心率，综合肌动信号、血氧含量以及心率来评估肌肉功能状态。

为实现上述发明目的，本发明提供的技术方案为：

一种基于光电信号检测的肌肉功能状态的评估装置，包括：

至少包括一个光电接收二极管、多个不同波长的LED发光二极管；

控制所述LED发光二极管和所述光电接收二极管的驱动电路和对光电接收二极管的接收信号进行处理的信号处理器；

位于所述LED发光二极管和所述光电接收二极管之间的内部光隔离屏障；