RU2773610C2 - Method for measurement of skeletal muscle hypertrophy and complex for its implementation - Google Patents

Method for measurement of skeletal muscle hypertrophy and complex for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2773610C2
RU2773610C2 RU2020122371A RU2020122371A RU2773610C2 RU 2773610 C2 RU2773610 C2 RU 2773610C2 RU 2020122371 A RU2020122371 A RU 2020122371A RU 2020122371 A RU2020122371 A RU 2020122371A RU 2773610 C2 RU2773610 C2 RU 2773610C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
muscle
ultrasound
signals
sensor
hypertrophy
Prior art date
Application number
RU2020122371A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2020122371A (en
RU2020122371A3 (en
Inventor
Андрей Николаевич Брико
Владислава Вячеславовна Каправчук
Анастасия Денисовна Парновская
Original Assignee
Андрей Николаевич Брико
Filing date
Publication date
Application filed by Андрей Николаевич Брико filed Critical Андрей Николаевич Брико
Priority to RU2020122371A priority Critical patent/RU2773610C2/en
Publication of RU2020122371A publication Critical patent/RU2020122371A/en
Publication of RU2020122371A3 publication Critical patent/RU2020122371A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2773610C2 publication Critical patent/RU2773610C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: group of inventions relates to medicine, namely to a method and a complex for the measurement of skeletal muscle hypertrophy. When implementing the method, a sensor system is precisely positioned on the skin surface above the area of study at rest or when performing muscle contractions with a load, using a stand. At the same time, the stand includes a system of stepper motors along X, Y and Z coordinates. Signals are controlled from a control unit of stepper motors, using operator commands entered via a personal computer. Electrical impedance signals from measuring electrodes, ultrasonic signals from an ultrasonic sensor and mechano-myographic signals from force sensors are registered to control the force of pressing measuring sensors to the area of interest. As a result of the joint analysis of electrical impedance signals, electromyogram, mechanomyogram and ultrasound, an assessment of the level of muscle hypertrophy is formed by analyzing their functional state, strength, stiffness, muscle volume parameters and muscle structure resistance. The complex consists of a stand, an ultrasound device and a personal computer, a video capture card. The stand consists of a bio-signal registration unit, a mechanical signal registration unit, a control unit of stepper motors, an optical encoder of movement along the Z axis, a force to control the force of pressing measuring sensors to the area of interest along the Z axis, and a sensor system. The sensor system includes an electrode system for registering the electromyogram and electro-impedance, and a linear ultrasonic sensor. At the same time, outputs of the bio-signal registration unit and the mechanical signal registration unit are connected to PC. Outputs of the optical encoder of movement along the Z axis, force sensors along the Z axis are connected to an input of the mechanical signal registration unit. An output of the electrode system is connected to an input of the bio-signal registration unit. An output of the linear ultrasonic sensor is connected to the ultrasound device, an output of which is connected to an input of the video capture card. An output of the video capture card is in turn connected to PC. The control unit of stepper motors is a system of stepper motors along X, Y and Z coordinates.
EFFECT: due to the introduction of a system of stepper motors in along X, Y and Z coordinates into a complex, a precise positioning of sensors of a stand over the area of interest in space is ensured, due to the control of the pressure force of sensors and a set of information channels, the quality of measurement of indicators is improved, due to the joint analysis of signals of electrical impedance, electromyogram, mechanomyogram and ultrasound, the assessment of the level of muscle hypertrophy is provided by analyzing their functional state, strength, stiffness, muscle volume parameters and muscle structure resistance, the accuracy of diagnostics of hypertrophy and atrophy of skeletal muscles is increased, and the possibility of early diagnostics of hypertrophy is achieved by combining methods for the assessment of muscle volume based on data from an ultrasound sensor, an electromyogram and an electrical impedance signal.
2 cl, 10 dwg

Description

Изобретение относится к области медицины и медицинской техники, более точно к диагностике и может служить для оценки гипертрофии и атрофии скелетных мышц, измерения мышечного объема.The invention relates to the field of medicine and medical technology, more precisely to diagnostics and can be used to assess hypertrophy and atrophy of skeletal muscles, to measure muscle volume.

Известно, что заболевания опорно-двигательного аппарата, приводящие к воспалению, гипертрофии и атрофии мышц сопровождаются изменением объема вышечного волокна и всей мышцы. Измерение толщины скелетных мышц также позволяет оценить степень адаптации в ответ на физические нагрузки в спорте или при реабилитации [Han, P., Chen, Y., Ао, L. et al. Automatic thickness estimation for skeletal muscle in ultrasonography: evaluation of two enhancement methods. BioMed Eng OnLine 12,6(2013)].It is known that diseases of the musculoskeletal system, leading to inflammation, hypertrophy and atrophy of muscles, are accompanied by a change in the volume of the aerial fiber and the entire muscle. Measuring skeletal muscle thickness also allows assessment of the degree of adaptation in response to exercise in sports or rehabilitation [Han, P., Chen, Y., Ao, L. et al. Automatic thickness estimation for skeletal muscle in ultrasonography: evaluation of two enhancement methods. BioMed Eng OnLine 12.6(2013)].

Гипертрофия скелетных мышц - процесс увеличения объема и массы скелетной мышцы, увеличение суммарной площади поперечного сечения мышечных волокон, сопровождающееся увеличением мышечной силы. Уменьшение объема или массы мышцы называется атрофией.Skeletal muscle hypertrophy is a process of increasing the volume and mass of skeletal muscle, an increase in the total cross-sectional area of muscle fibers, accompanied by an increase in muscle strength. A decrease in the volume or mass of a muscle is called atrophy.

Различают кратковременную и долговременную гипертрофию. Кратковременная гипертрофия обусловлена наполнением кровью капилляров, окружающих мышечные волокна, и увеличением их количества. Долговременная гипертрофия подразделяется на миофибриллярную (связана с увеличением объема миофибрилл) и саркоплазматическую (связана с увеличением объема саркоплазмы) [Самсонова, Алла Владимировна. Гипертрофия скелетных мышц человека [Текст]: учебное пособие].Distinguish between short-term and long-term hypertrophy. Short-term hypertrophy is due to the filling of capillaries surrounding muscle fibers with blood, and an increase in their number. Long-term hypertrophy is divided into myofibrillar (associated with an increase in the volume of myofibrils) and sarcoplasmic (associated with an increase in the volume of the sarcoplasm) [Samsonova, Alla Vladimirovna. Human skeletal muscle hypertrophy [Text]: textbook].

Известен способ оценки площади поперечного сечения мышцы с помощью компьютерной томографии (RU №2108768, 2007 г.; RU №2309678, 2007 г.), заключающийся в измерении толщины и поперечника мышцы по мультипланарным реконструкциям мышечных срезов. Однако известный способ является дорогостоящим, а процедура занимает много времени, что делает их непригодными для использования в научно-исследовательских и реабилитационных целях с вовлечением большого числа пациентов.A known method for assessing the cross-sectional area of the muscle using computed tomography (RU No. 2108768, 2007; RU No. 2309678, 2007), which consists in measuring the thickness and diameter of the muscle by multiplanar reconstructions of muscle sections. However, the known method is expensive and the procedure takes a long time, which makes them unsuitable for use in research and rehabilitation purposes involving a large number of patients.

Известен «Способ измерения мышечного поперечника и толщины кожно-жирового слоя у спортсменов» (Р.Н.Волховских и др., «Методика ультразвуковой эхолокации мышечного поперечника и толщины кожно-жирового слоя у спортсменов», ж.«Теория и практика физической культуры, 1972 г., №12, с. 66-68), основанный на использовании B-mode ультразвукового исследования (УЗИ) для измерения мышечного объема.Known "Method of measuring the muscle diameter and thickness of the skin-fat layer in athletes" (R.N. Volkhovskikh et al., "Method of ultrasonic echolocation of the muscle diameter and thickness of the skin-fat layer in athletes", J. "Theory and practice of physical culture, 1972, No. 12, pp. 66-68), based on the use of B-mode ultrasound (ultrasound) to measure muscle volume.

Данный способ выбран в качестве прототипа изобретения.This method is chosen as a prototype of the invention.

В данном способе для измерения мышечного поперечника и толщины кожно-жирового слоя используется технический ультразвуковой аппарат. Датчик, производящий ультразвуковые колебания, устанавливался на поверхности кожи над областью интересов. Конечность (рука) испытуемого располагалась в специальной установке, которая позволяла фиксировать координаты положения датчика и проводить повторные измерения в одном и том же месте конечности. Для этого использовалась вертикальная стойка, на которую были нанесены деления, которые указывали местонахождение по высоте перемещающейся горизонтальной рейки (которая позволяла находить положение датчика по горизонтали) с закрепленным на ней датчиком. Также для постоянства направления УЗ луча при повторных измерениях в головку датчика был вмонтирован угломер.In this method, a technical ultrasonic apparatus is used to measure the muscle diameter and the thickness of the skin-fat layer. A transducer producing ultrasonic vibrations was placed on the surface of the skin above the region of interest. The limb (hand) of the subject was located in a special setup, which made it possible to fix the coordinates of the sensor position and carry out repeated measurements in the same place of the limb. For this, a vertical stand was used, on which divisions were applied, which indicated the location along the height of a moving horizontal rail (which made it possible to find the position of the sensor horizontally) with the sensor fixed to it. Also, for the constancy of the direction of the ultrasound beam during repeated measurements, a protractor was mounted in the sensor head.

Достоинством известного способа является его относительная простота и дешевизна. Метод позволяет получать информацию об изменениях площади поперечного сечения мышцы, но исключает возможность изучить плотностные структурные характеристики мышц, также данный способ характеризуется субъективностью визуальной оценки и отсутствием количественных критериев такого анализа (Неотложная ультразвуковая диагностика в практике военного врача. //Под ред. М. Черемисина /ВМедА/ СПб, 1996, 133 с.).The advantage of the known method is its relative simplicity and low cost. The method allows obtaining information about changes in the cross-sectional area of the muscle, but excludes the possibility of studying the density structural characteristics of the muscles, and this method is also characterized by the subjectivity of visual assessment and the absence of quantitative criteria for such an analysis (Urgent ultrasound diagnostics in the practice of a military doctor. // Edited by M. Cheremisin /VMedA/ SPb, 1996, 133 p.).

Для преодоления недостатка, связанного с невозможностью получения информации об микроскопических изменениях в составе и структуре мышц, предпочтительно добавить к УЗИ-сигналу сигнал электрического импеданса, что позволит повысить информативность диагностического метода путем оценки электрических свойств тканей области измерения [Miyatani, М., Kanehisa, Н., & Fukimaga, Т. (2000). Validity of bioelectrical impedance and ultrasonographic methods for estimating the muscle volume of the upper arm. European Journal of Applied Physiology, 82(5-6), 391-396; Rutkove, S.В., Gregas, M.C, & Darras, В. T. (2012). Electrical impedance myography in spinal muscular atrophy: A longitudinal study. Muscle & Nerve, 45(5), 642-647].To overcome the disadvantage associated with the impossibility of obtaining information about microscopic changes in the composition and structure of the muscles, it is preferable to add an electrical impedance signal to the ultrasound signal, which will increase the information content of the diagnostic method by assessing the electrical properties of the tissues of the measurement area [Miyatani, M., Kanehisa, N ., & Fukimaga, T. (2000). Validity of bioelectrical impedance and ultrasonographic methods for estimating the muscle volume of the upper arm. European Journal of Applied Physiology, 82(5-6), 391-396; Rutkove, S. B., Gregas, M. C, & Darras, B. T. (2012). Electrical impedance myography in spinal muscular atrophy: A longitudinal study. Muscle & Nerve, 45(5), 642-647].

Электроимпедансная миография - это неинвазивный метод определения нейромышечной активности, заключающийся в пропускании зондирующего тока высокой частоты между токовыми электродами и регистрации возникающей разности потенциалов на измерительных электродах. В большинстве приложений используется тетраполярная методика измерений, чтобы минимизировать поляризацию электродов, таким образом, поддерживая качество сигнала [Sanchez В., Rutkove S.B. Electrical Impedance Myography and Its Applications in Neuromuscular Disorders//Neurotherapeutics. Neurotherapeutics. 2017. T. 14, №1. C. 107-118. doi: 10.1007/sl3311-016-0491-x].Electrical impedance myography is a non-invasive method for determining neuromuscular activity, which consists in passing a high-frequency probing current between current electrodes and recording the resulting potential difference on the measuring electrodes. Most applications use a tetrapolar measurement technique to minimize electrode polarization, thus maintaining signal quality [Sanchez B., Rutkove S.B. Electrical Impedance Myography and Its Applications in Neuromuscular Disorders//Neurotherapeutics. neurotherapeutics. 2017. V. 14, No. 1. pp. 107-118. doi: 10.1007/sl3311-016-0491-x].

Другой недостаток данного способа заключается в невозможности выявления гипертрофии на ранних стадиях, так как при гипертрофии помимо изменений в архитектуре и толщине скелетных мышц, также происходят изменения в нервном аппарате (происходят адаптационные реакции не только мышечной, но и нервной систем): улучшение иннервации мышц, повышение возбудимости нервномышечного аппарата, возрастание скорости мышечного сокращения и расслабления [Moritani Т., deVries Н.А. Neural factors versus hypertrophy in the time course of muscle strength gain. // American journal of physical medicine. 1979. №3 (58). C. 115-130; HAKKINEN K., KOMI P. Electromyographic changes during strength training and detraining // Medicine & Science in Sports & Exercise. 1983. №6 (15). С 455-460].Another disadvantage of this method is the impossibility of detecting hypertrophy in the early stages, since in hypertrophy, in addition to changes in the architecture and thickness of skeletal muscles, changes also occur in the nervous apparatus (adaptive reactions occur not only in the muscular, but also in the nervous systems): improvement in muscle innervation, increased excitability of the neuromuscular apparatus, increased speed of muscle contraction and relaxation [Moritani T., deVries N.A. Neural factors versus hypertrophy in the time course of muscle strength gain. // American journal of physical medicine. 1979. No. 3 (58). C. 115-130; HAKKINEN K., KOMI P. Electromyographic changes during strength training and detraining // Medicine & Science in Sports & Exercise. 1983. No. 6 (15). C 455-460].

Для преодоления данного ограничения предпочтительно увеличить число информативных каналов, добавив к УЗИ-сигналу и сигналу электрического импеданса сигнал поверхностной электромиограммы, который может быть использован для регистрации электрической активности мышц и оценки изменения их нервной активации, что позволит обеспечить диагностику гипертрофии на ранних стадиях. [Moritani Т, deVries НА. Neural factors versus hypertrophy in the time course of muscle strength gam. Am J Phys Med 58: 115-130, 1979][Sale DG. Neural adaptation to resistance training. Med Sci Sports Exerc 20: S135-S145, 1988].To overcome this limitation, it is preferable to increase the number of informative channels by adding a surface electromyogram signal to the ultrasound signal and the electrical impedance signal, which can be used to record the electrical activity of the muscles and evaluate changes in their nervous activation, which will make it possible to diagnose hypertrophy at early stages. [Moritani T, deVries NA. Neural factors versus hypertrophy in the time course of muscle strength gam. Am J Phys Med 58: 115-130, 1979] [Sale DG. Neural adaptation to resistance training. Med Sci Sports Exerc 20: S135-S145, 1988].

Для измерений сигнала электрического импеданса и сигнала поверхностной электромиографии возможно использование одной электродной системы с дальнейшим разделением каналов.For measurements of the electrical impedance signal and the surface electromyography signal, it is possible to use one electrode system with further channel separation.

Следующим недостатком данного способа является высокая вероятность искажения результатов за счет неконтролируемого излишнего прижатия ультразвукового датчика к поверхности исследуемой структуры, способного повлиять на внутреннюю анатомию и геометрию сечения мышцы. [Mauris N, Beenakher Е., van Schraik G. et al. Muscle ultrasound in children: normal values and application to neuromuscular disorders // Ultrasound Med Biol, 2004; 30 (8): 107-1027; Делягин BM. Ультразвуковое исследование мышц в норме и при нейромышечной патологии // SonoAce-Ultrasound. 2015. №27].The next disadvantage of this method is the high probability of distorting the results due to uncontrolled excessive pressing of the ultrasonic sensor to the surface of the structure under study, which can affect the internal anatomy and geometry of the muscle section. [Mauris N, Beenakher E., van Schraik G. et al. Muscle ultrasound in children: normal values and application to neuromuscular disorders // Ultrasound Med Biol, 2004; 30 (8): 107-1027; Delyagin BM. Muscle ultrasound in normal and neuromuscular pathology // SonoAce-Ultrasound. 2015. No. 27].

Для преодоления данного ограничения необходимо использовать датчики силы для регистрации прижатия ультразвукового датчика к области измерения с целью контроля силы прижатия и влияния прижатия на изменение внутренней анатомии, что также позволит повысить информативность диагностического метода путем оценки реологических свойств тканей.To overcome this limitation, it is necessary to use force sensors to register the pressing of the ultrasonic transducer to the measurement area in order to control the pressing force and the effect of pressing on changes in the internal anatomy, which will also increase the information content of the diagnostic method by assessing the rheological properties of tissues.

Для регистрации механических сигналов предпочтительно использовать датчики силы, которые располагаются в проекции брюшка мышцы, так как в результате сокращения происходит изменение (утолщение и утончение) тела мышцы в поперечном направлении, одновременно с продольным смещением брюшка мышцы, что в свою очередь будет оказывать влияние на датчики силы, по принципу, согласно которому сопротивление пьезорезисторов будет изменяться под действием приложенной силы - величина сопротивления изменяется пропорционально величине применяемой силы, в свою очередь, изменение сопротивления цепи приводит к соответствующему выходному уровню напряжения.To register mechanical signals, it is preferable to use force sensors that are located in the projection of the muscle belly, since as a result of contraction, a change (thickening and thinning) of the muscle body in the transverse direction occurs, simultaneously with a longitudinal displacement of the muscle belly, which in turn will affect the sensors force, according to the principle that the resistance of piezoresistors will change under the influence of an applied force - the amount of resistance changes in proportion to the amount of force applied, in turn, a change in the resistance of the circuit leads to a corresponding output voltage level.

Для минимизации осуществляемого датчиком давления на кожу предпочтительно использовать достаточное количество высокоплотного геля, расположить датчик непосредственно над исследуемой областью, а затем перемещать датчик ближе к поверхности кожи до появления полного контакта датчика с переходным слоем геля и получения четкого оптического изображения.To minimize transducer pressure on the skin, it is preferable to use a sufficient amount of high-density gel, position the transducer directly over the region of interest, and then move the transducer closer to the skin surface until the transducer is in full contact with the gel transition layer and a clear optical image is obtained.

Предпочтительно точное позиционирование датчика для обеспечения параллельного или поперечного его перемещения при проведении исследования.Precise positioning of the transducer is preferred to ensure parallel or transverse movement of the transducer during the examination.

Предпочтительно, чтобы угол инсонации (угол между продольной частью мышцы и направлением доплеровского луча) составлял 90° для обеспечения оптимального измерения эхогенности [Mayans, David et al. "Neuromuscular ultrasonography: quantifying muscle and nerve measurements." Physical medicine and rehabilitation clinics of North America vol. 23,1 (2012): 133-48, xii. doi:10.i0i6/j.pmr.2011.11.009].Preferably, the insonation angle (the angle between the longitudinal part of the muscle and the direction of the Doppler beam) is 90° to ensure optimal measurement of echogenicity [Mayans, David et al. "Neuromuscular ultrasonography: quantifying muscle and nerve measurements." Physical medicine and rehabilitation clinics of North America vol. 23.1 (2012): 133-48, xii. doi:10.i0i6/j.pmr.2011.11.009].

Патентный и литературный поиск показали, что были предложены методы измерения гипертрофии, основанные на использовании одного или двух различных сигналов. Для преодоления существующих недостатков и ограничений, присущих различным способам оценки гипертрофии и мышечного объема следует увеличивать количество каналов и совмещать информацию от различных сигналов.Patent and literature searches have shown that methods have been proposed for measuring hypertrophy based on the use of one or two different signals. To overcome the existing shortcomings and limitations inherent in various methods for assessing hypertrophy and muscle volume, it is necessary to increase the number of channels and combine information from different signals.

Технической задачей настоящего изобретения является получение точной информации о структуре и объеме скелетных мышц благодаря контролю силы прижатия датчиков, а также за счет увеличения числа информационных каналов.The technical objective of the present invention is to obtain accurate information about the structure and volume of skeletal muscles by controlling the pressing force of the sensors, as well as by increasing the number of information channels.

Ожидаемым техническим результатом применения данного изобретения является повышение точности диагностики гипертрофии и атрофии скелетных мышц и обеспечение возможности ранней диагностики гипертрофии за счет комплексирования методов оценки мышечного объема, основанных на данных с УЗИ-датчика, электромиограммы (ЭМГ) и сигнале электроимпеданса (ЭИ).The expected technical result of the application of this invention is to increase the accuracy of diagnosing hypertrophy and atrophy of skeletal muscles and to enable early diagnosis of hypertrophy by combining methods for assessing muscle volume based on data from an ultrasound sensor, electromyogram (EMG) and electrical impedance signal (EI).

В этом случае стало возможным точно позиционировать УЗИ-датчик и электродную систему относительно исследуемой области, обеспечивая контроль силы прижатия для получения качественного контакта и сигналов, минимизируя давление на кожу и влияние на изменение внутренней анатомии, поперечное сечение мышцы и мышечных волокон. Стала возможна ранняя диагностика гипертрофии/атрофии скелетных мышц за счет получения информации не только о поперечном сечении мышцы, но также о ее структуре и составе, и оценки нервной активации мышц.In this case, it became possible to accurately position the ultrasound transducer and electrode system relative to the area under study, providing control of the pressing force to obtain high-quality contact and signals, minimizing pressure on the skin and the impact on changes in the internal anatomy, cross section of the muscle and muscle fibers. Early diagnosis of skeletal muscle hypertrophy/atrophy has become possible by obtaining information not only about the cross section of the muscle, but also about its structure and composition, and by assessing the nervous activation of the muscles.

Для достижения данного технического результата способ измерения гипертрофии скелетных мышц, заключается в том, что систему датчиков точно позиционируют на поверхности кожи над областью исследования в покое или при выполнении мышечных сокращений с нагрузкой с помощью стенда, включающего систему шаговых двигателей по координате X, Y и Z, которыми управляют сигналами с блока управления шаговыми двигателями с помощью команд оператора, введенных через персональный компьютер, регистрируют сигналы с измерительных электродов, ультразвукового (УЗ) датчика и датчиков силы, в результате совместного анализа сигналов электрического импеданса, электромиограммы, механомиограммы и УЗИ формируют оценку уровня гипертрофированное™ мышц путем анализа их функционального состояния, силы, жесткости, параметров мышечного объема и сопротивления мышечных структур, также регистрируют сигналы электрического импеданса с измерительных электродов, УЗ и механомиографические сигналы от датчиков силы для контроля силы прижатия измерительных датчиков к области интереса.To achieve this technical result, a method for measuring skeletal muscle hypertrophy lies in the fact that the sensor system is accurately positioned on the skin surface above the study area at rest or when performing muscle contractions with a load using a stand that includes a system of stepper motors along the X, Y and Z coordinates , which are controlled by signals from the stepper motor control unit using operator commands entered through a personal computer, register signals from measuring electrodes, an ultrasonic (US) sensor and force sensors, as a result of a joint analysis of the signals of electrical impedance, electromyogram, mechanomiogram and ultrasound form an estimate of the level muscle hypertrophy by analyzing their functional state, strength, stiffness, parameters of muscle volume and resistance of muscle structures, also register electrical impedance signals from measuring electrodes, ultrasound and mechanomyographic signals from force sensors to control force pressing the measuring sensors to the area of interest.

Поставленная задача также достигается тем, что комплекс измерения гипертрофии скелетных мышц, состоит из стенда, аппарата УЗИ и персонального компьютера (ПК), карты видеозахвата, стенд состоит из блока регистрации биосигналов, блока регистрации механических сигналов, блока управления шаговыми двигателями, оптического энкодера перемещения по оси Z, в котором имеются датчики силы для контроля силы прижатия измерительных датчиков к области интереса по оси Z и системы датчиков, включающую в себя электродную систему для регистрации электромиограммы и элетроимпеданса и линейный УЗ датчик, выходы блока регистрации биосигналов и блока регистрации механических сигналов соединены с ПК, выходы оптического энкодера перемещения по оси Z, датчиков силы по оси Z соединены со входом блока регистрации механических сигналов, выход электродной системы соединен со входом блока регистрации биосигналов, выход линейного УЗ датчика подключен к УЗИ-аппарату, выход которого соединен со входом карты видеозахвата, выход которой в свою очередь соединен с ПК, кроме того блок управления шаговыми двигателями представляет собой систему шаговых двигателей по координатам X, Y и Z.The task is also achieved by the fact that the complex for measuring skeletal muscle hypertrophy consists of a stand, an ultrasound machine and a personal computer (PC), a video capture card, the stand consists of a biosignal registration unit, a mechanical signal registration unit, a stepper motor control unit, an optical encoder for moving along Z axis, which has force sensors to control the pressing force of the measuring sensors to the area of interest along the Z axis and a sensor system that includes an electrode system for recording electromyogram and electrical impedance and a linear ultrasound sensor, the outputs of the biosignal recording unit and the mechanical signal recording unit are connected to PC, the outputs of the optical encoder for movement along the Z axis, the outputs of the force sensors along the Z axis are connected to the input of the mechanical signal recording unit, the output of the electrode system is connected to the input of the biosignal recording unit, the output of the linear ultrasound sensor is connected to the ultrasound machine, the output of which is connected to the input of the video capture card , the output of which, in turn, is connected to a PC, in addition, the stepper motor control unit is a system of stepper motors along the X, Y and Z coordinates.

Таким образом, реализуемом комплексе ультразвуковой датчик используется для оценки локальной толщины мышцы, выявления макроскопических архитектурных изменений, измерения угла перистости мышечных волокон, параметров, служащих для измерения гипертрофии и оценки функционального состояния мышц.Thus, in the implemented complex, an ultrasonic sensor is used to assess the local thickness of the muscle, detect macroscopic architectural changes, measure the pennation angle of muscle fibers, parameters used to measure hypertrophy and assess the functional state of the muscles.

Для преодоления ограничений ультразвукового метода, связанных с локализованностью и одномерностью измерения, в реализуемом способе регистрируется сигнал ЭИ, который используется для оценки мышечной толщины и объема, а также для анализа микроскопических изменений в составе и структуре мышцы, что позволит определять тип и природу гипертрофии. Другим регистрируемым биологическим сигналом является сигнал поверхностной электромиограммы, который может быть использован для регистрации электрической активности мышц и оценки изменения их нервной активации, тем самым обеспечивая возможность диагностики гипертрофии на ранних стадиях.To overcome the limitations of the ultrasound method associated with the localization and one-dimensionality of the measurement, the implemented method registers the EI signal, which is used to assess muscle thickness and volume, as well as to analyze microscopic changes in the composition and structure of the muscle, which will determine the type and nature of hypertrophy. Another recorded biological signal is the surface electromyogram signal, which can be used to record the electrical activity of muscles and assess changes in their nervous activation, thereby providing an opportunity to diagnose hypertrophy in the early stages.

В реализуемом способе для преодоления недостатка, связанного с зависимостью результатов ультразвуковых измерений от силы прижатия датчика к области исследования, используется регистрируемый датчиком силы механомиографический сигнал, позволяющий контролировать степень прижатия системы и исключить влияние на внутреннюю анатомию. Использование ММГ сигнала вместе с предлагаемым стендом, позволяющим шаговое перемещение датчиков, может служить для оценки силовых характеристик мышц, измерения жесткости мышцы в покое и в напряжении, определяемой как отношение силы прижатия к углублению датчика в биоткань.In the implemented method, to overcome the disadvantage associated with the dependence of the results of ultrasound measurements on the force of pressing the sensor to the study area, a mechanomyographic signal recorded by the force sensor is used, which makes it possible to control the degree of pressing the system and exclude the influence on the internal anatomy. The use of the MMG signal together with the proposed stand, which allows the step-by-step movement of the sensors, can serve to assess the strength characteristics of the muscles, measure the stiffness of the muscle at rest and in tension, defined as the ratio of the pressing force to the deepening of the sensor into the biological tissue.

Сущность изобретения иллюстрируется следующими графическими материалами:The essence of the invention is illustrated by the following graphics:

На фиг. 1 приведена обобщенная схема комплекса.In FIG. 1 shows a generalized scheme of the complex.

На фиг. 2 показана структурная схема комплекса измерения гипертрофии скелетных мышц.In FIG. 2 shows a block diagram of a complex for measuring skeletal muscle hypertrophy.

На фиг. 3 показана структурная схема блока регистрации биосигналов и блока регистрации механических сигналов.In FIG. Figure 3 shows a block diagram of a biosignal registration unit and a mechanical signal registration unit.

Фиг. 4. Стенд комплекса измерения гипертрофии скелетных мышц.Fig. 4. Stand complex for measuring skeletal muscle hypertrophy.

Фиг.5. Зависимость биосигналов при схвате/раскрытии кисти при итерационном увеличении силы прижатия электродной системы.Fig.5. Dependence of biosignals during grasping/opening of the hand with an iterative increase in the pressing force of the electrode system.

Фиг. 6. Зависимость ЭИ от силы прижатия электродной системы.Fig. 6. Dependence of EI on the pressing force of the electrode system.

Фиг. 7. Зависимость силы прижатия системы датчиков от перемещения системы датчиков.Fig. 7. Dependence of the pressing force of the sensor system on the displacement of the sensor system.

Фиг. 8. Зависимость ЭМГ сигнала от силы схвата кисти.Fig. Fig. 8. Dependence of the EMG signal on the grip strength of the hand.

Фиг. 9. Ультразвуковое изображение измерения толщины мышцы.Fig. 9. Ultrasound image of muscle thickness measurement.

Фиг. 10. Пример ультразвукового изображения для измерения угла перистости. А и В - углы перистости мышечных волокон, АРО - апоневроз (Kawakami, Y. Muscle-fiber pennation angles are greater in hypertrophied than in normal muscles/ Y. Kawakami, T. Abe, T. Fukunaga // J. Appl. Physiol. 1993.-V. 74. - N 6. - P 2740-2744).Fig. 10. An example of an ultrasound image for measuring the pennation angle. A and B - pennation angles of muscle fibers, ARC - aponeurosis (Kawakami, Y. Muscle-fiber pennation angles are greater in hypertrophied than in normal muscles / Y. Kawakami, T. Abe, T. Fukunaga // J. Appl. Physiol. 1993.-V.74.-N 6.-P 2740-2744).

Представленный комплекс измерения гипертрофии скелетных мышц состоит из трех принципиальных блоков (фиг. 1): Стенд 3, УЗИ-аппарат 5 и Персональный компьютер (ПК) 4.The presented complex for measuring skeletal muscle hypertrophy consists of three fundamental blocks (Fig. 1): Stand 3, ultrasound machine 5 and Personal computer (PC) 4.

Рассматриваемый комплекс измерения гипертрофии скелетных мышц (фиг. 2) содержит стенд, который включает в себя систему датчиков (19), включающую в себя электродную систему (17), подключенную к блоку регистрации биосигналов (6), и линейный УЗ датчик (18), выход которого подключен к УЗИ-аппарату (5), последовательно соединенного с картой видеозахвата (13), подключенной к персональному компьютеру (4). В состав рассматриваемого комплекса входят шаговые двигатели по координате X (10), Y (11) и Z (12) соответственно, вход каждого шагового двигателя по координате X (10), Y (11) и Z (12) является выходом блока управления шаговыми двигателями (9), к которому подключен персональный компьютер (4). Энкодер перемещения (14) и датчики силы по оси Z (15) являются входами блока регистрации механических сигналов (7). Выходы блока регистрации механических сигналов (7) и блока регистрации биосигналов (6) подключены к персональному компьютеру (4).The considered complex for measuring skeletal muscle hypertrophy (Fig. 2) contains a stand that includes a sensor system (19), including an electrode system (17) connected to a biosignal recording unit (6), and a linear ultrasound sensor (18), the output of which is connected to an ultrasound machine (5) connected in series with a video capture card (13) connected to a personal computer (4). The complex under consideration includes stepper motors along the X (10), Y (11) and Z (12) coordinates, respectively, the input of each stepper motor along the X (10), Y (11) and Z (12) coordinates is the output of the stepper control unit motors (9), to which a personal computer (4) is connected. The displacement encoder (14) and force sensors along the Z axis (15) are the inputs of the mechanical signal recording unit (7). The outputs of the mechanical signal recording unit (7) and the biosignal recording unit (6) are connected to a personal computer (4).

Блок регистрации биосигналов (фиг. 3) включает в себя источник тока (20), подключенный к двум токовым электродам (ТЭ1, ТЭ2). Дифференциальный сигнал с двух измерительных электродов (ИЭ1, ИЭ2) подается на входной усилитель (25). Выход входного усилителя (25) подключен к входу блока обработки сигнала ЭМГ, представленный полосно-пропускающим фильтром ЭМГ-канала (26) и масштабирующим усилителем ЭМГ-канала (28) и входу блока обработки ЭИ, представленный поло сно-пропускающим фильтром канала ЭИ (27), синхронным детекторов (29) и масштабирующим усилителем канала ЭИ (30). Сигналы с блоков обработки оцифровываются и передаются на ПК (4).The biosignal recording unit (Fig. 3) includes a current source (20) connected to two current electrodes (TE1, TE2). The differential signal from two measuring electrodes (IE1, IE2) is fed to the input amplifier (25). The output of the input amplifier (25) is connected to the input of the EMG signal processing unit, represented by the band pass filter of the EMG channel (26) and the scaling amplifier of the EMG channel (28) and to the input of the EI processing unit, represented by the band pass filter of the EI channel (27 ), synchronous detectors (29) and EI channel scaling amplifier (30). The signals from the processing units are digitized and transferred to a PC (4).

Механические сигналы стенда для контроля силы прижатия УЗИ-датчика и электродной системы к коже, а также их перемещения вдоль оси Z, записываются в блоке регистрации механических сигналов (фиг. 3), представленный двумя датчиками силы (23), расположенных на краях крепления УЗИ-датчика и электродной системы, оптическим цифровым энкодером перемещений (24), соединенный с осью шагового двигателя по координате Z (12), которые питаются источником опорного напряжения (21). Сигналы с датчиков силы и энкодера перемещений подаются на блок аналоговой обработки механических сигналов (31), выходные сигналы с которого оцифровываются и передаются на ПК (4).The mechanical signals of the stand to control the pressing force of the ultrasound probe and the electrode system to the skin, as well as their movements along the Z axis, are recorded in the mechanical signal recording unit (Fig. 3), represented by two force sensors (23) located at the edges of the ultrasound mount. sensor and electrode system, optical digital displacement encoder (24), connected to the axis of the stepper motor along the Z coordinate (12), which are powered by a reference voltage source (21). Signals from force sensors and displacement encoder are fed to the block of analog processing of mechanical signals (31), the output signals from which are digitized and transmitted to the PC (4).

Описанный выше комплекс измерения гипертрофии скелетных мышц работает следующим образом.The complex for measuring skeletal muscle hypertrophy described above works as follows.

Конечность пациента, подлежащая обследованию, фиксируется в стенде. Для позиционирования системы датчиков (19) оператор вводит команду через персональный компьютер (4), соединенный с блоком управления шаговыми двигателями (9), в котором формируется управляющий сигнал по линейному перемещению системы датчиков, которое реализуется шаговыми двигателями по координате X (10), Y (11) и Z (12), что позволяет точно позиционировать систему датчиков (19), а также перемещать систему датчиков (19) в течении всей серии измерений.The limb of the patient to be examined is fixed in the stand. To position the sensor system (19), the operator enters a command through a personal computer (4) connected to the stepper motor control unit (9), in which a control signal is generated for the linear movement of the sensor system, which is implemented by stepper motors along the X (10), Y coordinate (11) and Z (12), which allows you to accurately position the sensor system (19), as well as move the sensor system (19) during the entire series of measurements.

Для реализации обратной связи по линейному перемещению и силе прижатия системы датчиков стенд содержит энкодер перемещения (14) и датчики силы по оси Z (15), выходы которых подаются на вход блока регистрации механических сигналов (7).To implement feedback on linear displacement and pressing force of the sensor system, the stand contains a displacement encoder (14) and force sensors along the Z axis (15), the outputs of which are fed to the input of the mechanical signal recording unit (7).

Система датчиков (19) включает в себя электродную систему (17) из двух токовых электродов и двух измерительных электродов и линейный УЗ датчик (18). Дифференциальный сигнал с токовых и измерительных электродов подается на вход блока регистрации биосигналов (6), выход линейного УЗ датчика подключен к УЗИ-аппарату (5), сигнал с которого распознается картой видеозахвата (13) и подается на вход персонального компьютера (4). Выходы блока регистрации биосигналов (б) и блока регистрации механических сигналов (7) соединены с персональным компьютером (4).The sensor system (19) includes an electrode system (17) of two current electrodes and two measuring electrodes and a linear ultrasonic sensor (18). The differential signal from the current and measuring electrodes is fed to the input of the biosignal recording unit (6), the output of the linear ultrasound sensor is connected to the ultrasound machine (5), the signal from which is recognized by the video capture card (13) and fed to the input of the personal computer (4). The outputs of the biosignal recording unit (b) and the mechanical signal recording unit (7) are connected to a personal computer (4).

Пример реализации.Implementation example.

Для реализации рассматриваемого способа для предложенного комплекса измерения гипертрофии скелетных мышц был разработан стенд (фиг.4), позволяющий крепление, позиционирование и перемещение системой шаговых двигателей по координате X (10), Y (11) и Z (12) системы датчиков (19), которая может включать в себя, но не ограничивается, датчик УЗИ (18) и электродную систему (17) для регистрации электрофизиологических сигналов, ЭМГ и ЭИ.To implement the method under consideration for the proposed complex for measuring skeletal muscle hypertrophy, a stand was developed (Fig. 4), which allows mounting, positioning and movement of the stepper motor system along the X (10), Y (11) and Z (12) coordinates of the sensor system (19) , which may include, but is not limited to, an ultrasound sensor (18) and an electrode system (17) for recording electrophysiological signals, EMG and EI.

Электродная система (17) и ультразвуковой датчик (18) закрепляются в крепеже системы датчиков стенда, оператор с помощью блока управления шаговыми двигателями (9) располагает систему датчиков (19) таким образом, чтобы она располагалась над конечностью добровольца, в области проекций интересующих мышц. С измерительных электродов, УЗИ-датчика (18) и датчиков силы (15) регистрируются сигналы, которые после обработки и анализа несут информацию о степени гипертрофированности, жесткости мышц и их функциональном состоянии. С датчиков силы (15) регистрируется сигнал, характеризующий силу прижатия системы датчиков (19) к области интереса.The electrode system (17) and the ultrasonic sensor (18) are fixed in the fixture of the sensor system of the stand, the operator, using the stepper motor control unit (9), positions the sensor system (19) so that it is located above the limb of the volunteer, in the projection area of the muscles of interest. From the measuring electrodes, ultrasound probe (18) and force sensors (15), signals are recorded, which, after processing and analysis, carry information about the degree of hypertrophy, muscle stiffness and their functional state. From the force sensors (15) a signal is recorded that characterizes the force of pressing the sensor system (19) to the area of interest.

Пример биосигналов в рамках одного исследования при расположении системы датчиков (19) в проекции мышц, участвующих в схвате, при выполнении добровольцем схвата/раскрытия кисти с различной силой схвата, зарегистрированный при итерационном увеличении силы прижатия электродной системы, представлен на фиг. 5. Для анализа сигналов (фиг. 5), несущих информацию о функциональном состоянии мышц, их силе, жесткости, а также параметров мышечного объема и сопротивления мышечных структур, требуемых для оценки степени мышечной гипертрофии, данные фиг. 5 представлены в виде отдельных зависимостей фиг. 6 - фиг. 8.An example of biosignals in the framework of one study with the location of the sensor system (19) in the projection of the muscles involved in the grip, when the volunteer performs the grip/opening of the hand with different grip strength, recorded with an iterative increase in the pressing force of the electrode system, is shown in Fig. 5. To analyze the signals (Fig. 5) that carry information about the functional state of the muscles, their strength, stiffness, as well as the parameters of muscle volume and resistance of muscle structures required to assess the degree of muscle hypertrophy, the data of Figs. 5 are presented as separate dependencies of FIG. 6 - fig. eight.

Зависимость ЭИ от силы прижатия системы датчиков в рамках данного исследования представлена на фиг.6., характеризует влияние прижатия электродной системы на сигнал ЭИ и изменение электрических параметров среды вследствие изменения внутренней анатомии и реакции тканей на давление.The dependence of EI on the pressing force of the sensor system in the framework of this study is shown in Fig.6. It characterizes the effect of pressing the electrode system on the EI signal and changes in the electrical parameters of the medium due to changes in the internal anatomy and tissue response to pressure.

Зависимость силы прижатия от перемещения системы датчиков представлена на фиг. 7, позволяет измерить жесткость мышц, которая выражается в силе реакции тканей, определяемой как отношение силы прижатия к перемещению системы датчиков (углублению датчика в биоткань). Измеренный таким образом параметр жесткости мышцы является одним из показателей функционального состояния мышц.The dependence of the pressing force on the displacement of the sensor system is shown in Fig. 7 makes it possible to measure muscle stiffness, which is expressed in the tissue reaction force, defined as the ratio of the pressing force to the movement of the sensor system (deepening of the sensor into the biological tissue). The muscle stiffness parameter measured in this way is one of the indicators of the functional state of the muscles.

Пример сигнала ЭМГ в рамках одного исследования при выполнении добровольцем схвата/раскрытия кисти, в зависимости от силы схвата представлен на фиг. 8. Анализ ЭМГ сигнала (фиг. 8) позволяет оценить силу мышечного сокращения и уровень нервной активации - параметров косвенно характеризующих степень гипертрофии (атрофии).An example of an EMG signal within one study when a volunteer performs a grip/opening of the hand, depending on the strength of the grip, is shown in Fig. 8. Analysis of the EMG signal (Fig. 8) makes it possible to assess the strength of muscle contraction and the level of nervous activation - parameters that indirectly characterize the degree of hypertrophy (atrophy).

Значение сигнала ЭИ несет информацию о мышечном объеме и удельном сопротивлении мышечных структур, изменение сигнала ЭИ при выполнении действия несет информацию о силе совершенного движения. ЭМГ сигнал позволяет оценить степень мышечного сокращения и уровень нервно-мышечной активации.The value of the EI signal carries information about the muscle volume and specific resistance of muscle structures, the change in the EI signal during the performance of an action carries information about the strength of the perfect movement. The EMG signal allows you to assess the degree of muscle contraction and the level of neuromuscular activation.

Анализ ультразвуковых изображений (фиг. 9 и фиг. 10) позволяет определить локальную толщину мышцы, выявить макроскопических архитектурные изменения, измерить угол перистости мышечных волокон. С помощью полученных параметров возможно оценить степень гипертрофии (атрофии) мышц.Analysis of ultrasound images (Fig. 9 and Fig. 10) allows determining the local thickness of the muscle, revealing macroscopic architectural changes, and measuring the pennation angle of the muscle fibers. Using the obtained parameters, it is possible to assess the degree of muscle hypertrophy (atrophy).

Добавление сигнала ЭИ к УЗИ-сигналу позволит повысить информативность диагностического метода, определить объем и толщину мышцы, изучить структуру исследуемой области, определить природу гипертрофии и различить кратковременную, мио фибриллярную и саркоплазматическую гипертрофии.Adding an EI signal to an ultrasound signal will increase the information content of the diagnostic method, determine the volume and thickness of the muscle, study the structure of the area under study, determine the nature of hypertrophy, and distinguish between short-term, myofibrillar and sarcoplasmic hypertrophy.

Датчик силы, использующийся для регистрации ММГ сигнала, совместно с системой шаговых двигателей позволяет получить зависимость силы прижатия от перемещения (фиг. 7), которая несет информацию о жесткости мышцы.The force sensor used to register the MMG signal, together with a system of stepper motors, makes it possible to obtain the dependence of the pressing force on the displacement (Fig. 7), which carries information about the stiffness of the muscle.

В результате совместного анализа биологических сигналов, механических сигналов и УЗИ формируется оценка уровня гипертрофированности мышц и их функционального состояния.As a result of a joint analysis of biological signals, mechanical signals and ultrasound, an assessment of the level of muscle hypertrophy and their functional state is formed.

Claims (2)

1. Способ измерения гипертрофии скелетных мышц, заключающийся в том, что систему датчиков точно позиционируют на поверхности кожи над областью исследования в покое или при выполнении мышечных сокращений с нагрузкой с помощью стенда, включающего систему шаговых двигателей по координате X, Y и Z, которыми управляют сигналами с блока управления шаговыми двигателями с помощью команд оператора, введенных через персональный компьютер, регистрируют сигналы с измерительных электродов, ультразвукового (УЗ) датчика и датчиков силы, в результате совместного анализа сигналов электрического импеданса, электромиограммы, механомиограммы и УЗИ формируют оценку уровня гипертрофированности мышц путем анализа их функционального состояния, силы, жесткости, параметров мышечного объема и сопротивления мышечных структур, отличающийся тем, что регистрируют сигналы электрического импеданса с измерительных электродов, УЗ и механомиографические сигналы от датчиков силы для контроля силы прижатия измерительных датчиков к области интереса.1. A method for measuring skeletal muscle hypertrophy, which consists in the fact that the sensor system is accurately positioned on the skin surface above the study area at rest or when performing muscle contractions with a load using a stand that includes a system of stepper motors along the X, Y and Z coordinates, which are controlled signals from the stepper motor control unit using operator commands entered through a personal computer, signals from measuring electrodes, an ultrasonic (US) sensor and force sensors are recorded; analysis of their functional state, strength, stiffness, parameters of muscle volume and resistance of muscle structures, characterized in that they register electrical impedance signals from measuring electrodes, ultrasound and mechanomyographic signals from force sensors to control the pressing force of measuring yes points to the area of interest. 2. Комплекс измерения гипертрофии скелетных мышц, состоящий из стенда, аппарата УЗИ и персонального компьютера (ПК), карты видеозахвата, стенд состоит из блока регистрации биосигналов, блока регистрации механических сигналов, блока управления шаговыми двигателями, оптического энкодера перемещения по оси Z, отличающийся тем, что имеются датчики силы для контроля силы прижатия измерительных датчиков к области интереса по оси Z и системы датчиков, включающей в себя электродную систему для регистрации электромиограммы и элетроимпеданса и линейный УЗ датчик, выходы блока регистрации биосигналов и блока регистрации механических сигналов соединены с ПК, выходы оптического энкодера перемещения по оси Z, датчиков силы по оси Z соединены со входом блока регистрации механических сигналов, выход электродной системы соединен со входом блока регистрации биосигналов, выход линейного УЗ датчика подключен к УЗИ-аппарату, выход которого соединен со входом карты видеозахвата, выход которой в свою очередь соединен с ПК, кроме того, блок управления шаговыми двигателями представляет собой систему шаговых двигателей по координатам X, Y и Z.2. A complex for measuring skeletal muscle hypertrophy, consisting of a stand, an ultrasound machine and a personal computer (PC), a video capture card, the stand consists of a biosignal recording unit, a mechanical signal recording unit, a stepper motor control unit, an optical encoder for movement along the Z axis, characterized in that that there are force sensors to control the pressing force of the measuring sensors to the area of interest along the Z axis and a sensor system that includes an electrode system for recording electromyogram and electrical impedance and a linear ultrasound sensor, the outputs of the biosignal recording unit and the mechanical signal recording unit are connected to a PC, the outputs optical encoder for movement along the Z axis, force sensors along the Z axis are connected to the input of the mechanical signal recording unit, the output of the electrode system is connected to the input of the biosignal recording unit, the output of the linear ultrasound sensor is connected to the ultrasound machine, the output of which is connected to the input of the video capture card, the output of which in its turn connected to a PC, in addition, the stepper motor control unit is a system of stepper motors in X, Y and Z coordinates.
RU2020122371A 2020-07-07 Method for measurement of skeletal muscle hypertrophy and complex for its implementation RU2773610C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020122371A RU2773610C2 (en) 2020-07-07 Method for measurement of skeletal muscle hypertrophy and complex for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020122371A RU2773610C2 (en) 2020-07-07 Method for measurement of skeletal muscle hypertrophy and complex for its implementation

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2020122371A RU2020122371A (en) 2022-01-10
RU2020122371A3 RU2020122371A3 (en) 2022-01-10
RU2773610C2 true RU2773610C2 (en) 2022-06-06

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011022068A1 (en) * 2009-08-21 2011-02-24 Rutkove Seward B A hand-held device for electrical impedance myography
RU2465815C1 (en) * 2011-08-11 2012-11-10 Александр Викторович Цимбалистов Diagnostic technique for masseter dysfunction
WO2017123765A1 (en) * 2016-01-12 2017-07-20 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Wearable apparatuses, methods, and systems for diagnosis, analysis, therapy and other uses
US9861293B2 (en) * 2011-04-28 2018-01-09 Myolex Inc. Sensors, including disposable sensors, for measuring tissue
WO2019074950A1 (en) * 2017-10-10 2019-04-18 Massachusetts Institute Of Technology Method for neuromechanical and neuroelectromagnetic mitigation of limb pathology
WO2019157486A1 (en) * 2018-02-12 2019-08-15 Massachusetts Institute Of Technology Quantitative design and manufacturing framework for a biomechanical interface contacting a biological body segment

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011022068A1 (en) * 2009-08-21 2011-02-24 Rutkove Seward B A hand-held device for electrical impedance myography
US9861293B2 (en) * 2011-04-28 2018-01-09 Myolex Inc. Sensors, including disposable sensors, for measuring tissue
RU2465815C1 (en) * 2011-08-11 2012-11-10 Александр Викторович Цимбалистов Diagnostic technique for masseter dysfunction
WO2017123765A1 (en) * 2016-01-12 2017-07-20 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Wearable apparatuses, methods, and systems for diagnosis, analysis, therapy and other uses
WO2019074950A1 (en) * 2017-10-10 2019-04-18 Massachusetts Institute Of Technology Method for neuromechanical and neuroelectromagnetic mitigation of limb pathology
WO2019157486A1 (en) * 2018-02-12 2019-08-15 Massachusetts Institute Of Technology Quantitative design and manufacturing framework for a biomechanical interface contacting a biological body segment

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Bemben Use of diagnostic ultrasound for assessing muscle size
Brandenburg et al. Ultrasound elastography: the new frontier in direct measurement of muscle stiffness
Hides et al. Ultrasound imaging in rehabilitation
Van Alfen et al. Neuromuscular ultrasound: a new tool in your toolbox
US20120296195A1 (en) Apparatus and method for detection and monitoring of electronical activity and motion in the presence of a magnetic field
Isaka et al. The usefulness of an alternative diagnostic method for sarcopenia using thickness and echo intensity of lower leg muscles in older males
US20230346286A1 (en) Needle impedance electromyography and electrical impedance imaging for enhanced muscle diagnostics
Bastijns et al. Usability and pitfalls of shear-wave elastography for evaluation of muscle quality and its potential in assessing sarcopenia: a review
Yoshii et al. Speckle tracking ultrasound for assessment of the relative motion of flexor tendon and subsynovial connective tissue in the human carpal tunnel
EP2572639A1 (en) Muscle tone measuring apparatus
CN113171121B (en) Multi-physical-field-coupling-based skeletal muscle system disease diagnosis device and method
EP4289364A1 (en) Method and apparatus for evaluating contact state of ultrasound probe on basis of soft tissue morphology
CN107320073A (en) Tissue irritation stage division and its device
RU2773610C2 (en) Method for measurement of skeletal muscle hypertrophy and complex for its implementation
RU2633631C1 (en) Method for diagnostics of rheumatoid arthritis of knee joint
Luo et al. In vivo muscle conduction study of the tongue using a multi-electrode tongue depressor
Xu et al. Visualization of human skeletal muscle mechanical anisotropy by using dual-direction shear wave imaging
RU2508071C2 (en) Method of estimating functional state of dentoalveolar apparatus
CN111281426A (en) Ultrasonic imaging and image analysis method for superficial nerves
RU2712580C1 (en) Method for non-invasive diagnosis of non-alcoholic fatty liver disease in obese children
Kawchuk et al. The accuracy of ultrasonic indentation in detecting simulated bone displacement: a comparison of three techniques
Yeung et al. Estimation of tissue thickness changes due to electrical muscle stimulation using wearable ultrasonic sensor in pulse echo mode
Sjoerdsma et al. A demonstration of high field-of-view stability in hands-free echocardiography
Moffroid et al. Computer solutions to identify EMG latency of automatic postural reactions
RU2765775C1 (en) Method for quantifying ultrasonic images of the maxillofacial muscles in function tests