CN108348188B - 用于测量用户的肌电信号的便携式装置、系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种装置包括第一支撑层(C1)和第二支撑层(C2)，第一支撑层具有检测装置，该检测装置包括多个电极(11)，所述多个电极被布置成在使用时与用户的在至少一块肌肉或其一部分上的皮肤接触，并且所述多个电极被配置成采集多个肌电信号，并且所述第一支撑层(C1)以可拆卸的方式被机械地和电气地附接至第二支撑层(C2)；并且所述第二支撑层(C2)包括电子装置(BE)，所述电子装置被配置成执行以下操作：对所采集的肌电信号进行调节，将肌电信号转换成数字格式，以及将肌电信号通过通信信道(26)传输至主电子单元(27)，其中，所述主电子单元(27)被配置成控制所述电子装置(BE)并且进一步将接收到的经调节和数字化的肌电信号发送到控制单元(30)用于对其进行监测。

Description

用于测量用户的肌电信号的便携式装置、系统及方法

技术领域

本发明大体上涉及肌电图领域。具体地，本发明涉及一种用于测量用户的肌电信号(或者高分辨率肌电信号，HR-EMG)的便携式装置，通过在双层柔性片支撑件中集成具有传感器和电子电路的所述便携式装置提供了用于测量肌电信号的大量测量点。

本发明还提供了一种使用所提出的便携式装置来测量用户的肌电信号的系统及方法。

背景技术

专利文献US-A1-20130317648公开了一种用于测量肌肉动作和手势以控制机器人装置或机器的系统及方法。该系统可以由用户(例如，戴上套筒)使用并且包括多个肌电图传感器和至少一个惯性传感器。电力电路、处理电路以及传输电路可以被内置到同一套筒中，并且控制数据可以被无线地传输或者以引导的方式(例如，通过电线)传输到外部装置。

专利文献WO-A1-2013068804公开了一种用于测量肌电信号的装置，该装置适于使用多个信道来接收利用布置在用户上的多个电极所检测到的多个肌电信号。该装置包括调节电路、转换电路、传输电路以及外部壳体，传输电路用于传输至中央控制单元，以及外部壳体适于容纳上述电路。调节电路可以通过与一个或多个调节电路建立级联连接来进行模块化组装，类似地，转换电路还可以改变肌电信道的数量。调节电路和转换电路可以彼此重叠，使得包含调节电路和转换电路的壳体的尺寸可以被限制，从而使得调节电路和转换电路可以被用户使用。

专利文献CN-A-103393420公开了另一种用于测量肌电信号的装置，该装置由高密度柔性电极组件和用于阵列的信号调节电路形成。信号调节电路包括高密度柔性电极阵列和用于该高密度柔性电极阵列的放大的滤波器。电极阵列收集与电极对应的位置处的表面电位，并且设置在柔性板上的运算放大器或者仪表放大器执行阻抗变换或第一级放大。高密度柔性电极阵列即使在不平坦的区域的情况下也可以获得用户的皮肤的高质量和低噪声水平的表面电位。

专利文献WO-A2-2008017921公开了一种用于采集生物电信号的系统，该系统设想使用下述部件：至少第一检测电极，以及电连接结构，其中，第一检测电极在使用时被设置在皮肤表面的一部分上以检测生物电信号，电连接结构用于将第一检测电极连接至用于处理生物电信号的电子设备。电连接结构具有基于磁交互的第一可拆卸连接元件。第一检测电极和可拆连接元件均镀有诸如Ag或者AgCl的导电材料。采集系统设置有结合到电极支撑件中的检测电极阵列，并且电连接结构具有结合到磁体支撑件中的对应的可拆卸连接元件阵列；在使用时，每个可拆卸连接元件在使用时被设置成对应于相应的检测电极，并且被设计成与相应的检测电极磁性交互。与本发明不同的是，该专利申请中所公开的系统不执行对检测电极附近所检测到的生物电信号进行数字化，而是其仅执行对所检测到的生物电信号进行放大以提高信噪比。通过执行对检测电极附近所检测到的生物电信号进行数字化，避免了由于所检测到的生物电信号在电缆上传输而导致的对其造成的劣化。此外，该专利申请的系统不包括能够控制一个或多个电子装置的主电子单元，即，用于对所检测到的生物电信号的调节、数字化以及传输进行控制的主电子单元，也没有设想系统的电子连接的下述模块化结构，该模块化结构用于增大检测区域并且根据所采集的EMG信号来交换模拟信息和数字化信息。

专利文献US-A1-2007265543公开了用于进行多个EEG测量的电极装置，以及进行EEG测量的相关方法，由此配置在支撑构件顶部上的多个电极触点与集成电路电连通并且相对靠近该集成电路，集成电路包括转换器电路，其适于在将源自患者体内的所测量的模拟EEG信号传输至处理单元之前将其转换成数字信号。集成电路(IC) 可以由支撑构件或通过具有用于数字信号传输的布线的引线组件来支撑。该支撑构件可具有多个层并且一般是柔性的。如由多种柔性的、通常为绝缘的生物相容性材料中的任何一种制成，电路可被蚀刻或沉积到该材料上，其表现出足够的结构完整性以降低手术期间或一旦植入后退化的可能性。

专利文献DE 102008024972公开了一种装置，其具有电极激励信号供应单元，用于向电极的电极端子提供电极激励信号。该供应单元是可切换的，从而以可切换的方式提供用于单极或双极激励的电极激励信号。该单元形成为基于待激励的区域而在单极激励和双极激励之间切换。当区域是电极的周围区域时，该单元切换到单极激励。

专利文献EP-A1-2335570公开了一种生物信号测量穿戴装置，该生物信号测量穿戴装置被配置为测量来自穿戴者的身体表面的生物信号，该生物信号测量穿戴装置包括穿戴装置主体、生物信号检测部分以及信号传输部分，穿戴装置主体被配置为覆盖穿戴者的身体表面，生物信号检测部分设置在穿戴装置主体的内表面的预定部分上并且被配置为检测来自穿戴者的身体表面的生物信号，信号传输部分被配置为输出由生物信号检测部分检测到的信号。

在专利文献CN-102961132和/或CN-A-103190905中还描述了用于测量肌电信号的其他装置和/或方法。

然而，目前还不存在下述便携式肌电信号测量装置，该便携式肌电信号测量装置由柔性片支撑件形成，该柔性片支撑件包括以下部件：两个不同的支撑层；第一片支撑件，该第一片支撑件包括检测装置，该检测装置包括多个用于采集肌电信号的电极；以及一个或多个第二片支撑件，所述一个或多个第二片支撑件以可拆卸的方式机械地和电气地连接至所述第一片支撑件，所述一个或多个第二片支撑件包括电子装置，该电子装置用于对所述肌电信号进行调节、数字化并传输到主电子单元，主电子单元进一步将所接收到的信号传输至控制单元以对所接收到的信号进行监测。

类似地，下述装置在现有技术中也不是已知的，该装置能够基于两个或更多个便携式装置(例如所提出的那个便携式装置)外围的机械和电气耦接来覆盖不同幅度的肌肉区域(不止一块肌肉)。

发明内容

根据第一方面，本发明提供了一种用于测量用户的肌电信号(或高分辨肌电信号，HR-EMG)的便携式装置。该便携式装置包括第一支撑层，该第一支撑层包括检测装置，该检测装置包括多个用于采集多个肌电信号的电极，所述多个电极可以在使用时与用户的在至少一块肌肉或者其一部分上的皮肤接触。

便携式装置还包括一个或多个第二支撑层，所述一个或多个第二支撑层可以借助于导电耦合件(例如，按钮、夹子等)以可拆卸的方式机械地和电气地附接至所述第一支撑层。每个第二支撑层包括电子装置，该电子装置被配置成执行以下操作：对所采集的多个肌电信号进行调节(放大、时间滤波，以及可选地空间滤波，以及还可选地多路复用)、将信号转换为数字格式以及将经调节和数字化的肌电信号通过通信信道传输至便携式装置(UB)的主电子单元。

主电子单元被配置成控制一个或多个第二支撑层的电子装置，并且还被配置成将接收到的经调节和数字化的肌电信号传输至控制单元以用于对其进行监测。为此，主电子单元可以被包括在第二支撑层中，形成该第二支撑层的一部分，或者还可以被多个互连的第二支撑层共用。

对于具有一个以上的第二支撑层的实施例，这些第二支撑层中的一些第二支撑层可以机械地和电气地彼此附接(即，互连)以增大检测区域并且经由电连接器并经由所述通信信道交换模拟信息和数字化信息二者。如前所述，在具有互连的第二支撑层的情况下，主电子单元将由被这些第二支撑层共用并且被配置成控制包括在互连的第二支撑层中的每一个第二支撑层中的每个电子装置。

在一个实施例中，机械地和电气地附接至另一第二支撑层的第二支撑层的电子装置被配置成：在执行所述调节期间，例如当需要差别记录和/或拉普拉斯记录时，对附接到该另一第二支撑层的第一支撑层的相邻电极中的一些电极进行控制。

便携式装置使得第一支撑层和第二支撑层这两个支撑层能够分离，使得这两个支撑层进行清洗和/或消毒更容易，并且，同样地，在便携式装置本身中对靠近所提到的检测装置所采集的肌电信号进行处理和数字化，因此，由于例如噪声和/或其他污染而导致的所采集的肌电信号的退化和可能的干扰以及检测装置的结构复杂性被最小化。

一个实施例中的第一支撑层包括透气的防水织物，以及第二支撑层包括在某些防水和透气部分中具有半导体特性的织物。

在一个实施例中，电极以矩阵的形式被设置在第一支撑层中。在其他实施例中，电极以拉普拉斯形式或圆形形式进行设置。

在一个实施例中，便携式装置在其外围结合了耦合元件，所述耦合元件也是导电的，用于耦接至一个或多个便携式装置，由此加宽了整个覆盖的肌肉区域或者使得能够覆盖不同的肌肉区域。在这种情况下，控制单元被配置成对从所有耦接的便携式装置的主电子单元接收的肌电信号进行监测。

在一个实施例中，特别是对于其中仅一个第二支撑层机械地和电气地附接至第一支撑层的情况，所提出的便携式装置被并入或连接至可穿戴衣物，例如，臂带、用于用户身体上肢的绑带或者套袖、腹带、用于用户身体下肢的绑带或袜子，或者具有用于固定至治疗区域的紧密贴合部分的衬衫。

在另一实施例中，特别是对于其中一个以上第二支撑层被机械地和电气地附接至第一支撑层的情况，第一支撑层被结合到或附接至可穿戴衣物，该可穿戴衣物包括臂带、用于用户身体的上肢或下肢的绑带、腹带、裤子或者衬衫，并且第二支撑层被配置成附接至所述可穿戴衣物的、根据需要按照用户进行的运动的兴趣来对其测量肌电信号的一块或多块肌肉所选择的不同部分。

在一个实施例中，所提到的用于监测肌电信号的控制单元是位于第二支撑层中的电子单元，该控制单元通过导电平面或有线技术接收所述肌电信号。

在另一实施例中，控制单元远离所提出的一个或多个便携式装置，该控制单元通过引导装置或无线装置(例如，使用蓝牙或红外技术等)接收所述肌电信号。在这种情况下，控制单元优选地包括具有一个或多个处理器的计算设备以进一步执行对所接收到的肌电信号的处理。

所提出的便携式装置还可以包括一个或多个电池，以用于为包括在所提出的便携式装置的第二支撑层中的不同电子组件供电。此外，一个或多个电池使得便携式装置对于用户而言更安全，因为该装置不必直接被插入来工作。

控制单元还可以包括警告装置，该警告装置用于至少基于在肌电信号在时域、频域或空间域中的处理期间所获得的肌肉共激活或疲劳指数来发出与预先固定的肌肉模式的变化相关联的指示。

在一个实施例中，所提及的通信信道包括数据总线。可替代地，在另一实施例中，所述通信信道包括导电平面，该导电平面由在第二支撑层的一部分上延伸的电阻轨道形成。

根据第二方面，本发明还提供了一种用于测量用户的肌电信号的系统，该系统包括如前所述的一个或多个便携式装置，以及控制单元，该控制单元被配置成至少对从所述一个或多个便携式装置的一个或多个主电子单元接收到的肌电信号进行监测。

一个或多个便携式装置可以通过位于其外围的导电耦合元件机械地和电气地耦接，从而使得能够覆盖相同身体部位的不同肌肉，例如，肱二头肌和三头肌，或者所述一个或多个便携式装置可以彼此分离并且位于用户身体的不同部位(例如，一个被设置在左臂的肌肉上，而另一个被放置在右臂的肌肉上)。

根据又一方面，本发明提供了一种用于测量用户的肌电信号的方法。该方法包括：通过导电耦合件将包括检测装置的第一支撑层机械地和电气地附接至第二支撑层，所述检测装置包括多个电极，两个支撑层的附接形成了便携式装置(UB)；将所述便携式装置固定在用户的至少一块肌肉或者其一部分上，所述第一支撑层在使用中与所述用户的皮肤接触；所述多个电极在用户进行运动时采集多个肌电信号；包括在第二支撑层中的电子装置通过对所采集的多个肌电信号进行放大和滤波(在时间上和可选地在空间上)来实现调节；电子装置将肌电信号转换为数字格式；所述电子装置通过通信信道将经调节和数字化的肌电信号传输至便携式装置的主电子单元；所述主电子单元控制电子装置的操作并且进一步将接收到的经调节和数字化的肌电信号传输到控制单元；以及包括至少一个处理器和至少一个存储器的控制单元监测和处理所接收的肌电信号，所述处理包括对一个或多个肌肉激活图进行计算和/或对关于与用户的固定的肌肉或者其一部分有关的肌肉协调和/或激活和/或疲劳的不同指数进行计算。

在一个实施例中，该方法包括以可拆卸的方式将多个第二支撑层机械和电气地附接至第一支撑层，主电子单元包括对包括在所述多个第二支撑层中的每个电子装置的操作进行控制。

在一个实施例中，处理结果在进行运动时被显示给用户，从而使得用户能够在他或她做运动的同时控制运动。例如，结果可以通过显示器(控制单元自身的显示器或者用户的计算装置的显示器)向用户进行展示(显示)，所述计算装置相对于控制单元远离，诸如是智能手机或者平板电脑等。

在另一实施例中，处理结果在被展示(显示)给用户之前被存储在控制单元的所述存储器中，用于随后准备临床评估报告和/或监测运动的表现，例如使得至少由第二用户(医疗和/或医护人员、私人教练等)能够对其进行查看。

本发明特别适用于各种领域，诸如，神经生理学、康复、理疗、人体工程学和/ 或运动等领域，其中，用户在静态情况下和存在运动的情况下的肌肉反应需要被测量。

附图说明

基于下面的参考附图对几个仅仅说明性而非限制性的实施例的详细描述，将更好地理解前述特征和其他特征以及优点，在附图中：

图1是根据本发明的一个实施例的用于测量用户的肌电信号的便携式装置的轮廓图；

图2是被设置在图1中的便携式装置的每个支撑层中的不同单元和/或模块的示意图；

图3是根据本发明的一个实施例的由用于测量用户的肌电信号的四个便携式装置组成的便携式装置的平面图。在这种情况下，四个便携式装置通过导电耦合元件连接，由此增加了在测量用户的肌电信号期间注册信道的数量，这使得能够监测更宽的肌肉区域；

图4示出了所提出的、用于测量用户的肌电信号的便携式装置的一个实施例。图4A示出了形成便携式装置的两个支撑层的布置的轮廓图；在这种情况下，便携式装置的通信信道包括由电阻轨道形成的导电平面。图4B 示出被布置成与用户的皮肤接触的肌电图传感器的布置的平面图；

图5示出了所提出的、用于测量用户的肌电信号的便携式装置的另一实施例。在这种情况下，便携式装置的通信信道包括数据总线；

图6示出了所提出的便携式装置的另一实施例。在这种情况下，该装置包括多个第二支撑层，每个第二支撑层以可拆卸的方式机械地和电连接至第一支撑层；以及

图7是示出根据本发明的一个实施例的用于测量用户的肌电信号的方法的示例的流程图。

具体实施方式

图1和图2示出了用于测量用户的肌电信号(或者用于测量高分辨率/密度的肌信号)的便携式装置的一个实施例。具体地，根据该实施例，便携式装置UB包括诸如织物之类的柔性片支撑件，该柔性支撑片可以被结合至或者被附接至可穿戴衣物 (臂带、用于用户的手臂/腿部的绑带或袖套/袜子、腹带、衬衫等)，柔性片支撑件由两个独立的重叠层C1、C2集成，这两个独立的重叠层通过导电耦合件39(按钮、夹子等)以可拆卸的方式连接。因此，两个支撑层C1、C2的分离能够容易地实现，这使得能够清洗/清洁并且重新使用第一支撑层C1，第一支撑层C1是与用户的皮肤接触并且同时会采集/测量肌电信号的支撑层。

第一支撑层C1包含具有多个肌电图传感器11的检测装置，所述多个肌电图传感器11用于采集肌电信号。根据图1和图2的实施例，所提到的肌电图传感器11由电极、优选地为高密度电极组成，所述电极以矩阵形式被设置在第一支撑层C1中。电极由高导电材料制成，并且可以是干式的或者与导电凝胶一起使用。电极还可以是环型、点型、棒型等。

在没有在这种情况示出的其他实施例中，所提到的电极11以拉普拉斯形式或者圆形形式被设置在第一支撑层C1中。

第二支撑层C2包含执行以下操作所需的所有电子器件BE(装置/模块/电路等)：对所提到的所采集的肌电信号进行调节、(通过A/D转换器24)将肌电信号转换为数字格式，以及通过通信信道26将经调节和数字化的肌电信号传输25至主电子单元27。主电子单元27被配置成控制所述电子装置BE并且进一步通过引导或无线装置 28将所接收到的经调节和数字化的肌电信号传输至控制单元30用于对所接收到的经调节和数字化的肌电信号进行监测。也就是说，主电子单元27与传输单元25通信并且与通信信道26通信，用于对所提到的调节和转换肌电信号的步骤进行控制，并且还用于将肌电信号传输至控制单元30。

根据本发明，通信信道26可以由数据总线36(参见图5)形成或者可以通过由电阻轨道37(参见图4)形成的导电平面形成。在通信信道26通过由电阻轨道37形成的导电平面形成的情况下，尽管电子器件和平面由绝缘材料隔开，但是导电触点 40将使得电子器件与平面之间能够通信。

所提到的控制单元30可以被布置在第二支撑层C2中，或者，可替代地，所提到的控制单元30可以远离于便携式装置UB。在所提到控制单元30远离便携式装置UB 的情况下，控制单元30优选地包括用于进一步执行对所接收到的肌电信号进行处理的计算装置(例如，PC、膝上计算机、平板电脑等)，该计算装置具有一个或多个处理器和至少一个存储器。

所采集的肌电信号的调节通常包括对所采集的肌电信号进行放大、对所采集的肌电信号进行时间滤波(可选地，还有空间上的滤波)，并且可选地，还包括对所采集的肌电信号执行多路复用。根据图1和图2的实施例，所提到的对肌电信号的调节通过三个独立的电子控制单元执行，这三个独立的电子控制单元包括放大单元21、例如带通滤波器的滤波单元22，以及多路复用单元23。

优选地，第一支撑层C1在防水、柔性并且透气的智能织物中展开，而第二支撑层C2也在其中一些防水并透气的部分具有半导体特性的智能织物中展开。此外，第二支撑层C2还包括绝缘材料38，该绝缘材料38用于使得包含在其中的电子器件绝缘。

如上所述，通信信道26可以包括导电平面，该导电平面由电阻轨道37(图4)或者数据总线(图5)形成。根据本发明，所提到的具有电阻轨道37的、具有一定导电性的导电平面通过将导电涂料层施加至所述平面而获得(例如，根据专利申请ES2346174 所描述的教导)。

根据本发明，便携式装置UB可以包括一个或多个电池，所述一个或多个电池用于为第二支撑层C2的不同电子器件BE供电。在一个实施例中，第二支撑层C2中可以包括所述一个电池(多个电池)，例如，靠近主电子单元27并且通过电源总线34 或者导电平面37连接至所有的电子装置BE。可替代地，所述一个电池(多个电池) 可以被包括在用户在做运动时所携带的背包或者包中，其中设想从一个电池(多个电池)到便携式装置的供电线。

类似地，便携式装置可以包括警告装置(声音和/或视觉的，例如，通过LED和 /或发出蜂鸣声的扬声器)，该警告装置优选地被包括在控制单元30中，警告装置被配置成基于肌电信号在时域、频域或至空间域上的处理时所获得的例如肌肉共激活指数、肌肉疲劳指数来发出与用户的预先固定的肌肉模式(在运动的开始时，先前的会话等)的变化相关联的指示。

图3中示出了本发明的另一实施例，其中，用于测量肌电信号的便携式装置UB 被附接至其他便携式装置UB1，.......，UBN，由于采集信道的数量(N×n个肌电信号) 的增加，从而使得能够采集到用户的较大肌肉区域或者多个较大肌肉区域的肌电信号。不同的便携式装置UB1，......，UBN通过导电耦合元件35沿着这些便携式装置的周边彼此机械地和电气地耦接或者附接。在这种情况下，控制单元30被配置成对从所有的被耦接的便携式装置UB1，......，UBN的主电子单元27接收的肌电信号进行监测。

现在参考图6，其中示出了所提出的便携式装置UB的另一实施例。在这种情况下，该装置包括多个第二支撑层C2，每个第二支撑层C2以可拆卸的方式机械地和电气地附接至第一支撑层C1。从图中可以看出，多个第二支撑层C2中的两个第二支撑层(非限制性的)彼此机械地和电气地附接，即，互相连接(共享主控制单元27)，以增大检测区域并且通过电连接器45和通信信道26交换模拟信息和数字信息二者，而另一第二支撑层C2(这里也可以是一个以上的第二支撑层C2)被设置成远离两个互连的第二支撑层C2，该另一第二支撑层C2包括其自身的主控制单元27。在这种情况下，两个互连的第二支撑层C2的主电子单元27被配置成对这两个互连的第二支撑层C2的电子装置BE中的每一个电子装置进行控制。此外，控制单元30可以对从便携式装置UB的所有主电子单元27(一个是互连的第二支撑层C2之间共享的主电子单元27，另一个是来自远离的第二支撑层C2的主电子单元27)接收的肌电信号进行监测。

在图6的实施例中，第一支撑层C1优选被结合或附接至可穿戴衣物，所述可穿戴衣物包括臂带、用于用户身体的上肢或下肢的绑带、腹带、裤子或衬衫，并且多个第二支撑层C2(互连的和/或远离的)被配置成附接至所述可穿戴衣物的、根据需要按照用户所进行的运动的兴趣来对其测量肌电信号的一块或多块肌肉所选择的不同部分。

图7示出了用于使用上述的一个或多个便携式装置来测量用户的肌电信号的方法700的一个实施例。

方法700包括步骤701，该步骤701用于通过所提到的导电耦合件39以可拆卸的方式将第一支撑层C1机械地和电气地附接至一个或多个第二支撑层C2以形成所提到的便携式装置UB。然后，便携式装置UB被固定(步骤702)到用户的肌肉上或者肌肉区域上，第一支撑层C1与用户的皮肤接触用于对用户的皮肤进行监测；然后，当用户正在进行运动时，由第一支撑层C1的电极11采集(步骤703)多个肌电信号。一旦肌电信号被电子装置BE采集、调节并且转换为数字格式，所述肌电信号就由主控制单元27发送到控制单元30(步骤704)以对该肌电信号进行处理(步骤 705)。在这种情况下，控制单元30包括计算装置，诸如，PC、膝上计算机、平板电脑，以及使得能够进行信号处理的其他可能的计算装置。

在所提出的方法中，在具有一个以上的第二支撑层C2的情况下，这些第二支撑层C2可以通过电连接器45彼此附接(参见图6)，并且可以经由所述电连接器45和通信信道26来交换模拟信息和数字化信息二者，例如，以覆盖同一身体部位的不同肌肉。此外，在具有一个以上的第二支撑层C2的情况下，这些第二支撑层C2还可以彼此远离，例如，以覆盖不同身体部位的肌肉，每个远离的第二支撑层C2包括自身的主电子单元27。

在一个实施例中，处理步骤中所获得的结果通过计算装置自身的显示器或通过用户本人的便携式通信设备，例如智能电话或平板电脑，向用户显示。在处理步骤中所获得的结果通过用户本人的便携式通信设备，例如智能电话或平板电脑，向用户显示的情况下，计算装置将在处理步骤中获得的结果传送给用户的实际便携式通信装置。

在运动期间或者运动结束时向用户显示结果(生物反馈)将使得能够对运动的表现进行控制，以便更好地进行运动，使得用户可以更注重正在治疗或者已经检测出缺陷/病症的肌肉或者肌肉区域。因此，可以迅速地促进神经肌肉水平的更大变化，由此，为学习不同体育活动中必需的某些技术姿势或动作，以及在康复、诊断或者训练过程中更好地进行重复性运动、等速性运动或等长收缩运动等等提供帮助。

肌电信号可以在做运动的同时进行处理，或者可以离线处理(在存储到计算装置之前，例如，存储到计算装置的存储器之前)，所述离线处理可以包括除了其他计算之外的对一个或多个肌肉激活图进行计算和/或对关于用户的、与肌肉或所监测的肌肉区域有关的肌肉协调、激活以及疲劳的不同指标的计算。

在一个实施例中，根据与本发明的同样的发明人的科学文章“Identification ofisometric contractions based on High Density EMG maps(基于高密度肌电图的等长收缩的识别)，肌电图与运动学杂志，2012”和”“High-density surface EMG maps fromupper-arm and forearm muscles(来自上臂肌肉和前臂肌肉的高密度表面肌电图)，神经工程与康复杂志，2012”，所提到的一个或多个肌肉激活图和/或所述指标被计算，而不会对其进行限制。

本发明的范围在所附的权利要求中进行了限定。

Claims (15)

1.一种用于测量用户的肌电信号的便携式装置，所述便携式装置(UB)包括第一支撑层(C1)，所述第一支撑层(C1)包括检测装置，所述检测装置包括多个电极(11)，所述多个电极(11)被布置成在使用时与用户的在至少一块肌肉或者所述至少一块肌肉的一部分上的皮肤接触，并且所述多个电极(11)被配置成采集多个肌电信号，所述第一支撑层(C1)通过导电耦合件(39)以能够拆卸的方式机械地和电气地附接至第二支撑层(C2)，所述第一支撑层(C1)被结合到或者附接至可穿戴衣物，所述可穿戴衣物包括用于用户身体的上肢或下肢的绑带、腹带、裤子或衬衫；

-所述第二支撑层(C2)包括电子装置(BE)，所述电子装置(BE)被配置成执行以下步骤：通过对所采集的多个肌电信号进行放大和滤波来实现调节、将肌电信号转换成数字形式、以及将经调节和数字化的肌电信号通过所述第二支撑层(C2)的通信信道(26)传送至所述便携式装置(UB)的主电子单元(27)；以及

-所述主电子单元(27)被配置成控制所述电子装置(BE)并且用于进一步将接收到的经调节和数字化的肌电信号传输到控制单元(30)以用于对该肌电信号进行监测；

其特征在于，所述便携式装置(UB)包括多个第二支撑层(C2)；

其中所述多个第二支撑层(C2)包括将彼此机械地和电气地附接的电连接器(45)，以增大检测区域并且通过电连接器(45)和通信信道(26)交换模拟信息和数字化信息二者，并且所述多个第二支撑层(C2)共享所述主电子单元(27)；

其中机械地和电气地附接至另一第二支撑层(C2)的第二支撑层(C2)的电子装置(BE)被配置成在执行所述调节期间对被附接至该另一第二支撑层(C2)的所述第一支撑层(C1)的相邻电极中的一些电极进行控制；

其中，在所述可穿戴衣物的不同部分中，所述多个第二支撑层(C2)以能够拆卸的方式机械地和电气地附接至所述第一支撑层(C1)，所述不同部分根据需要按照所述用户所进行的运动的兴趣来对其进行肌电信号的测量的一块或多块肌肉进行选择，以及

其中所述主电子单元(27)被配置成控制所述多个第二支撑层(C2)的每一所述电子装置(BE)。

2.根据权利要求1所述的便携式装置，还包括至少一个附加的第二支撑层(C2)，所述至少一个附加的第二支撑层(C2)以能够拆卸的方式机械地和电气地附接至所述第一支撑层(C1)，所述附加的第二支撑层(C2)与彼此机械地和电气地附接的所述多个第二支撑层(C2)远离，以及所述附加的第二支撑层(C2)包括自身的主电子单元(27)，其中，所述控制单元(30)被配置成对从所有的主电子单元(27)接收的肌电信号进行监测。

3.根据权利要求1所述的便携式装置，还包括在所述装置外围的导电耦合元件(35)，所述导电耦合元件(35)被机械地和电气地耦接至一个或多个便携式装置(UB)，以增大肌电信号检测区域或者肌电信号检测区域的个数，其中，所述控制单元(30)被配置成对从所有被耦接的便携式装置(UB)的主电子单元(27)接收的肌电信号进行监测。

4.根据权利要求1所述的便携式装置，其中，用于监测肌电信号的所述控制单元(30)是位于所述第二支撑层(C2)中的电子单元，该电子单元通过有线技术接收待监测的所述肌电信号。

5.根据权利要求1所述的便携式装置，其中，所述控制单元(30)相对于所述便携式装置(UB)远离，并且通过引导装置或无线装置接收待监测的所述肌电信号，并且其中，所述控制单元(30)包括计算单元，所述计算单元包括至少一个处理器以进一步对所接收到的肌电信号进行处理。

6.根据前述权利要求中任一项所述的便携式装置，包括至少一个电池，所述至少一个电池适于对包括在所述一个或多个便携式装置(UB)中的不同电子装置或电子单元供电。

7.根据权利要求4或5所述的便携式装置，还包括警告装置，所述警告装置被嵌入到所述控制单元(30)中，所述警告装置被配置成至少基于在时域、频域或者空间域上对肌电信号进行预先处理期间所获得的肌肉共激活指数或者疲劳指数来发出与预先固定的肌肉模式的变化相关联的指示。

8.根据权利要求1所述的便携式装置，其中，所述通信信道(26)包括导电平面(37)或者至少一个数据总线(36)，所述导电平面由在所述第二支撑层(C2)的一部分上延伸的电阻轨道形成。

9.根据权利要求1所述的便携式装置,其中所述可穿戴衣物包括臂带。

10.一种用于测量用户的肌电信号的方法，包括：

a)通过导电耦合件(39)以能够拆卸的方式将第一支撑层(C1)机械地和电气地附接至多个第二支撑层(C2)，所述第一支撑层(C1)包括检测装置，所述检测装置包括多个电极(11)，两个支撑层(C1，C2)的所述附接形成便携式装置(UB)；

其中所述多个第二支撑层(C2)彼此机械地和电气地附接，以增大检测区域并且通过电连接器(45)和通信信道(26)交换模拟信息和数字化信息二者，并且所述多个第二支撑层(C2)共享所述便携式装置(UB)的主电子单元(27)，以及

其中所述第一支撑层(C1)被结合或连接至可穿戴衣物，所述可穿戴衣物包括臂带、用于用户身体的上肢或下肢的绑带、腹带、裤子或衬衫，并且所述多个第二支撑层(C2)被配置成附接至所述可穿戴衣物的不同部分，所述不同部分根据需要按照所述用户所进行的运动的兴趣来对其进行肌电信号的测量的一块或多块肌肉进行选择；

b)将所述便携式装置(UB)固定到用户的至少一块肌肉或其一部分上，所述第一支撑层(C1)在使用时与所述用户的皮肤接触；

c)当所述用户正在做运动时，所述多个电极(11)采集多个肌电信号；

d)包括在每一个所述第二支撑层(C2)中的电子装置(BE)通过对所采集的多个肌电信号进行放大和滤波来调节所采集的多个肌电信号；

其中机械地和电气地附接至另一第二支撑层的第二支撑层(C2)的电子装置(BE)被配置成在执行所述调节期间对被附接至该另一第二支撑层(C2)的所述第一支撑层(C1)的相邻电极中的一些电极进行控制；

e)包括在每一个所述第二支撑层(C2)中的所述电子装置(BE)将肌电信号转换为数字格式；

f)包括在每一个所述第二支撑层(C2)中的所述电子装置(BE)通过所述通信信道(26)将经调节和数字化的肌电信号发送至所述主电子单元(27)；

g)所述主电子单元(27)控制包括在所述第二支撑层(C2)中的每一个所述电子装置(BE)的操作，并且进一步将所接收到的经调节和数字化的肌电信号发送至控制单元(30)；以及

h)所述控制单元(30)对所接收到的肌电信号进行监测和处理，所述控制单元(30)包括至少一个处理器和至少一个存储器，所述处理包括对一个或多个肌肉激活图进行计算和/或对关于所述用户的与固定的肌肉或者其一部分有关的肌肉协调和/或激活和/或疲劳的不同指数进行计算。

11.根据权利要求10所述的方法，还包括在所述步骤a)中，以能够拆卸的方式将至少一个附加的第二支撑层(C2)机械地和电气地附接至所述第一支撑层(C1)，所述附加的第二支撑层(C2)与彼此机械地和电气地附接的所述多个第二支撑层(C2)远离，并且所述附加的第二支撑层(C2)包括自身的主电子单元(27)，其中，在所述步骤h)中，所述控制单元(30)包括对从所有主电子单元(27)接收的肌电信号进行监测和处理。

12.根据权利要求10所述的方法，包括通过位于所述便携式装置(UB)外围的导电耦合元件(35)将所述便携式装置(UB)机械地和电气地耦接至一个或多个便携式装置(UB)，其中，在所述步骤h)中，所述控制单元(30)包括对从所有被耦接的便携式装置(UB)的主电子单元(27)接收到的肌电信号进行监测和处理。

13.根据前述权利要求10至12中任一项所述的方法，其中，所述肌电信号的处理结果在所述用户做运动时作为反馈被显示给所述用户。

14.根据前述权利要求10至12中任一项所述的方法，其中，所述肌电信号的处理结果在所述用户做完运动之后被显示给所述用户。

15.根据权利要求10所述的方法，其中所述可穿戴衣物包括臂带。

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