[发明专利]利用超声成像提供视觉反馈的肌肉训练方法及系统

权利要求书

1.一种利用超声成像提供视觉反馈的肌肉训练方法，其特征在于，所述方法包括：

基于预设的超声设备确定训练对象以及训练目标数据，并将所述训练目标数据与所述训练对象关联；

采集所述训练对象的靶肌肉在收缩过程中的超声图像，分别从各帧超声图像中选定感兴趣区域；

从选定的感兴趣区域中提取所述靶肌肉的肌肉特征参数；

根据所述肌肉特征参数获取所述训练对象在运动过程中的表征靶肌肉激活程度的训练指标值；

将所述训练指标值转化为随时间实时显示的视觉反馈信号，并将所述视觉反馈信号与所述超声图像同步展示；

将所述训练指标值与所述训练目标数据进行比较，根据所述训练指标值与所述训练目标数据之间的瞬时比较结果生成所述靶肌肉对应的提示信息，以实时指导所述训练对象进行靶肌肉训练。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述训练指标值转化为随时间实时显示的视觉反馈信号的步骤，包括：

将所述训练指标值以动态图像和读数的形式构建随时间变化的视觉反馈信号，其中，每帧所述动态图像用于表征每个时间节点的视觉反馈信号，所述视觉反馈信号对应的读数用于表征所述训练对象的靶肌肉激活程度。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设超声设备包括探头；

相应地，所述基于预设超声设备确定训练对象的过程中，所述探头放置位置的固定由实时的反馈信息引导下进行；所述反馈信息是根据每帧所述训练对象的超声图像，提取皮肤层、皮下组织层和/或肌肉层等软组织中的至少一个形态学参数，用于测量所述探头与皮肤的吻合度和垂直性以保证所述探头放置的一致性。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述训练指标值与所述训练目标数据之间的瞬时比较结果生成所述靶肌肉对应的提示信息，以实时指导所述训练对象进行靶肌肉训练的步骤，包括：

根据所述训练指标值与所述训练目标数据之间的比较结果，判定由当前帧超声图像所计算的训练指标值与所述训练目标数据的瞬时关系是否满足重复性训练条件，并根据判定结果生成相应的提示信息；其中，生成所述提示信息之前的比较计算是基于每帧超声图像实时进行的；

所述提示信息的表达形式包括触觉提示、听觉提示和视觉提示中至少一项。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述超声图像含有与肌肉激活程度相关的信息，所述超声图像用于提取肌肉特征参数，所述超声图像包括A型超声图像、M型超声图像、B型超声图像、多普勒超声图像或/和弹性超声图像。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述肌肉特征参数包括与肌肉激活程度相关的生物信息，所述生物信息表征靶肌肉激活状态以及特征化靶肌肉收缩功能，所述生物信息包括形态学参数、生理参数、弹性参数、以及图像特征参数中的至少一项；

相应地，所述从选定的感兴趣区域中提取所述靶肌肉的肌肉特征参数的步骤，包括：

在所述生物信息为形态学参数时，通过追踪和计算靶肌肉的肌肉位移，从超声图像中提取所述靶肌肉的肌肉厚度、肌肉横截面积、羽状角、肌纤维长；

在所述生物信息为生理参数时，从多普勒图像中提取所述训练对象的血流速度、血流方向、血流强度、以及心率；

在所述生物信息为弹性参数时，从回波信号和弹性图像中提取杨氏模量、剪切波速度、剪切波衰减系数、剪切模量、体积模量、超声速度、以及超声衰减系数；

在所述生物信息为图像特征参数时，从二维数字图像中提取颜色特征参数、纹理特征参数、形状特征参数、以及空间关系特征参数。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述肌肉特征参数获取所述训练对象在运动过程中的表征靶肌肉激活程度的训练指标值的步骤，包括：

通过预设的数学方法将所述肌肉特征参数转化为训练指标值，所述训练指标值表征所述训练对象在运动过程中的靶肌肉激活程度；

或

所述训练指标值由所述肌肉特征参数直接替代表示。