[发明专利]一种肌肉围度测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种非接触式测量装置，尤其涉及一种应用非接触式超声波测距、成像技术，方便、快捷地进行肌肉围度测量的装置。

背景技术

本发明涉及两个技术知识背景：一超声波在测量成像方面的应用；二生物力学的知识背景。下面针对这两个方面做下简单介绍。

超声波是自19世纪末到20世纪初，在物理学上发现了压电效应与反压电效应之后，人们解决了利用电子学技术产生超声波的办法，从此迅速揭开了发展与推广超声技术的历史篇章。超声波测距原理十分简单，利用声波在介质中传播往返时间来计算探头与被测物体的距离。

而超声显像是20世纪50年代后期发展起来的一种新型非创伤性诊断的临床医学新技术。它是研究和运用超声波的物理特性、成像原理以及人体组织器官的解剖、生理、病理特征和临床医学基础知识，以观察人体组织、器官形态和功能变化的声像表现，然后分析归纳，探讨疾病的发生发展规律，从而达到诊断与治疗疾病的目的。

早在1942年奥地利K. T Dussik使用A型超声装置来穿透性探测颅脑，并于1949年成功地获得了头部(包括脑室)的超声图象11110 1951年Wild和Reid首先应用A型超声对人体检测并报道了了乳腺癌的回声图象。1954年Donald应用超声波作妇产科检查，随后开始用于腹部器官的超声检查。1965年Lallagen首先应用Doppler法检测胎心及某些血管疾病。1973年荷兰Bon首先报道实时超声显像仪，它是最早真正用于检查诊断心脏病的切面实时超声显像仪。 70年代脉冲多普勒与二维超声结合成双功能超声显像，能选择性获得取样部位的血流频谱。快速傅立叶变换技术的应用，使得超声成像可以取得某些以前只有用侵入性方法才能获得的血流动力学数据。80年代以来，超声诊断技术不断发展，应用数字扫描转换成像技术，图象的清晰度和分辨率进一步提高。脉冲与连续频谱多普勒联合应用，近一步提高了诊断的准确性。80年代彩色多普勒新技术的兴起，能实时地获取异常血流的直观图象，不仅在诊断心脏瓣膜疾病与先天性心脏疾病方面显示了独特的优越性，而且可以用于检测大血管、周围血管与脏器血管的病理改变，在临床上具有重要的意义。1992年McDicken等人率先提出多普勒组织成像技术，随后此技术被广泛应用于临床分析心肌活动的功能，为临床心脏疾病的诊断与治疗提供了一种安全简便、无创的检测手段。自60年代开始萌芽的三维超声技术在90年代开始成熟，出现了一些商业系统，并逐步用于临床，在很多应用领域表现出了优于传统二维超声的特性。近年来，超声医学成像技术处于快速发展中，很多新技术，如造影成像、谐波成像、心内超声成像等技术都在临床上得到了应用。

生物力学是一门新兴学科，尽管对其中个别问题的研究有相当悠久的历史。一般认为，1967年在瑞士召开第一次国际生物力学研究会议是该学科诞生的标志。在科学的发展过程中，生物学和力学相互促进和发展着。运动生物力学是其中的一部分。

运动生物力学是用静力学、运动学和动力学的基本原理结合解剖学、生理学研究人体运动的学科。用理论力学的原理和方法研究生物是个开展得比较早、比较深入的领域。

在人体运动中，应用层动学和动力学的基本原理、方程去分析计算运动员跑、跳、投掷等多种运动项目的极限能力，其结果与奥林匹克运动会的记录非常相近。在创伤生物力学方面，以动力学的观点应用有限元法，计算头部和颈部受冲击时的频率响应并建立创伤模型，从而改进头部和颈部的防护并可加快创伤的治疗。

人体各器官、系统，特别是心脏—循环系统和肺脏—呼吸系统的动力学问题、生物系统和环境之间的热力学平衡问题、特异功能问题等也是当前研究的热点。生物力学的研究，不仅涉及医学、体育运动方面，而且已深入交通安全、宇航、军事科学的有关方面。

国内进行肌肉围度测量比较原始，用软尺绕肌肉围度一圈，来粗略测量一下，精度极不准确，而且无法记录当时肌肉收缩舒张的形态，给以后的进一步研究工作带来了困难。例如国内专利（CN200410073162.4）为基于超声波测量的残肢骨骼与皮肤特征的提取方法专利，首先在每一水平面对残肢进行旋转测量，获得多帧超声测量图像，然后对多帧测量图像进行复合，重建其二维截面图像，进而利用边缘检测法对骨骼与皮肤进行特征提取，步骤复杂繁多。

发明内容

本发明提供一种应用非接触式超声波测距、成像技术，能方便、快捷地进行肌肉围度测量的装置。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：