CN119033391A - 一种基于肌电信号的自适应调节方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于肌电信号的自适应调节方法及装置。所述装置包括：终端组件；所述终端组件包括本体及控制单元，所述控制单元被配置计算机程序以执行所述的调节方法；后台管理组件；所述后台管理组件获取所述控制单元的数据，用于记录用户注册信息、所述终端组件日志，和/或，生成用户档案。本发明技术方案通过终端组件和后台管理组件，在非睡眠期间的任意时间，根据幅值有效值的范围，自适应地调节电极的刺激强度和时间，刺激口腔内舌肌肉和舌周围的肌肉。有效改善原发性鼾症(PS)和轻中度阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA)。并且，本发明技术方案的装置，能够记录用户习惯，智能化地提高的用户和医生的操作便利。

Description

一种基于肌电信号的自适应调节方法及装置

技术领域

本发明涉及口腔医疗器械领域，尤其涉及一种基于肌电信号的自适应调节方法及装置。

背景技术

睡眠呼吸紊乱包括一系列疾病，主要是有原发性打鼾、阻塞性睡眠呼吸暂停、中枢性睡眠呼吸暂停-低通气综合征等疾病。睡眠呼吸紊乱会导致反复出现夜间窒息、睡眠碎片、血压大幅波动以及交感神经系统活动增加。从而导致睡眠呼吸紊乱患者，患高血压、中风、心力衰竭、糖尿病、抑郁症、道路交通事故和认知功能障碍的风险增加。

口腔肌肉训练装置是常用于治疗呼吸暂停综合征的设备，例如治疗原发性鼾症和轻中度呼吸暂停等。

口腔肌肉电刺激训练，在清醒时，通过电刺激设备，刺激训练口腔肌肉，以增加肌肉的活动或张力，改善舌肌反应性，从而预防在睡眠期间的肌肉塌陷，从根本上解决潜在病因以治疗原发性鼾症和轻中度呼吸暂停。口腔肌肉电刺激主要副作用有唾液分泌过多，牙齿酸胀、肌肉刺痛感，这些副作用在电刺激结束后即可恢复正常。口腔肌肉电刺激不在睡眠期间进行治疗，患者依从性高。

但是，已有大量研究证明肌肉电刺激，如果不能有效控制刺激强度和时间，会导致肌肉疲劳，对于治疗起到负作用。通常的肌肉电刺激设备，采样被动式或参数恒定式刺激方案，无法有效避免电刺激过量导致的肌肉疲劳。

发明内容

本发明所要解决的是现有常的肌肉电刺激设备，采样被动式或参数恒定式刺激方式，无法根据用户个体的差异，自适应调节刺激频率和幅度，无法有效避免电刺激过量导致的肌肉疲劳的问题。

为解决上述技术问题，本发明技术方案公开了一种基于肌电信号的自适应调节方法，用于调节基于肌电信号的口腔肌肉的训练装置，所述方法包括：

获取肌电信号，根据当前肌电信号幅值有效值V_rms(k)，调节所述装置的输出幅度A_k+1；

若所述肌电信号幅值有效值大于0，且小于或等于第一幅值有效值，则所述输出幅度值为第一输出幅度A_k+1。当所述肌电信号幅值有效值增加导致所述舌肌的肌肉疲劳特征值Q(k)减少至50％Q(0)时，则所述输出幅度值为0，所述脉冲电信号发生器停止输出；

当所述肌电信号幅值有效值增加到大于所述第一幅值有效值，且小于或等于第二幅值有效值，则所述输出幅度为第二输出幅度。当所述肌电信号幅值有效值增加导致所述舌肌的肌肉疲劳特征值Q(k)减少至50％Q(0)时，则所述输出幅度值为0，所述脉冲电信号发生器停止输出；

当所述肌电信号幅值有效值大于第二幅值有效值，则所述输出幅度为第三输出幅度A_max。当所述肌电信号幅值有效值增加导致所述舌肌的肌肉疲劳特征值Q(k)减少至50％Q(0)时，则所述输出幅度值为0，所述脉冲电信号发生器停止输出；

所述第一幅值有效值是指舌肌的肌肉开始收缩的肌电信号幅值有效值V_rms(0)；Q(0)为舌肌肉开始收缩的肌电信号肌肉疲劳特征值；

所述第二幅值有效值是指舌肌的肌肉开始疼痛的肌电信号幅值有效值V_rms(m)；Q(m)为舌肌肉开始疼痛的肌电信号肌肉疲劳特征值。

在一个较佳实施例中，

所述第一输出幅度，由如下公式计算获得，

所述第二输出幅度，由如下公式计算获得，

所述第三输出幅度，由如下公式计算获得，

其中，

V_rms(k)为所述脉冲电信号发生器在第k次包络间隙获得的肌电信号的幅值有效值，

V_rms(0)为初始幅值有效值；所述初始幅值有效值是指舌肌肉刚开始收缩的肌电信号的幅值有效值，

V_rms(m)为疼痛幅值有效值，所述疼痛幅值有效值是指舌肌肉开始疼痛的肌电信号的幅值有效值，

Q(k)为第k次所述脉冲包络信号的包络间隙采集到的肌电信号肌肉疲劳特征值，

Q(0)为初始疲劳特征值，所述初始疲劳特征值是指舌肌肉刚开始收缩的肌电信号肌肉疲劳特征值，

A_max为疼痛输出幅值，所述疼痛输出幅值是指舌肌肉开始疼痛的输出幅值，

H(x)为海维赛德函数(x≤0,H(x)＝0；x>0,H(x)＝1)，

δ为预设的肌肉疲劳阈值，根据研究，预设δ为50％。

在一个较佳实施例中，所述方法还包括计算所述肌电信号的样本熵，并根据所述样本熵计算所述疲劳特征值。

在一个较佳实施例中，所述获取肌电信号，根据当前肌电信号的幅值有效值，调节所述装置的输出幅度的步骤前，还包括：

参数确定步骤；

所述参数确定步骤，用于在所述装置为固定参数输出模式下，计算所述初始幅值有效值V_rms(0)、所述初始疲劳特征值Q(0)、所述疼痛输出幅度A_max和所述疼痛幅值有效值V_rms(m)。

在一个较佳实施例中，所述输出信号为脉冲包络信号，所述肌电信号的波形、幅值、频率、宽度、脉冲数、脉冲包络周期、脉冲持续时间中至少一个参数可调节；所述装置在输出所述脉冲包络信号的间隙，对口腔舌肌肉的肌电信号进行采样。

本发明技术方案还提供一种基于肌电信号的自适应调节装置，适于前述任一项所述的调节方法，包括：

终端组件；所述终端组件包括本体及控制单元，所述控制单元被配置计算机程序以执行所述的调节方法；后台管理组件；所述后台管理组件获取所述控制单元的数据，用于记录用户注册信息、所述终端组件日志，和/或，生成用户档案。

在一个较佳实施例中，所述终端组件的所述本体包括：

显示单元，配置于所述终端组件的表面；

指示部，至少包括：

第一指示键，所述第一指示键用于调整所述装置为固定参数输出模式；

第二指示键，所述第二指示键用于调整所述装置为参数自适应调节模式。

在一个较佳实施例中，所述控制单元连接于所述显示单元和所述指示单元，

所述控制单元，适于根据所述指示部获取的用户操作，控制所述肌电信号的开始、暂停或停止；以及

调节所述肌电信号的参数。

在一个较佳实施例中，所述用户档案包括：

对应于所述用户注册信息的用户识别码；

对应于所述用户识别码的用户习惯；

对应于所述用户识别码的初始疲劳特征值、初始幅值有效值、疼痛幅值有效值和/或肌肉疲劳阈值。

由于采用了如上技术方案，本发明的有益效果在于：

本发明技术方案的基于肌电信号的自适应调节方法及装置，可以通过终端组件和后台管理组件，在非睡眠期间的任意时间，根据幅值有效值的范围，自适应地调节电极的刺激强度和时间，刺激口腔内舌肌肉和舌周围的肌肉，包括茎突舌肌、舌骨舌肌、腭舌肌、舌垂直肌、舌横肌、上纵肌、下纵肌、颏舌肌、颏舌骨肌进行收缩运动，加强舌肌肉和舌周围肌肉，特别是颏舌肌和腭舌肌的训练，有效改善原发性鼾症(PS)和轻中度阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA)。并且，本发明技术方案的装置，能够记录用户习惯，智能化地提高的用户和医生的操作便利。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一实施例的一种基于肌电信号的自适应调节方法示意图。

图2是一种基于肌电信号的自适应调节装置的立体图。

图3是本发明一实施例的一种基于肌电信号的自适应调节装置使用状态图。

图4是人体口腔及舌外肌示意图。

图5是人体舌肌矢状面解剖示意图。

图6是一种基于肌电信号的自适应调节装置的示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和展示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

上呼吸道的鼻、咽、喉组成的呼吸通道是一个可伸缩的呼吸通道，呼吸通道拥挤或狭窄是睡眠呼吸紊乱的常见影响因素。对于原发性打鼾、阻塞性睡眠呼吸暂停患者使用成像技术的各种研究一致表明，平均而言，原发性打鼾、阻塞性睡眠呼吸暂停患者的咽部气道静态横截面积比非阻塞性睡眠呼吸暂停患者要小。然而，由于睡眠呼吸紊乱不会在清醒时发生，因此必须有一个额外的机制导致睡眠呼吸紊乱，而不仅仅是解剖学问题。

在这方面，气道肌张力的降低和神经驱动的改变，例如神经信号不足、神经退行性病变、舌肌纤维无效导致的舌肌反应降低等，被认为是最重要的诱发因素。人类在睡眠期间发生的最显著的生理变化是肌肉，尤其是舌头张力的降低和咽腔塌陷性的增加。颏舌肌被认为是气道最大的肌肉，也是睡眠期间最重要的扩张肌。随着睡眠的开始，咽部和舌部肌肉的收缩力迅速降低，导致咽部和舌部肌肉向后塌陷，阻塞呼吸通道，从而诱发睡眠呼吸紊乱。

请参阅图1，图1是本发明一实施例的一种基于肌电信号的自适应调节方法示意图。所述方法用于调节基于肌电信号的口腔肌肉的训练装置，包括以下步骤：

获取肌电信号，根据当前肌电信号幅值有效值V_rms(k)，调节所述装置的输出幅度A_k+1；

若所述肌电信号幅值有效值大于0，且小于或等于第一幅值有效值，则所述输出幅度值为第一输出幅度A_k+1。当所述肌电信号幅值有效值增加导致所述舌肌的肌肉疲劳特征值Q(k)减少至50％Q(0)时，则所述输出幅度值为0，所述脉冲电信号发生器停止输出；

当所述肌电信号幅值有效值增加到大于所述第一幅值有效值，且小于或等于第二幅值有效值，则所述输出幅度为第二输出幅度。当所述肌电信号幅值有效值增加导致所述舌肌的肌肉疲劳特征值Q(k)减少至50％Q(0)时，则所述输出幅度值为0，所述脉冲电信号发生器停止输出；

当所述肌电信号幅值有效值大于第二幅值有效值，则所述输出幅度为第三输出幅度A_max。当所述肌电信号幅值有效值增加导致所述舌肌的肌肉疲劳特征值Q(k)减少至50％Q(0)时，则所述输出幅度值为0，所述脉冲电信号发生器停止输出；

所述第一幅值有效值是指舌肌的肌肉开始收缩的肌电信号幅值有效值V_rms(0)；Q(0)为舌肌肉开始收缩的肌电信号肌肉疲劳特征值；

所述第二幅值有效值是指舌肌的肌肉开始疼痛的肌电信号幅值有效值V_rms(m)；Q(m)为舌肌肉开始疼痛的肌电信号肌肉疲劳特征值。

申请人曾提出一种基于肌电信号的自适应调节装置，本发明技术方案的基于肌电信号的自适应调节可以用于该装置。举例来说，参阅图2和图3，图2是一种基于肌电信号的自适应调节装置的立体图；图3是本发明一实施例的一种基于肌电信号的自适应调节装置使用状态图。所述装置包括第一壳体组件100和第二壳体组件200。

第一壳体组件100，包括平面部116；至少两个突出于所述平面部侧边且相对布置的耳垂部114、115；至少两个位于所述平面部上表面的电极110、111；以及至少两个位于所述耳垂部114、115且相对布置的电极112、113。所述第一壳体组件100的一端配置有一第一连接头120。

在一个较佳实施例中，至少2个所述电极110、111的一部分嵌入所述第一壳体组件100的平面部116，另外一部分凸出于所述平面部116的表面。所述至少2个电极110、111沿所述平面部116中线对称布置，且位于所述平面部116的前端两侧。

至少2个所述电极112、113的一部分嵌入所述耳垂部114、115，另外一部分凸出于所述耳垂部114、115的内侧表面。所述电极112、113分别布置于所述耳垂部114、115的内侧表面。

所述电极110～113的凸出部分外表面外形如圆形、方形、三角形等，优选为方形。所述电极110～113构成材料为具备良好导电性且满足生物相容性的金属、合金材料或导电硅胶，如金、银、铂、钛、铝合金、钴基合金、或导电硅胶材料，优选的为导电硅胶材料。所述电极片110、111、112、113凸出厚度为1～2mm，面积为10～30mm²。

所述第一连接头120为母头，所述第一连接头120接线一侧嵌入所述第一壳体组件100的悬垂部119内，插口一侧位于所述第一壳体组件100的悬垂部119尾部且裸露。所述第一连接头120类型可以是USB-A、USB-C、TRRS等标准或其他非标准连接器母头，优选的为USB-C连接器母头。

所述装置还包括与第一壳体组件100可连接/拆卸的第二壳体组件200，用于发送脉冲电信号，所述第二壳体组件200被配置为控制所述矩阵开关的选通/断开。所述第二壳体组件200的一端配置有匹配于所述第一连接头120的第二连接头。所述第二壳体组件200为中空，外形可以是方形、椭圆形、圆形等形状，优选的为椭圆形。

所述第二壳体组件200的头部/或尾部有一个凹槽。所述第二壳体200插入到所述第一连接头120中，组成本发明一种基于肌电信号的自适应调节装置。

所述第一输出幅度，由如下公式计算获得，

所述第二输出幅度，由如下公式计算获得，

所述第三输出幅度，由如下公式计算获得，

其中，

V_rms(k)为所述脉冲电信号发生器在第k次包络间隙获得的肌电信号的幅值有效值，

V_rms(0)为初始幅值有效值；所述初始幅值有效值是指舌肌肉刚开始收缩的肌电信号的幅值有效值，

V_rms(m)为疼痛幅值有效值，所述疼痛幅值有效值是指舌肌肉开始疼痛的肌电信号的幅值有效值，

Q(k)为第k次所述脉冲包络信号的包络间隙采集到的肌电信号肌肉疲劳特征值，

Q(0)为初始疲劳特征值，所述初始疲劳特征值是指舌肌肉刚开始收缩的肌电信号肌肉疲劳特征值，

A_max为疼痛输出幅值，所述疼痛输出幅值是指舌肌肉开始疼痛的输出幅值，

H(x)为海维赛德函数(x≤0,H(x)＝0；x>0,H(x)＝1)，

δ为预设的肌肉疲劳阈值，根据研究，预设δ为50％。

在一个较佳实施例中，所述方法还包括计算所述肌电信号的样本熵，并根据所述样本熵计算所述疲劳特征值。下文结合实例详细说明。在所述获取肌电信号，根据当前肌电信号的幅值有效值，调节所述装置的输出幅度的步骤前，还包括：参数确定步骤。

所述参数确定步骤，用于在所述装置为固定参数输出模式下，计算所述初始幅值有效值V_rms(0)、所述初始疲劳特征值Q(0)、所述疼痛输出幅度A_max和所述疼痛幅值有效值V_rms(m)。

在一个较佳实施例中，所述输出信号为脉冲包络信号，所述肌电信号的波形、幅值、频率、宽度、脉冲数、脉冲包络周期、脉冲持续时间中至少一个参数可调节；所述装置在输出所述脉冲包络信号的间隙，对口腔舌肌肉的肌电信号进行采样。

以下，结合附图和具体实施例详细说明本发明技术方案。

1)通过一种基于肌电信号的自适应调节装置的电极采集舌肌肌电信号，肌电信号首先通过20Hz～1000Hz带通滤波器，滤除舌肌肌电信号中的直流与高频噪声分量。

2)舌肌肌电信号最高频率不超过1kHz。根据采样定理，采样频率至少为2kHz，装置的电极采样频率设计为2kHz，对经过滤波后的舌肌肌电信号进行采样得到2160个肌电信号幅值有效值V_rms；

3)用户在正式开始口腔肌肉电刺激训练前，选择固定参数输出模式，选择最低档位输出，并逐档增加输出脉冲电信号的输出幅度，直至能够引起肌肉收缩，计算此时舌肌肉肌电信号幅值有效值V_rms(0)、肌肉疲劳特征值Q(0)(参考3～5中方法)。继续逐档增加所述输出幅度，直至用户感觉到开始疼痛，记录此时输出幅度为A_max、计算此时舌肌肉肌电信号幅值的有效值为V_rms(m)；

4)用户正式开始口腔肌肉电刺激训练，选择参数自适应调节模式，用户根据自身情况任意一个档位，开始输出脉冲电信号；

5)样本熵可以描述时间序列的复杂程度，其值越小表明时间序列的复杂程度越低，出现新序列的概率越小。即肌肉越疲劳、僵硬，其肌电信号出新变化的概率越小，对应的肌电信号样本熵也越小。计算用户舌头肌电信号的样本熵：

(a)数据分割：

通过长度为32ms，步长为4ms的滑动窗口将b)中获得的舌肌肌电信号分割为每帧含有64个样本的帧数据。

(b)构建嵌入向量：

将每帧信号序列中连续m个值构成一个m维向量，其中i＝1,2,3,…,N-m+1,N为每帧数据长度总：

X(i)＝[V_rms(i),V_rms(i+1),…,V_rms(i+m-1)] (1)

(c)加权相似向量对：

定义X(i)与X(j)的距离d[X(i),X(j)]为两者对应元素中差值最大的：

给定相似容差r＝0.2std(V_rms)，对于每一个i≤N-m，d[X(i),X(j)]<r，则X(i),X(j)是相似向量对。

由于舌肌肌电信号的随机性，其幅值、频率值会对构建的向量对判断有影响，考虑相似向量对的幅度差异、频率差异加权后统计相似向量对数目：

加权参数。

ΔF_ij＝|f(X(i)-f(X(j))|

因此，近似向量对与总数量的比值为：

(d)近似向量对频率：

(e)将矢量维度m改为m+1，通过(a)～(d)计算得到B^m+1(r)

(f)加权样本熵：

对于每帧数据长度为N的肌电信号，计算其加权样本熵值为：

本发明的肌电信号采样率为2KHz，取N＝64,m＝2,r＝0.2SD(v)，其中SD为采样后的肌电信号标准差，α、β根据经验值取[0.01,0.5],当α＝β＝0时，加权样本熵计算与普通样本熵计算相同。

6)定义肌肉疲劳特征值Q表征舌头肌肉疲劳状态如下：

其中，SampEn(N,m,r)为舌头刺激部位电极采集到的肌电信号样本熵值，I＝∫v为舌头刺激部位电极采集到的肌电信号积分值。

疲劳状态的肌肉相比于放松状态的肌肉其变化模式速率降低，肌肉活动趋于一致性，随机成分减少，样本熵值SampEn(N,m,r)降低。但是随着肌肉疲劳程度的加深，肌肉开始僵硬紧张，疲劳部位的肌电信号也开始堆积，肌电信号I增加。因此，随着肌肉疲劳程度的加深，所述疲劳特征值Q越小，当所述脉冲电刺激器检测到疲劳特征值Q减小到一定程度时，可以认为肌肉已经过度疲劳，应当停止刺激输出。

7)所述脉冲电信号发生器的脉冲输出信号幅度值自适应调节计算方法如下：

其中V_rms(k)为所述脉冲电信号发生器在第k次所述脉冲包络信号的包络间隙通过所述电极采集到的舌头肌电信号的幅值有效值，V_rms(0)为舌肌肉刚开始收缩的肌电信号的幅值有效值，V_rms(m)为舌肌肉开始疼痛的肌电信号的幅值有效值，Q(k)为第k次所述脉冲包络信号的包络间隙采集到的肌电信号肌肉疲劳特征值，Q(0)为舌肌肉刚开始收缩的肌电信号肌肉疲劳特征值，H(x)为海维赛德函数(x≤0,H(x)＝0；x>0,H(x)＝1)，δ为预设的肌肉疲劳阈值(根据相关研究预设为50％)。

当V_rms(k)∈(0,V_rms(0)]，所述脉冲包络信号的幅值自适应调节为A_k+1。随着所述脉冲包络信号幅值的增加，舌头肌肉疲劳度加深，V_rms(k)增加，Q(k)减小。若Q(k)减小至50％Q(0)，所述脉冲包络信号的幅值自适应调节为0，所述脉冲电信号发生器停止输出。

当V_rms(k)增加到V_rms(k)∈(V_rms(0),V_rms(m)]，所述脉冲包络信号的幅值自适应调节这里好像少了H海德函数。随着所述脉冲包络信号幅值的增加，舌头肌肉疲劳度加深，V_rms(k)增加。舌头肌肉疲劳特征值Q(k)减小，当Q(k)减小至50％Q(0)时，说明肌肉已经疲劳，所述脉冲包络信号的幅值自适应调节为0，所述脉冲电信号发生器停止输出。

当V_rms(k)∈(V_rms(m),+∞)时，所述脉冲包络信号的幅值自适应调节为A_max。随着所述脉冲包络信号刺激时间的增加，舌头肌肉疲劳度加深，V_rms(k)增加。舌头肌肉疲劳特征值Q(k)减小，当Q(k)减小至50％Q(0)时，说明肌肉已经疲劳，所述脉冲包络信号的幅值自适应调节为0，所述脉冲电信号发生器停止工作。

参阅图5、图6，图5是人体口腔及舌外肌示意图。图6是人体舌肌矢状面解剖示意图。所述第一电极110、所述第二电极111、所述第三电极112及所述第四电极113被配置为向口腔内茎突舌肌、舌骨舌肌、腭舌肌、舌垂直肌、舌横肌、上纵肌、下纵肌、颏舌肌、颏舌骨肌中的一个或多个肌肉提供电场刺激。

图5中标示：310，舌背面；311，颏舌肌；312，下颌骨；313，茎突舌肌；314，舌骨舌肌；315，舌乳头；316，咽腭弓；317，腭扁桃体；318，腭舌肌；319，颊肌；320，菌状乳头。

图6中标示：321，下纵肌；322，舌垂直肌；323，舌横肌；324，上纵肌；325，舌黏膜；326，舌盲孔；327，舌腺；328，会厌；329，舌尖腺；330，颏舌肌；331，颏舌骨肌；332，舌骨；333，舌中隔；334，舌下腺。

在一个较佳地实施例中，所述电极110～113还被配置为采集口腔舌肌肉肌电信号的采样传感器。

参阅图6，本发明技术方案还提供一种基于肌电信号的自适应调节装置，适于前述任一项所述的调节方法，包括：

终端组件；所述终端组件包括本体及控制单元，所述控制单元被配置计算机程序以执行所述的调节方法。

后台管理组件；所述后台管理组件获取所述控制单元的数据，用于记录用户注册信息、所述终端组件日志，和/或，生成用户档案。

终端组件经由物联网通信协议，如MQTT，与和后台管理组件之间通信。MQTT协议满足低电量消耗和低网络带宽的需求，具有如下特点：实现简单、提供数据传输的QoS、轻量、占用带宽低、可传输任意类型的数据、可保持的会话等。

所述终端组件和所述后台管理组件可以采用前述参阅图2和图3提供的基于肌电信号的自适应调节装置作为硬件载体，也可以是其他形式。本发明提供图2和图3仅作为示例性说明，本领域技术人员理解，其并不是对机械形态的限定。

继续参阅图6，在一个较佳实施例中，所述终端组件的所述本体包括：

显示单元，配置于所述终端组件的表面，可以用于显示当前输出幅度和幅值有效值，还可以用于显示开关状态或者下一步操作提示等。

指示部，至少包括：

第一指示键，所述第一指示键用于调整所述装置为固定参数输出模式；

第二指示键，所述第二指示键用于调整所述装置为参数自适应调节模式。

用户通过所述第一指示键和所述第二指示键调整本发明技术方案的装置的工作模式。

所述控制单元连接于所述显示单元和所述指示单元。所述控制单元，适于根据所述指示部获取的用户操作，控制所述肌电信号的开始、暂停或停止；以及调节所述肌电信号的参数。

通过本发明技术方案的装置，还可以记载用户习惯，并根据用户习惯选择输出合适的幅值有效值。在一个较佳实施例中，所述用户档案包括：对应于所述用户注册信息的用户识别码；对应于所述用户识别码的用户习惯；对应于所述用户识别码的初始疲劳特征值、初始幅值有效值、疼痛幅值有效值和/或肌肉疲劳阈值。

综上所述，本发明技术方案的基于肌电信号的自适应调节方法及装置，可以通过终端组件和后台管理组件，在非睡眠期间的任意时间，根据幅值有效值的范围，自适应地调节电极的刺激强度和时间，刺激口腔内舌肌肉和舌周围的肌肉，包括茎突舌肌、舌骨舌肌、腭舌肌、舌垂直肌、舌横肌、上纵肌、下纵肌、颏舌肌、颏舌骨肌进行收缩运动，加强舌肌肉和舌周围肌肉，特别是颏舌肌和腭舌肌的训练，有效改善原发性鼾症(PS)和轻中度阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA)。并且，本发明技术方案的装置，能够记录用户习惯，智能化地提高的用户和医生的操作便利。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

如本领域技术人员将理解的，本公开可以体现为方法、系统或计算机程序产品。因此，本公开可以采取完全硬件实施例、完全软件实施例或组合软件和硬件方面的实施例的形式，这些实施例在本文中通常都可以被称为“电路”、“模块”或“系统”。此外，本公开可以采取在计算机可用存储介质上的计算机程序产品的形式，该计算机可用存储介质具有体现在介质中的计算机可用程序代码。

可以利用任何合适的计算机可用或计算机可读介质。计算机可用或计算机可读介质可以是例如但不限于电、磁、光、电磁、红外或半导体系统、装置、设备或传播介质。计算机可读介质的更具体示例(非穷举列表)可以包括以下：具有一条或多条线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式光盘只读存储器(CD-ROM)、光存储设备、诸如支持互联网或内联网的传输介质、或磁存储设备。计算机可用或计算机可读介质也可以是其上打印有程序的纸或另一合适的介质，因为程序可以通过例如纸或其他介质的光学扫描被电子捕获，然后编译、解释或以合适的方式以其他方式处理，如果需要，然后存储在计算机存储器中。在本文档的上下文中，计算机可用或计算机可读介质可以是能够包含、存储、通信、传播或传输由指令执行系统、装置或设备使用或与其结合使用的程序的任何介质。计算机可用介质可以包括传播的数据信号，其中包含计算机可用程序代码，或者在基带中或者作为载波的一部分。计算机可用程序代码可以使用任何适当的介质来传输，包括但不限于互联网、有线线路、光纤电缆、RF等。

本公开是参照根据本公开实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图来描述的。应当理解，流程图和/或框图的每个框以及流程图和/或框图中的框的组合可以由计算机程序指令来实现。这些计算机程序指令可以被提供给通用计算机/专用计算机/其他可编程数据处理设备的处理器，使得经由计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令创建用于实现流程图和/或框图一个或多个框中指定的功能/动作的装置。

这些计算机程序指令也可以存储在计算机可读存储器中，该计算机可读存储器可以引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式起作用，使得存储在计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制品，该指令装置实现流程图和/或框图一个或多个框中指定的功能/动作。

计算机程序指令也可以被加载到计算机或其他可编程数据处理装置上，以使得在计算机或其他可编程装置上执行一系列操作步骤，从而产生计算机实现的过程，使得在计算机或其他可编程装置上执行的指令提供用于实现流程图和/或框图一个或多个框中指定的功能/动作的步骤。

附图中的流程图和框图可以示出根据本公开各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个框可以表示代码的模块、段或部分，其包括用于实现指定逻辑功能的一个或多个可执行指令。还应注意，在一些替代实施方式中，框中所标注的功能可以不按图中所标注的顺序发生。例如，连续示出的两个框实际上可以基本上同时执行，或者框有时可以以相反的顺序执行，根本不执行，或者根据所涉及的功能以与任何其他流程图的任何组合执行。还应注意，框图和/或流程图中的每个框以及框图和/或流程图中的框的组合可以由执行指定功能或动作的专用基于硬件的系统或专用硬件和计算机指令的组合来实现。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种基于肌电信号的自适应调节方法，用于调节基于肌电信号的口腔肌肉的训练装置，其特征在于，所述方法包括：

获取肌电信号，根据当前肌电信号幅值有效值V_rms(k)，调节所述装置的输出幅度A_k+1；

若所述肌电信号幅值有效值大于0，且小于或等于第一幅值有效值，则所述输出幅度值为第一输出幅度A_k+1；当所述肌电信号幅值有效值增加导致所述舌肌的肌肉疲劳特征值Q(k)减少至50％Q(0)时，则所述输出幅度值为0，所述脉冲电信号发生器停止输出；

当所述肌电信号幅值有效值增加到大于所述第一幅值有效值，且小于或等于第二幅值有效值，则所述输出幅度为第二输出幅度；当所述肌电信号幅值有效值增加导致所述舌肌的肌肉疲劳特征值Q(k)减少至50％Q(0)时，则所述输出幅度值为0，所述脉冲电信号发生器停止输出；

当所述肌电信号幅值有效值大于第二幅值有效值，则所述输出幅度为第三输出幅度A_max；当所述肌电信号幅值有效值增加导致所述舌肌的肌肉疲劳特征值Q(k)减少至50％Q(0)时，则所述输出幅度值为0，所述脉冲电信号发生器停止输出。

2.根据权利要求1所述的基于肌电信号的自适应调节方法，其特征在于，

所述第一输出幅度，由如下公式计算获得，

所述第二输出幅度，由如下公式计算获得，

所述第三输出幅度，由如下公式计算获得，

其中，

V_rms(k)为所述脉冲电信号发生器在第k次包络间隙获得的肌电信号的幅值有效值，

V_rms(0)为初始幅值有效值；所述初始幅值有效值是指舌肌肉刚开始收缩的肌电信号的幅值有效值，

V_rms(m)为疼痛幅值有效值，所述疼痛幅值有效值是指舌肌肉开始疼痛的肌电信号的幅值有效值，

Q(k)为第k次所述脉冲包络信号的包络间隙采集到的肌电信号肌肉疲劳特征值，

Q(0)为初始疲劳特征值，所述初始疲劳特征值是指舌肌肉刚开始收缩的肌电信号肌肉疲劳特征值，

A_max为疼痛输出幅值，所述疼痛输出幅值是指舌肌肉开始疼痛的输出幅值，

H(x)为海维赛德函数(x≤0,H(x)＝0；x>0,H(x)＝1)，

δ为预设肌肉疲劳阈值。

3.根据权利要求2所述的基于肌电信号的自适应调节方法，其特征在于，所述方法还包括计算所述肌电信号的样本熵，并根据所述样本熵计算所述疲劳特征值；所述预设肌肉疲劳值δ为50％。

4.根据权利要求2所述的基于肌电信号的自适应调节方法，其特征在于，所述获取肌电信号，根据当前肌电信号的幅值有效值，调节所述装置的输出幅度的步骤前，还包括：

参数确定步骤；

所述参数确定步骤，用于在所述装置为固定参数输出模式下，计算所述初始幅值有效值V_rms(0)、所述初始疲劳特征值Q(0)、所述疼痛输出幅度A_max和所述疼痛幅值有效值V_rms(m)。

5.根据权利要求1所述的基于肌电信号的自适应调节方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述输出信号为脉冲包络信号，所述肌电信号的波形、幅值、频率、宽度、脉冲数、脉冲包络周期、脉冲持续时间中至少一个参数可调节；

所述装置在输出所述脉冲包络信号的间隙，对口腔舌肌肉的肌电信号进行采样。

6.一种基于肌电信号的自适应调节装置，适于权利要求1-5中任一项所述的调节方法，其特征在于，包括：

终端组件；所述终端组件包括本体及控制单元，所述控制单元被配置计算机程序以执行权利要求1-7中任一项所述的调节方法；

后台管理组件；所述后台管理组件获取所述控制单元的数据，用于记录用户注册信息、所述终端组件日志，和/或，生成用户档案。

7.根据权利要求6所述的基于肌电信号的自适应调节装置，其特征在于，所述终端组件的所述本体包括：

显示单元，配置于所述终端组件的表面；

指示部，至少包括：

第一指示键，所述第一指示键用于调整所述装置为固定参数输出模式；

第二指示键，所述第二指示键用于调整所述装置为参数自适应调节模式。

8.根据权利要求7所述的基于肌电信号的自适应调节装置，其特征在于，所述控制单元连接于所述显示单元和所述指示单元，

所述控制单元，适于根据所述指示部获取的用户操作，控制所述肌电信号的开始、暂停或停止；以及

调节所述肌电信号的参数。

9.根据权利要求6所述的基于肌电信号的自适应调节装置，其特征在于，所述用户档案包括：

对应于所述用户注册信息的用户识别码；

对应于所述用户识别码的用户习惯；

对应于所述用户识别码的初始疲劳特征值、初始幅值有效值、疼痛幅值有效值和/或肌肉疲劳阈值。