CN112089442B - 利用超声成像提供视觉反馈的肌肉训练方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用超声成像提供视觉反馈的肌肉训练方法和系统，本方法基于预设的超声设备确定训练对象以及训练目标数据，采集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靶肌肉的肌肉特征参数；根据肌肉特征参数获取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；将训练指标值转化为随时间实时显示的视觉反馈信号，并将视觉反馈信号与超声图像同步展示；将训练指标值与训练目标数据进行比较，根据训练指标值与训练目标数据之间的瞬时比较结果生成靶肌肉对应的提示信息，以实时指导训练对象进行靶肌肉训练，进而能引导用户完成指定的肌肉激活任务。

Description

利用超声成像提供视觉反馈的肌肉训练方法及系统
技术领域
本发明涉及肌肉训练技术领域，尤其涉及一种利用超声成像提供视觉反馈的肌肉训练方法及系统。
背景技术
对运动医学、康复医学及健身科学领域而言，如何有效地控制靶肌肉的运动，从而达到特定的训练目的具有意义和价值。例如，肝脏健康和肌肉训练存在密切关系。以脂肪肝为例，有研究表明，肝内脂肪堆积的程度与体重具有相关性。肥胖人的体脂得到控制后，一般地，其肝内脂肪浸润亦减少或消失。慢性肝病(如肝纤维化和脂肪肝)的管理和康复通常包括肌肉训练。
通常而言，传统肌肉训练是以经验主义为导向的，可靠性低。训练员只能凭借主观判断和口头指令来指导受训者，影响训练质量。并且传统的肌肉训练不能第一时间将训练表现和训练效果直观地反馈给用户，不利于用户体验。
上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种利用超声成像提供视觉反馈的肌肉训练方法及系统，旨在解决在肌肉训练过程中如何能够第一时间将训练表现和训练效果直观地反馈给用户以提高用户的使用体验的问题。
本发明的利用超声成像提供视觉反馈的肌肉训练方法包括以下步骤：
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。
优选地，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。
优选地，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。
优选地，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。
优选地，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。
优选地，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。
优选地，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。
相应地，所述视觉反馈信号的载体是反馈器，所述反馈器用于输出视觉反馈信号；所述反馈器的类型包括刻度盘、刻度条、指示灯、曲线图和映射图。
可选地，在所述视觉反馈信号的表达形式为映射图上的颜色编码变化时，通过以下方式构建所述映射图：
获取所述选定的感兴趣区域中的采样区域，并确定所述选定的感兴趣区域中的采样区域的数量和位置；
分别采集各个所述采样区域中的肌肉特征参数，并将所述肌肉特征参数转化为所述训练指标值；
将所述训练指标值按具体空间位置映射至待处理图像上，并利用预设图像后处理技术基于所述待处理图像构建所述映射图，其中，所述映射图中的灰阶或彩色编码表示所述视觉反馈信号的大小。
优选地，所述方法还包括：
在所述训练对象肌肉训练的完结时刻，基于所述训练对象的靶肌肉收缩周期的运动表现生成评分，所述评分是根据所述训练指标值的历史数据与所述训练目标数据之间的偏差值生成。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种肌肉训练系统，所述肌肉训练系统为基于无线超声成像的视觉反馈系统，所述系统的超声设备包括主机、移动终端以及至少一个探头；所述主机包括超声单元、反馈信号处理单元、反馈器生成单元和反馈提醒单元；
所述探头，用于向训练对象发射超声波并接收所述训练对象的回波信号；
所述超声单元，用于根据所述回波信号构建所述训练对象的靶肌肉收缩过程中的超声图像；
所述反馈信号处理单元，用于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；
所述反馈器生成单元，用于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到所述移动终端上；所述反馈提醒单元，用于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。
优选地，所述主机还包括无线传输单元，所述无线传输单元用于实现所述主机与所述移动终端之间的双向数据传输。
可选地，所述移动终端上设有应用程序软件，所述移动终端上的应用程序软件用于实现对所述探头和所述主机各单元的运行控制；
所述移动终端上的应用程序，还用于执行后处理超声和视觉反馈相关的数据；
所述移动终端上的应用程序，还用于同步显示超声图像和视觉反馈信号。
优选地，所述系统的硬件组合为集成式结构；其中，所述探头和所述主机内的所述超声单元、所述反馈信号处理单元、所述反馈器生成单元、所述反馈提醒单元集成为一体机；所述一体机通过所述无线传输单元与所述移动终端进行数据互通。
优选地，所述系统的硬件组合为分立式结构；其中，所述主机由所述超声单元、所述反馈信号处理单元、所述反馈器生成单元、所述反馈提醒单元、以及控制单元以集成的方式组成，并通过数据线与所述探头有线连接；所述主机与所述探头的连接方式为通过数据线与所述探头有线连接，或通过无线传输单元与所述探头无线连接；所述主机通过所述无线传输单元与所述移动终端进行数据互通。
本发明提供的技术方案带来的有益效果是：本方法首先基于预设的超声设备确定训练对象以及训练目标数据，然后采集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靶肌肉的肌肉特征参数；根据肌肉特征参数获取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；将训练指标值转化为随时间实时显示的视觉反馈信号，并将视觉反馈信号与超声图像同步展示；将训练指标值与训练目标数据进行比较，根据训练指标值与训练目标数据之间的瞬时比较结果生成靶肌肉对应的提示信息，以实时指导训练对象进行靶肌肉训练，进而能够引导用户完成指定的肌肉激活任务。本发明提供的肌肉训练系统为基于无线超声成像的视觉反馈系统，所述系统的超声设备包括主机、移动终端以及至少一个探头。本方案对专业技能要求低，便携且操作过程简单易懂，适合对超声技术操作不娴熟的用户，；用户在肌肉训练过程中能够从视觉上第一时间直观地获取反馈的训练表现，进而提高了用户的训练效果和使用体验。
附图说明
图1为本发明一种利用超声成像提供视觉反馈的肌肉训练方法的一实施例流程示意图；
图2是本发明一实施例中利用曲线图输出视觉反馈信号的示意图；
图3是本发明一实施例中利用映射图输出视觉反馈信号的示意图；
图4是本发明一实施例中对训练做完结评估的示意图；
图5a为本发明肌肉训练系统的一实施例结构框图；
图5b为本发明中肌肉训练系统的再一实施例结构框图；
图6为本发明一种利用超声成像提供视觉反馈的肌肉训练方法中涉及完结评估的另一实施例流程示意图；
图7为本发明利用超声成像提供视觉反馈的肌肉训练方法的完整流程示意图；
图8为本发明利用超声成像提供视觉反馈的肌肉训练方法的另一完整流程示意图；
图9为本发明涉及的软件用户界面的实施例示意图；
图10为本发明硬件组合方式的一实施例结构示意图；
图11为本发明硬件组合方式的又一实施例结构示意图；
图12为本发明硬件组合方式的再一实施例结构示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
可理解的是，传统肌肉训练是以经验主义为导向的，可靠性低。训练员只能凭借主观判断和口头指令来指导受训者，影响训练质量。除此之外，利用外部设备辅助肌肉训练的新模式存在应用前景。一方面，利用加速度计、测角计、力矩传感器、远红外摄像头等方式只能捕捉肌肉运动的外在信息，无法反映真实的激活状态。与之形成对比地，利用肌电图(EMG)和超声成像能特征化肌肉的收缩功能，采集肌肉运动的内在信息。
基于肌电生物反馈(EMG Biofeedback)的肌肉训练模式在临床康复和科研上具有初步应用。但是，肌电信号易受噪音、环境等干扰，且测量精度差：仅作用于浅层肌肉组织，很难细化到单块肌肉，无法区分周围肌肉和深层肌肉对靶肌肉的影响(串扰现象)。故上述缺点都制约了肌电信号在肌肉训练中的应用。
超声成像具有实时、无创、无辐射等优点，可观察靶肌肉在收缩和舒张过程中的真实活动。有研究表明：基于与力学属性存在的量化关系，通过超声图像所提取的肌肉物理特征(包括弹性和多个形态学参数)可指示肌肉的激活程度。然而，现有超声设备针对医学用途所设计，由专业医务人员操作，肌肉的运动状态只能被主观地监控，无法被定量表达并记录。从应用角度而言，超声设备不仅笨重昂贵，且扫描流程复杂，超声图像晦涩难懂。从用户体验角度而言，传统设备包括探头、主机、显示单元等部件，由电缆线连接；冗长的电缆线与探头的手持方式会影响动态的运动表现和动作实施(特别是等张运动)，体现在对关节活动度和肢体活动范围的空间限制。故对于在肌骨方向的业务，传统超声设备主要用于定性地评估肌骨疾病，不适合参与肌肉的实时训练。
本发明的目的是针对上述技术方案存在的缺陷，提供一种利用超声成像提供视觉反馈的肌肉训练方法和系统，能够测量肌肉的激活程度，以此转化为视觉反馈信号反向输出给用户，并根据预设的目标阈值或目标区间实时地指导靶肌肉的收缩，提高运动控制的能力，保证训练的可重复性。该系统具备无线传输、小型化便携、对用户的专业要求低、成本效益高等优点。
本发明克服了目前传统肌肉训练主观性强、无定量参考标准和一致性低的缺陷，还克服了传统超声设备用户友好度低和只能做定性评估的缺陷。
实施例一(利用超声成像提供视觉反馈的肌肉训练方法)
为实现上述目的，本发明实施例提供了一种利用超声成像提供视觉反馈的肌肉训练方法，参考图1，图1为所述利用超声成像提供视觉反馈的肌肉训练方法的流程示意图。
需要说明的是，本实施例的利用超声成像提供视觉反馈的肌肉训练方法是以肌肉训练系统作为硬件设备基础上实施的；
所述肌肉训练系统中包括所述预设的超声设备，所述肌肉训练系统为基于无线超声成像的视觉反馈系统，所述系统的超声设备至少包括主机、移动终端和以及至少一个探头；
在具体实现中，所述探头用于向训练对象发射超声波并接收所述训练对象的回波信号。需要说明的是，所述训练对象可理解为通过超声波所成像的人的肌肉组织等，即正在使用预设的超声设备的进行肌肉训练的用户的肌肉组织等，所述训练对象包括靶肌肉、非靶肌肉、皮肤、皮下脂肪、筋膜、韧带和关节等软组织结构，及其附近的血管、神经和骨等非软组织结构；
所述主机执行与所述利用超声成像提供视觉反馈的肌肉训练方法相关的步骤：
步骤S101：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；
需要说明的是，本实施例中的训练目标数据的是描述靶肌肉的激活目标的定量方案，可以根据用户的训练目的、运动动作和个人情况按需预先设定(训练目标数据也可以用户自行设定)，主要由训练目标值的大小和表达样式构成，因此所述主机需要将所述训练目标数据与所述训练对象关联。
所述训练目标数据可以是目标阈值(即单值K)，所述训练目标数据也可以是目标区间(即某一范围区间K±k1内波动)；所述训练目标数据(包括目标阈值即单值k、以及目标区间K±k1)可以按以下任一样式表达：1)恒定不变，2)随时间周期性变化，或3)随时间随机性变化。需要说明的是，本发明对训练目标数据的数值和表达样式不做限定。
可选地，一种实施方式可以是，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。在具体实现中，本实施例将探头放置并固定在由用户于步骤S101确定的训练目标(重点为靶肌肉)的皮肤表面。固定方式包括人工手持、胶带、绑带、固定器、粘贴式贴片等。
步骤S102：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；
随着运动动作的实施，所述预设的超声设备会采集肌肉运动的超声图像序列。
具体地，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。
步骤S103a：从选定的感兴趣区域中提取所述靶肌肉的肌肉特征参数；
需要说明的是，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；
具体地，本实施例通过图像或信号处理技术，对超声图像序列进行数字化、几何变换、图像增强等预处理。根据每帧超声图像，检测识别靶肌肉组织的边界，确定感兴趣区域(ROI，region of interest)和感兴趣区域内的采样区域；在图像处理领域，感兴趣区域(ROI，region of interest)是从图像中选择的一个待处理的图像区域，这个区域是图像分析所关注的重点。圈定该区域以便进行进一步处理。一般地，从解剖学角度而言，感兴趣区域指的是单块肌肉或单块肌肉的某个独立节段；从影像学角度而言，感兴趣区域指的是靶肌肉的某个成像断面。
需要说明的是，本实施例不限制每帧超声图像中感兴趣区域的数量，且每个感兴趣区域互相独立。在所勾勒的感兴趣区域中，定量地采样至少一个描述靶肌肉激活状态、特征化收缩功能的生物信息，称为肌肉特征参数y；采样方式可以从生理性、结构性或功能性等多个维度进行。
对于单个感兴趣区域内，本实施例不限制采样区域的位置、范围和数量；对于单个采样区域内，本实施例不限制所采集的肌肉特征参数y的类型和数量。
一般地，肌肉特征参数y包括形态学参数、生理参数、弹性参数和图像特征参数。关于形态学参数，经典的实施方式是通过追踪和计算肌肉位移，提取与组织结构相关的形态学参数中的至少一项；优选地，本实施例可以从A型超声图像、M型超声图像或B型超声图像中提取肌肉厚度。请注意，对于B型超声图像，其他非限制性的形态学参数包括肌肉横截面积、羽状角、肌纤维长等。关于生理参数(指的与肌肉激活相关的血流动力学特征)，以非限制性的方式，被理解为从多普勒图像中提取的血流速度、血流方向、血流强度、心率等。关于弹性参数(指的与生物力学性能相关的物理特征，可提示肌肉硬度)，以非限制性的方式，被理解为从回波信号和弹性图像中提取的杨氏模量、剪切波速度、剪切波衰减系数、剪切模量、体积模量、超声速度、超声衰减系数等。关于图像特征参数，以非限制性的方式，被理解为从二维数字图像中提取的颜色特征、纹理特征、形状特征、空间关系特征等。
在另一方面，超声图像的后处理应用可辅助探头放置位置的选择和固定：根据每帧超声图像，检测识别皮肤层、皮下组织层和/或肌肉层的边界，并提取软组织内的至少一个形态学参数。在放置探头于靶肌肉的皮肤表面的过程中，该形态信息实时地提供反馈，测量探头与皮肤的吻合度和垂直性。其作用是保证在重复放置时探头位置的一致性。该方法通过超声图像确定软组织的固有参数，有助于提高测量信度，降低误差。
在具体实现中，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。
步骤S103b：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；
在具体实现中，本实施例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，并结合临床或健身领域的实际需求，将提取的肌肉特征参数y转化为一个量化的训练指标。所述训练指标值z表征所述训练对象在运动过程中的靶肌肉激活程度，反映训练强度；其功能是用于作为生成视觉反馈信号。
具体地，该训练指标值可由肌肉特征参数y经特定的数学方法计算后得出，或者所述训练指标值由所述肌肉特征参数y直接替代表示。对于经数学加工后的训练指标值，非限制性的描述形式可以是变化率、比率、差值、其他经简单的数学公式或复杂的数学模型变换后得到的计算值。
优选地，训练指标值z是肌肉特征参数y经归一化处理后的结果。需要说明的是，肌肉特征参数y的提取和训练指标值z的计算是基于每帧图像实时进行的。
步骤S104a：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；
在具体实现中，主机会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；
可理解的是，主机将训练指标值z转化为随时间实时显示的视觉反馈信号。一般地，视觉反馈信号由2个要素构成：动态图像和读数，按定量的形式表达，用于指示当下(当前帧)的肌肉激活程度，作为视觉反馈训练的参照标准；其载体称为反馈器，是一种指示装置，是与用户交互的媒介，用于输出视觉反馈信号。超声图像的成像帧率和反馈器的运行帧率相匹配，优选地，视觉反馈信号辅以传统超声图像同步显示，供用户观察。
需要说明的是，所述视觉反馈信号的载体是反馈器，所述反馈器用于输出视觉反馈信号；本实施例不限制反馈器的类型和视觉反馈信号的显示形式。反馈器类型是基于一维或二维结构的，所述反馈器的类型包括刻度盘、刻度条、指示灯、曲线图和映射图等；其中，刻度盘、刻度条、指示灯等为一维反馈器；而曲线图和映射图等为二维反馈器；
具体地，相对于反馈器而言，视觉反馈信号的显示形式的实施方式包括曲线图上的曲线幅度变化、刻度盘上的指针变化、指示灯上的光源亮度变化、刻度条上的颜色或幅度变化、映射图上的颜色编码变化等。
其中，在所述视觉反馈信号的表达形式为映射图上的颜色编码变化时，通过以下方式构建所述映射图：
获取所述选定的感兴趣区域中的采样区域，并确定所述选定的感兴趣区域中的采样区域的数量和位置；
分别采集各个所述采样区域中的肌肉特征参数，并将所述肌肉特征参数转化为所述训练指标值；
将所述训练指标值按具体空间位置映射至待处理图像上，并利用预设图像后处理技术基于所述待处理图像构建所述映射图，其中，所述映射图中的灰阶或彩色编码表示所述视觉反馈信号的大小。
可理解的是，映射图是用不同彩色或灰度表示肌肉激活程度的空间分布，利用颜色编码的实时变化向用户提供视觉反馈信号。构建映射图的具体实施方式是通过插值、拟合等图像后处理方法，将含有空间位置信息的训练指标值z映射至一维或二维图像上，用彩色或灰阶显示。一般地，映射图还配有一个尺度棒，用颜色渐变和读数范围来解释映射图的强度值编码。
步骤S104b：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。
在具体实现中，所述预设的超声设备会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；
其中，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。
可理解的是，所述预设的超声设备会基于每帧超声图像，将训练指标值z和训练目标数据K或K±k1进行实时比较，并根据比较结果发出报警提示，提醒用户精准地控制靶肌肉的激活程度。
在所述训练目标数据为目标阈值k时，参考图7，若训练指标值z不超出目标阈值(即z≤K)，无报警提示；若训练指标值超出目标阈值(即z＞K)，利用移动终端输出即时的报警提示，提醒用户已达到有效的激活程度。报警提示的表达包括视觉、听觉、触觉形式。记录并完成靶肌肉的第1个收缩周期后，采用循环的方式，直至完成第N个收缩周期。
在所述训练目标数据为目标区间K±k1时，参考图8，将训练指标值z与目标区间K±k1进行比较：若训练指标值不在目标区间内(即z＞K+k1或z＜K－k1)，则输出持续的报警提示，提醒用户尚未处于有效的激活程度；若训练指标值z在目标区间内(即K－k1≤z≤K+k1)，报警提示停止。
此外需要说明的是，在另一种实现方式可以是：所述步骤S103a、S103b、S104a和S104b的相应功能由移动终端来执行；也就是说所述移动终端上设有应用程序软件，所述移动终端上的应用程序软件用于实现对所述探头和所述预设的超声设备的主机的运行控制；且移动终端还用于执行后处理超声和视觉反馈相关的数据，以及同步显示超声图像和视觉反馈信号。
参考图2，图2为反馈器的类型为二维曲线图时，曲线图上的动态曲线示意图。图2中，本实施对应选用横截面积作为肌肉特征参数、比率作为训练指标值、曲线幅度表示信号大小。当肌肉处于放松状态(t0)201和不同帧的收缩状态(t1)202和(t2)203时，激活程度的变化会导致横截面积存在差异。感兴趣区域204内含单个采样区域X1，根据相应帧的超声图像，采集不同时刻的横截面积值y1。将放松状态201下的横截面积值设为基线，通过比率公式z＝(y收缩/y舒张)×100％计算并生成训练指标随时间变化的动态曲线205。该曲线图还配有一个恒定的目标阈值206供参考，该目标阈值为步骤S101中用户预先设定的训练目标数据。
参考图3，图3为反馈器的类型为一维映射图时，视觉反馈信号由映射图上的灰阶变化显示(图3中的灰阶变化由阴影部分区域显示)。该例选用厚度作为肌肉特征参数、厚度增长率作为训练指标、灰阶编码表示信号大小。当肌肉处于放松状态(t0)301和某一帧的收缩状态(t1)302时，厚度存在显著的差异；当肌肉处于收缩状态(t1)302时，不同位置上的厚度也存在差异。随着激活程度的变化，厚度也产生对应的改变。感兴趣区域303内包括数个沿靶肌肉长轴方向排布的采样区域，即X1、X2、X3、X4。各采样区域采集的肌肉特征参数y1、y2、y3、y4包含如下信息：激活状态信息(该例所用厚度大小来指示)和位置信息(指示一维空间分布)，并构成单值映射图304。将放松状态(t0)301下的厚度值设为基线，计算每帧收缩图像中每个采样区域的厚度差值，并通过增长率公式z＝((y收缩－y舒张)/y舒张)×100％得出实时的百分比变化值，该训练指标可表述相对于放松状态的肌肉形变能力。利用映射编码技术构建一幅一维灰阶映射图305：指示在t1时刻，靶肌肉上不同位置的激活程度；且配有一个表示增长率数值编码的尺度棒306供判读和一个目标阈值307供参考。
本实施例的有益效果在于：本方法首先基于预设的超声设备确定训练对象以及训练目标数据，然后采集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靶肌肉的肌肉特征参数；根据肌肉特征参数获取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；将训练指标值转化为随时间实时显示的视觉反馈信号，并将视觉反馈信号与超声图像同步展示；将训练指标值与训练目标数据进行比较，根据训练指标值与训练目标数据之间的瞬时比较结果生成靶肌肉对应的提示信息，以实时指导训练对象进行靶肌肉训练，进而能够引导用户完成指定的肌肉激活任务，例如只收缩深层肌肉并保持浅层肌肉最小幅度/不收缩、最大随意收缩(MVC)、50％MVC等。本方案对专业技能要求低，便携且操作过程简单易懂，适合对超声技术操作不娴熟的用户。用户在肌肉训练过程中能够从视觉上第一时间直观地获取反馈的训练表现，进而提高了用户的训练效果和使用体验；本方法将超声成像技术的应用场景拓展至与个人健身和康复相关的肌肉训练领域，不止局限于临床的疾病诊断。
进一步地，参考图6，在另一实施例中，在步骤S104b之后，所述方法还包括：
步骤S105：在所述训练对象肌肉训练的完结时刻，基于所述训练对象的靶肌肉收缩周期的运动表现生成评分，所述评分是根据所述训练指标值的历史数据与所述训练目标数据之间的偏差值生成。
在具体实现中，所述预设的超声设备基于所述训练对象的靶肌肉收缩周期的运动表现生成评分。所述完结评估的方式可以分为即时评估和长效评估：
即时评估：在本次训练的完结时刻，结合靶肌肉数个收缩周期的过往表现，根据与预设目标值的偏差关系(可以是离散或连续的)，计算综合评分，回顾性地评估训练表现。一般地，评分的计算通过标准差、方差、均方差等统计学方法实现；
长效评估：在数次训练(或一个训练周期)的完结时刻或定期地，测量可反映靶肌肉客观物理状态的肌肉特征参数，获得其随时间长期变化的数据，跟踪评估训练效果。一般地，所述肌肉特征参数包括从超声图像中采集的形态学参数、弹性参数、生理参数和图像特征参数。优选地，杨氏模量是核心的评判标准。
参考图4，图4是一个对训练进行完结评估的具体实施例示意图。如曲线图403所示，该例选用曲线图作为反馈器，利用动态曲线401的实时变化表示视觉反馈信号的大小，且配有一个周期性变化的目标区间402供参考。在t1时刻(位于第二个收缩周期内)，曲线幅度表示肌肉激活程度的当前读数。曲线图404所示为训练的完结时刻，过往收缩周期的数据是可视化的。基于动态曲线和目标区间的吻合程度，得出评分：M％。
本实施例的有益效果在于：基于可回顾的肌肉数据，综合评估收缩功能的表现。所获取的评分可用于训练方案的制定和调整、训练表现的分级、跟踪记录、监控进展、判断预后等。
实施例二(肌肉训练系统)
进一步地，本发明还提出一种肌肉训练系统实施例，参考图5a，图5a为肌肉训练系统的结构框图，所述肌肉训练系统为基于无线超声成像的视觉反馈系统。硬件上所述系统的超声设备包括主机501、探头500和移动终端502；
所述探头500，用于向训练对象发射超声波并接收所述训练对象的回波信号；探头500由单个压电换能器阵元按点阵或由数个压电换能器阵元按线阵、凸阵或二维矩阵排列，构成超声探头503。超声探头503负责向靶肌肉发射超声波并接收回波信号；一般地，可支持多种成像模式，包括A型、M型、B型、多普勒和弹性超声成像。需要说明的是，本实施例不限制单个系统内所述探头的数量。在另一个实施例子中，对于单个系统，其配有至少一个探头连接，也可以是多个探头同时连接所述主机。单个系统内的多个探头可以是具有相同/不同的尺寸、类型和/或属性。由于现有超声成像技术的固有限制，扫描范围通常只能涵盖单块肌肉或单块肌肉的某一独立节段。该实施例提供一种阵列，涉及多单元探头，其有益效果在于：单个系统即能成像完整的整块肌肉或多块肌肉，满足整块肌肉或多块肌肉同时训练的目的。
所述主机501包括控制单元504、处理单元505、储存单元506、无线传输单元507和电源单元508。控制单元504负责协调各单元的活动功能和指令传输。
处理单元505由超声单元509、反馈信号处理单元510、反馈器生成单元511和反馈提醒单元512组成；所述超声单元509包含发射/接收开关、波束形成器、前置放大器、滤波器、AD转换器、信号处理器、图像重建器等元器件，负责构建传统的超声图像，包括A型、M型、B型、多普勒图像或弹性图像。超声单元509用于根据所述回波信号构建所述训练对象的靶肌肉收缩过程中的超声图像；
所述反馈信号处理单元510，用于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；
具体地，所述反馈信号处理单元510包含识别、聚焦、匹配、分割、特征计算等多种信号/图像分析技术，其功能包括：1)基于连续的超声图像，预处理图像。2)基于每帧图像，确定感兴趣区域和采样区域。3)基于选定的感兴趣区域，采集肌肉特征参数y。4)通过数学加工，将肌肉特征参数y计算成训练指标值z。
所述反馈器生成单元511，用于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到所述移动终端502上；
具体地，反馈器生成单元511的功能包括：1)基于训练指标值z构建反馈器，以动态图像和读数的显示形式向用户提供视觉反馈信号。2)关于反馈器是映射图的实施例，工作内容还包括颜色映射图的合成、叠加融合和同步处理。
所述反馈提醒单元512，用于将所述训练指标值z与所述训练目标数据(K或K±k1)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。
此外，需要说明的是，所述反馈信号处理单元510、所述反馈器生成单元511和所述反馈提醒单元512可以是基于硬件或软件的任一种，其设置不局限于主机501；可选地，所述反馈信号处理单元510、所述反馈器生成单元511和所述反馈提醒单元512相应的功能也可由移动终端502执行；也就是说所述移动终端上设有应用程序软件，所述移动终端上的应用程序软件用于实现对所述探头和所述主机各单元的运行控制；还用于执行后处理超声和视觉反馈相关的数据；还用于同步显示超声图像和视觉反馈信号。
存储单元506包含软件执行代码和处理算法，负责对超声图像和与视觉反馈相关的数据进行缓存和打包。
所述无线传输单元507用于实现所述主机与所述移动终端之间的双向数据传输。实现主机501和移动终端502的无线连接。通过无线传送的方式，将处理单元505处理后、暂存于存储单元506的数据发送至移动终端502；另一方面，无线传输单元507还可接收由移动终端502发送的控制指令。控制指令包括超声成像参数的调节、训练目标的设定、采样模式和反馈信号类型的选择等。无线通讯技术包括WiFi、蓝牙、UWB超带宽、ZigBee、4G技术或5G技术等。成像数据和控制指令通过无线通讯方式传输，不仅可实现与云端数据库的信息交互，还促进了硬件小型化与集成化。
电源单元508含电池和相关电路，负责向探头500和主机501供电。充电方式包括无线充电和有线充电。
需要说明的是，本实施例的有益效果在于：相对于现有大型超声成像系统而言，所述实施方式属于低姿态和低成本的解决方案，尤其适合私人消费者。本实施例将超声设备的应用场景拓展至与个人健身和康复相关的肌肉训练领域，不止局限于临床的疾病诊断。此外，移动终端502具有显示单元513和微处理器514，包括智能手机、台式电脑、笔记本、平板电脑、智能电视机等。所述移动终端502上运行的应用软件(App)是与用户端交互的平台。所述微处理器514负责后处理数据和执行用户操作指令以控制探头和主机各单元的运行，所述显示单元513负责展示超声图像和视觉反馈信号。需要说明的是，超声图像和与视觉反馈相关的数据支持本地下载至移动终端502供参考或后处理，亦可上传至云端数据库603。
可选地，参考图5b，所述探头500的基础上，添加运动传感器601和力传感器602。所述运动传感器601被理解为由惯性测量单元或多个整合的加速度计和陀螺仪构成。其耦合于超声探头503上，并封装成探头500，附着于受训肢体/躯体皮肤表面的某个区域，用于多轴运动的跟踪：记录角速度、加速度、速度、角度等动态运动数据。该附加信息可解算出探头500在三维空间中的位置和运动姿态，作为健身动作标准化实施的重要参照。
所述至少一个力传感器602耦合于超声探头503上，可测量施加在探头500接触面的压力大小。该信息可评估和规范探头500与靶肌肉皮肤表面的固定效果，即是否按适当的压力充分接触和是否垂直放置。不良的探头固定会负面地影响成像质量，甚至导致其在肌肉收缩过程中松动、掉落。由于本实施例的目标受众适用于缺乏专业技能的用户，不局限于医务人员，附加的力学信息可参与探头固定的质量控制，提高一致性，有利于标准化作业。值得说明地，所述探头固定的质量控制也可在图像相关的反馈信息的引导下进行；所述反馈信息通过后处理超声图像得到(如实施例一所述)。需要得说明的是，额外采集的力学和运动信息将与每帧超声图像按时间顺序进行捆绑，并送至处理单元505同步处理。
为充分利用本发明基于无线通讯和便携性等优势，所述移动终端502可与云服务器进行数据互通。所述云端数据库603参与数据的存储、回顾性分析与共享；还可在云服务器上搭建大数据工作站，执行云计算。
进一步地，参考图9，图9为本发明软件部分的一个实施例，软件用户界面由超声图像901、反馈器902、压力指示器903、反馈提醒指示器904组成，并显示于移动终端502。本实施例以采集B型超声图像为例进行说明，选定靶肌肉902作为感兴趣区域：提取训练相关参数y和z，并转化为视觉反馈信号。该例选用刻度盘作为反馈器902，视觉反馈信号由刻度盘上的指针变化显示，利用读数和指针指向指明瞬时的肌肉激活程度，且配有一个目标阈值905供参考。压力指示器903用于监控探头固定的瞬时状态，向用户反馈压力信息。反馈提醒指示器904发出报警提示，提示当前帧所计算的肌肉激活程度与目标阈值的瞬时关系。关于空间布局，反馈器与超声图像互相独立地设置在用户界面上。另一种实施方案是在超声图像的基础上，叠加视觉反馈信号。优选地，映射图和超声图像相叠加并融合显示的结果是：在同一个感兴趣区域内，同时显示肌肉的形态信息和激活程度信息。
参考图10，在本实施例中，所述系统的硬件组合可以为集成式结构；其中，所述探头500和所述主机501内的所述超声单元、所述反馈信号处理单元、所述反馈器生成单元、所述反馈提醒单元集成为一体机；所述一体机通过所述无线传输单元与所述移动终端502进行数据互通。可理解的是，该集成方式无电缆线的困扰，所有部件均为无线连接，整体结构简单紧凑，为本发明的最优构想。该技术设想适用于所有动力性和静力性肌肉工作方式(即等长收缩、等张收缩、等速收缩)，尤其解决了电缆线对肢体和关节执行反复的等张运动产生空间阻碍的问题。
在本实施例中，所述系统的硬件组合也可以为分立式结构；其中，参考图11，所述主机由所述超声单元、所述反馈信号处理单元、所述反馈器生成单元、所述反馈提醒单元、以及控制单元以集成的方式组成，并通过数据线与所述探头有线连接；所述主机通过所述无线传输单元与所述移动终端进行数据互通。参考图12，在另一实施方式中，所述主机由所述超声单元、所述反馈信号处理单元、所述反馈器生成单元、所述反馈提醒单元、以及控制单元以集成的方式组成，并通过无线传输单元分别与所述探头和所述移动终端无线连接；所述探头也配有无线传输单元供数据互通。可理解的是，在实际操作中，该2种分立方式利用主机分担了探头的重量和体积，有利于其固定于皮肤表面；分离式的主机方便随身携带。该技术设想相对易于实现。
上述图10、图11、和图12的实施例的有益效果在于：所述硬件组合能最小化电缆线及探头手持方式对肌肉训练(尤其是等张运动)的限制；为设计开发可穿戴式超声探头提供基础。
为了更好的理解本发明利用超声成像提供视觉反馈的肌肉训练方法及系统实施例，对以上实施例方案的完整工作流程进行进一步说明：
完整工作流程实施例1，参考图7，步骤1(S101)：训练前准备。具体内容包括预先设置训练目标数据K或K±k1、确定被训的靶肌肉、确定肌肉收缩周期的数量N、确定训练相关参数y和z、选择反馈信号的类型、固定超声探头等。步骤2(S102)：靶肌肉的第1个收缩周期开始，采集超声图像。步骤3(S103a)：提取肌肉特征参数y。步骤4(S103b)：计算训练指标值z。步骤5(S104a)：生成实时的视觉反馈信号，与超声图像同步显示。步骤6(S104b)：基于目标阈值的反馈提醒。实现人机交互的技术方案是利用反馈提醒指导训练：提供反馈提醒单元512，将训练指标值y与预设的目标阈值K进行比较。若训练指标值不超出目标阈值(即z≤K)，无报警提示；若训练指标值超出目标阈值(即z＞K)，利用移动终端502输出即时的报警提示，提醒用户已达到有效的激活程度。非限制性地，报警提示的表达包括视觉、听觉、触觉形式。记录并完成靶肌肉的第1个收缩周期后，采用循环的方式，直至完成第N个收缩周期。步骤7(S105)：评估训练表现和效果：回顾过往的N个收缩周期，完结性地评估所述训练，并给予评分。
完整工作流程实施例2，参考图8，步骤6(S104b)还可以通过另一种技术方案实施。除此之外，其他步骤与上述实施例一类似，故不再赘述。步骤6(S104b)：基于目标区间的反馈提醒。提供反馈提醒单元512，将训练指标值y与预设的目标区间K±k1进行比较：若训练指标值不在目标区间内(即z＞K+k1或z＜K－k1)，利用移动终端102输出持续的报警提示，提醒用户尚未处于有效的激活程度；若训练指标值在目标区间内(即K－k1≤z≤K+k1)，报警提示停止。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (15)

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，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；
从选定的感兴趣区域中提取所述靶肌肉的肌肉特征参数，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，所述生物信息为生理参数或弹性参数，或者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两项；
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。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，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。
8.如权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于，所述视觉反馈信号的载体是反馈器，所述反馈器用于输出视觉反馈信号；所述反馈器的类型包括刻度盘、刻度条、指示灯、曲线图和映射图。
9.如权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于，在所述视觉反馈信号的表达形式为映射图上的颜色编码变化时，通过以下方式构建所述映射图：
获取所述选定的感兴趣区域中的采样区域，并确定所述选定的感兴趣区域中的采样区域的数量和位置；
分别采集各个所述采样区域中的肌肉特征参数，并将所述肌肉特征参数转化为所述训练指标值；
将所述训练指标值按具体空间位置映射至待处理图像上，并利用预设图像后处理技术基于所述待处理图像构建所述映射图，其中，所述映射图中的灰阶或彩色编码表示所述视觉反馈信号的大小。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述训练对象肌肉训练的完结时刻，基于所述训练对象的靶肌肉收缩周期的运动表现生成评分，所述评分是根据所述训练指标值的历史数据与所述训练目标数据之间的偏差值生成。
11.一种肌肉训练系统，其特征在于，所述肌肉训练系统为基于无线超声成像的视觉反馈系统，所述系统的超声设备包括主机、移动终端以及至少一个探头；所述主机包括超声单元、反馈信号处理单元、反馈器生成单元和反馈提醒单元；
所述探头，用于向训练对象发射超声波并接收所述训练对象的回波信号；
所述超声单元，用于根据所述回波信号构建所述训练对象的靶肌肉收缩过程中的超声图像，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；
所述反馈信号处理单元，用于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，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，所述生物信息为生理参数或弹性参数，或者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两项；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；
所述反馈器生成单元，用于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到所述移动终端上；
所述反馈提醒单元，用于将所述训练指标值与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。
12.如权利要求11所述的系统，其特征在于，所述主机还包括无线传输单元，所述无线传输单元用于实现所述主机与所述移动终端之间的双向数据传输。
13.如权利要求11或12所述的系统，其特征在于，所述移动终端上设有应用程序软件，所述移动终端上的应用程序软件用于实现对所述探头和所述主机各单元的运行控制；
所述移动终端上的应用程序，还用于执行后处理超声和视觉反馈相关的数据；
所述移动终端上的应用程序，还用于同步显示超声图像和视觉反馈信号。
14.如权利要求12所述的系统，其特征在于，所述系统的硬件组合为集成式结构；其中，所述探头和所述主机内的所述超声单元、所述反馈信号处理单元、所述反馈器生成单元、所述反馈提醒单元集成为一体机；所述一体机通过所述无线传输单元与所述移动终端进行数据互通。
15.如权利要求12所述的系统，其特征在于，所述系统的硬件组合为分立式结构；其中，所述主机由所述超声单元、所述反馈信号处理单元、所述反馈器生成单元、所述反馈提醒单元、以及控制单元以集成的方式组成，并通过数据线与所述探头有线连接；所述主机与所述探头的连接方式为通过数据线与所述探头有线连接，或通过无线传输单元与所述探头无线连接；所述主机通过所述无线传输单元与所述移动终端进行数据互通。
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