超声射频信号Nakagami参量与肌肉组织疲劳进程的相关性研究

Research on Fatigue Process Estimation of Muscle Tissue Based on Ultrasonic Radiofrequency Nakagami Model

肌肉疲劳、萎缩等肌肉功能状态的准确评估在人类健康、体育运动等领域非常重要。本课题研究肌肉组织超声射频信号所表征的肌肉微结构信息与肌肉疲劳进程之间的相关性,提出基于超声射频信号Nakagami参量的肌肉功能状态评价方法。通过有限元仿真软件进行肌肉组织模拟仿真,并对不同参量超声射频信号进行分析处理。发现Nakagami模型特征参数m值随着肌束半径的减小呈下降趋势,随着间质密度的增加呈上升趋势,随着肌束速度的增加呈下降趋势,Nakagami模型特征参数m值与肌束半径和间质密度呈正相关性,与肌束声速呈负相关性。树脂仿体与离体肌肉的实验结果表明,超声射频信号的统计特征随着树脂仿体半径增大而减小(从0.880单调下降至0.620),随着肌肉组织压缩距离的增大而增大(从0.540单调增加到1.220)。理论模拟、仿体实验和肌肉实验的结果都表明,超声射频信号的Nakagami模型特征参数m与肌肉组织不同参量间存在明显的相关性。该方法可为进一步评估肌肉功能状态提供理论参考与技术手段。