际牵张速度均遵循快-慢-快的正弦变化方式；对一块被测肌总计牵张活动20次后，由计算机自动建立实际牵张速度一诱发牵张反射关节角度的直线回归方程式，并得到理论上牵张速度为0时的关节角度，即张力性牵张反射阈值(如图1所示)；
[0024]本发明中，利用所述检测头对被测肢体施加牵张活动时，集成传感器记录肢体产生的总阻力、肢体运动的加速度和速度，并将数据传输至计算机；总阻力由各阻力变量组成，包括神经成分(NC)、弹性(EC)、粘性(VC)和惰性(1C)，(如图2所示的慢速牵张和快速牵张时的阻力成分变化曲线)，各阻力成分依据数学模型，由计算机进行计算。
[0025]本发明的基于牵张反射阈值和阻力变量的痉挛状态评价系统及装置，由表面肌电图通过表面电极记录被测肌肉肌电信号，计算机分析牵张活动中产生的肢体阻力变量、牵张活动速度和加速度，同时记录诱发牵张反射时的关节角度；并建立了牵张速度一诱发牵张反射关节角度的直线回归方程式，以及得到理论上牵张速度为0时的关节角度一牵张反射阈值；通过显示屏显示牵张速度动画预演、肌电活动和牵张阻力变化，本发明的评价系统及装置能解决康复医学中的准确评价上运动神经元综合征(UMNS)的难点；能较好的对其中的痉挛状态进行定量评定，有助于进一步筛选合理的干预方案。
[0026]为了便于理解，以下将通过具体的附图和实施例对本发明的基于牵张反射阈值和阻力变量的痉挛状态评价装置进行详细地描述。需要特别指出的是，具体实例和附图仅是为了说明，显然本领域的普通技术人员可以根据本文说明，在本发明的范围内对本发明做出各种各样的修正和改变，这些修正和改变也纳入本发明的范围内。
【附图说明】
[0027]图1显示了张力性牵张反射阈值和动态性牵张反射阈值。
[0028]图2显示了慢速牵张和快速牵张时的阻力成分变化。
[0029]图3显示了本发明的基于牵张反射阈值和阻力变量的痉挛状态评价装置的连接关系。
【具体实施方式】
[0030]实施例1
[0031]本实施例的基于牵张反射阈值和阻力变量的痉挛状态评价装置，由检测头、表面肌电图机、计算机和显示屏组成；所述检测头和表面肌电图机均通过数据线或蓝牙与计算机相连；所述计算机还与显示屏连接；
[0032]所述检测头包括检测头外壳、外壳内部的4种集成传感器(压力、角度、速度和加速度传感器)和数据传输装置(数据线和蓝牙)；测试时，测定者一手维持被测者肢体稳定，一手持检测头，对被测肌肉和关节施加不同速度的牵张活动；
[0033]所述检测头通过数据线或蓝牙与计算机相连；
[0034]所述表面肌电图机，通过表面电极记录被测肌肉肌电信号，通过数据线与计算机相连；
[0035]所述计算机用于在肌电信号达到诱发牵张反射标准时(定义为肌电信号开始超过活动前基线处，并保持大于5%峰值,且维持超过50ms),读取并标记牵张活动中关节所处的角度；该关节角度记录为特定牵张速度下的动态牵张反射阈值；在随机测试20次不同速度的牵张活动后，建立牵张速度一诱发牵张反射关节角度的直线回归方程式，并得到理论上牵张速度为0时的关节角度一牵张反射阈值；此外，所述计算机用于分析牵张活动中产生的肢体阻力变量(包括神经成分、粘性、弹性和惰性)、牵张活动速度和加速度，其通过下述方法进行分析:
[0036](a) 1C是阻止肢体被动加速的阻力，由肢体重量和加速度决定，即IC = mXa。其中，m为肢体的重量邱在测定开始前，由压力传感器对特定姿位下、静止状态的肢体进行测? ；a为加速度；
[0037](b)EC =线性弹性+终末期非线性弹性；因此，EC由5° /秒慢速牵拉至末端，并延迟1秒后记录；
[0038](c)VC为软组织粘性造成的阻力(如肌纤维滑移)，在牵伸活动起始加速时最大(定义为VCP1)，然后维持在较低程度(VCP2) ；VCP1 =总阻力Pl-1c，VCP2为估计值，一般估计其为VCP1的20%，实际测量时VCP2随牵张速度变化而有较微小的变化，因此，VCP2 =(总阻力 Pl-1C) X0.2 ；
[0039](d)NC ;肌肉牵张可诱发潜伏期约40ms的脊髓反射，并继之以晚期的牵张诱发反应；在该模型中，NC由P2计算，即:NC =总阻力P2-(EC+VCP2)。
[0040]所述显示屏用于显示牵张速度动画预演、肌电活动和牵张阻力变化。
【主权项】
1.基于牵张反射阈值和阻力变量的痉挛状态评价系统，其特征在于，所述的的评价系统包括:信号接受系统和数据分析处理系统； 所述信号接受系统中通过检测头进行信号接受；通过数据线或蓝牙与计算机相连； 所述数据分析处理系统主要针对表面肌电图所记载的表面肌电的肌肉的痉挛状态，同时进行阈值层面和阈值上层面的评价；即测得张力性牵张反射阈值，和测得神经成分，以及测得非神经成分的弹性、粘性和惰性。2.按权利要求1所述的基于牵张反射阈值和阻力变量的痉挛状态评价系统，其特征在于，所述检测头由压力、角度、速度和加速度传感器集成。3.按权利要求1所述的基于牵张反射阈值和阻力变量的痉挛状态评价系统，其特征在于，所述表面肌电图通过表面电极记录被测肌肉肌电信号，计算机分析牵张活动中产生的肢体阻力变量、牵张活动速度和加速度，同时记录诱发牵张反射时的关节角度；建立牵张速度一诱发牵张反射关节角度的直线回归方程式，并得到理论上牵张速度为0时的关节角度一牵张反射阈值；通过显示屏显示牵张速度动画预演、肌电活动和牵张阻力变化。4.基于牵张反射阈值和阻力变量的痉挛状态评价装置，其特征在于，由检测头、表面肌电图机、计算机和显示屏组成；所述检测头和表面肌电图机均通过数据线或蓝牙与计算机相连；所述计算机还与显示屏连接； 其中，所述检测头包括检测头外壳、外壳内部的压力、角度、速度和加速度传感器、数据传输装置。5.按权利要求4所述的痉挛状态评价装置，其特征在于，所述数据传输装置为数据线和蓝牙。6.按权利要求4所述的痉挛状态评价装置，其特征在于，所述计算机在肌电信号达到诱发牵张反射标准时，读取并标记牵张活动中关节所处的角度；其中，肌电信号达到诱发牵张反射标准定义为肌电信号开始超过活动前基线处，并保持大于5%峰值，且维持超过50m ;所述关节角度记录为特定牵张速度下的动态牵张反射阈值。7.按权利要求4所述的痉挛状态评价装置，其特征在于，所述计算机分析牵张活动中产生的肢体阻力变量、牵张活动速度和加速度，其分析方法包括步骤: (a)1C是阻止肢体被动加速的阻力，由肢体重量和加速度决定，即IC = mXa;其中，m为肢体的重量;m在测定开始前，由压力传感器对特定姿位下、静止状态的肢体进行测量；a为加速度； (b)EC=线性弹性+终末期非线性弹性；EC由5° /秒慢速牵拉至末端，并延迟1秒后记录； (c)VC为软组织粘性造成的阻力，在牵伸活动起始加速时最大定义为VCP1，然后维持在较低程度VCP2 ；VCP1 =总阻力Pl-1c，VCP2为估计值、为VCP1的20%，实际测量时VCP2随牵张速度变化而有较微小的变化，VCP2 =(总阻力Pl-1C) X0.2 ； (d)NC;肌肉牵张可诱发潜伏期约40ms的脊髓反射，并继之以晚期的牵张诱发反应；NC由P2计算，即:NC =总阻力P2-(EC+VCP2)。8.按权利要求7所述的痉挛状态评价装置，其特征在于，所述肢体阻力变量包括神经成分(NC)、弹性(EC)、粘性(VC)和惰性(1C)。9.按权利要求7所述的痉挛状态评价装置，其特征在于，所述牵张活动速度包括实际牵张速度和预演牵张速度，所述实际牵张速度和预演牵张速度允许有误差；所述实际牵张速度由速度传感器记录，所述预演牵张速度中的角速度自5° /秒至305° /秒，每15° /秒的变化；所述预演牵张速度和实际牵张速度均遵循快-慢-快的正弦变化方式；对一块被测肌总计牵张活动20次后，由所述计算机自动建立实际牵张速度一诱发牵张反射关节角度的直线回归方程式，并得到理论上牵张速度为0时的关节角度，即张力性牵张反射阈值；其中，所述预演牵张速度为所述显示屏显示的牵张速度动画预演。
【专利摘要】本发明属医疗器械领域，涉及一种基于牵张反射阈值和阻力变量的痉挛状态评价系统及装置，所述装置由检测头、表面肌电图、计算机和显示屏组成；所述检测头由压力、角度、速度和加速度传感器集成，并通过数据线或蓝牙与计算机相连；所述表面肌电图通过表面电极记录被测肌肉肌电信号，计算机分析牵张活动中产生的肢体阻力变量、牵张活动速度和加速度，同时记录诱发牵张反射时的关节角度；并建立了牵张速度—诱发牵张反射关节角度的直线回归方程式，以及得到理论上牵张速度为0时的关节角度—牵张反射阈值；通过显示屏显示牵张速度动画预演、肌电活动和牵张阻力变化，本发明的评价系统及装置能解决康复医学中的准确评价上运动神经元综合征(UMNS)的难点；能较好的对其中的痉挛状态进行定量评定，有助于进一步筛选合理的干预方案。
【IPC分类】A61B5/0488, A61B5/22
【公开号】CN105266806
【申请号】CN201410331809
【发明人】李放
【申请人】复旦大学附属华山医院
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2014年7月12日