CN102649003B - 基于肌电反馈刺激的恒流刺激电路 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于肌电反馈刺激的恒流刺激电路，包括输入电路、恒流源电路、反馈网络、阻抗匹配网络、以及负载，其中，所述输入电路连接至所述恒流源电路，所述恒流源电路连接至所述负载，依次连接的所述恒流源电路、负载、以及反馈网络构成反馈回路，所述阻抗匹配网络分别连接所述恒流源电路、负载、以及反馈网络。本发明提供的恒流刺激电路，实现了对输出刺激脉冲的高精度实时控制，大大减小了工程人员维护设备的次数，提高了产品的可靠性及治疗效果，降低了人力成本，能够应用于基于肌电反馈刺激的神经肌肉康复仪，从而使得神经肌肉康复仪输出高精度的刺激脉冲，对需要康复的肌肉进行治疗。
Description
技术领域
本发明涉及医疗仪器，具体地，涉及基于肌电反馈刺激的恒流刺激电路。
背景技术
肌电信号(Electromyogram，EMG)就是肌肉运动时产生的生理电信号。表面肌电信号(Surface Electromyogram，SEMG)是指在皮肤表面采集到的肌电信号，是人体浅层肌肉和神经运动的综合结果。其主要特点有：一是信号幅度小，通常在几十微伏；二是信号频率位于低频范围(10Hz-500Hz)。通常，可以利用时域和频域方法来分析肌电信号的特征，利用分析得到的肌电信号特征，可以展开各种与肌电相关的研究，如肌电信号能够很好的反映人体神经肌肉功能状态。因此，在临床上，通过肌电对神经肌肉功能状态进行诊断，并结合电流刺激，对功能部分确实或完全确实的肌肉进行治疗，以达到肌肉康复的目的。现有技术的不足之处是输出刺激脉冲的精度不够高。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于肌电反馈刺激的恒流刺激电路。
根据本发明的一个方面，提供一种基于肌电反馈刺激的恒流刺激电路，包括输入电路、恒流源电路、反馈网络、阻抗匹配网络、以及负载，其中，所述输入电路连接至所述恒流源电路，所述恒流源电路连接至所述负载，依次连接的所述恒流源电路、负载、以及反馈网络构成反馈回路，所述阻抗匹配网络分别连接所述恒流源电路、负载、以及反馈网络。
优选地，所述输入电路包括微处理器。
优选地，所述负载包括刺激探头。
优选地，所述恒流源电路包括运放、以及MOS管，其中，所述运放的一个输入端连接所述输入电路，所述运放的另一个输入端连接所述阻抗匹配网络，所述运放的输出端连接所述MOS管的栅极。
本发明提供的恒流刺激电路，实现了对输出刺激脉冲的高精度实时控制，大大减小了工程人员维护设备的次数，提高了产品的可靠性及治疗效果，降低了人力成本，能够应用于基于肌电反馈刺激的神经肌肉康复仪，从而使神经肌肉康复仪输出高精度的刺激脉冲，对需要康复的肌肉进行治疗。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1示出根据本发明的基于肌电反馈刺激的恒流刺激电路结构图；
图2示出根据本发明的基于肌电反馈刺激的恒流刺激电路原理示意图。
具体实施方式
图1示出根据本发明的基于肌电反馈刺激的恒流刺激电路结构图。具体地，根据本发明提供的基于肌电反馈刺激的恒流刺激电路，包括输入电路1、恒流源电路2、反馈网络3、阻抗匹配网络4、以及负载5，其中，所述输入电路1连接至所述恒流源电路2，所述恒流源电路2连接至所述负载5，依次连接的所述恒流源电路2、负载5、以及反馈网络3构成反馈回路，所述阻抗匹配网络4分别连接所述恒流源电路2、负载5、以及反馈网络3。
更为具体地，所述输入电路1优选地包括微处理器，所述负载5包括刺激探头。进一步地，图2示出根据本发明的基于肌电反馈刺激的恒流刺激电路原理示意图，其中，如图2所示，所述恒流源电路优选地包括运放、以及MOS管，其中，所述运放的一个输入端连接所述输入电路，所述运放的另一个输入端连接所述阻抗匹配网络，所述运放的输出端连接所述MOS管的栅极。
进一步地，如图2所示，所述恒流刺激电路的核心是所述阻抗匹配网络4，其决定了系统是否能正常工作；器件的选型要符合要求(特别是MOS管的可变电阻区要大于系统所要求的动态范围)；所述恒流源电路1在输入的直流信号的控制下输出所要求的恒定电流。
恒定电流的计算公式：
I＝Uin/R0
公式中的I表示所要求的电流输出；Uin表示可控输入直流电压；R0用以设定恒定电流。
本发明的工作原理：
输入可控直流信号Uin(其幅值、频率等均可由MCU控制)，输出为一定频率、一定脉宽、恒定电流的刺激脉冲。输入直流信号经恒流刺激电路网络作用到特定负载上，从而在负载两端产生需要的脉冲。所述恒流源电路优选地采用运放与MOS管结合来实现，在输入信号恒定的情况下，反馈信号可调控MOS管的导通程度，从而达到恒流的作用；阻抗匹配网络需根据负载的特性设计(负载特性不同，对应的匹配网络也就不同)，如计算不准确或所用器件不能达到要求，都会导致电路达不到预期效果。
由于运放“虚短”特性，加在R0两端的电压也为Uin，即流经负载的电流也为I；如负载发生变化，电路中的负反馈会使运放的输出电压也发生相应的变化，从而使MOS管的导通特性发生变化，进而抵消负载的变化。其中，为避免电路发生震荡，阻抗匹配网络须保证负载呈阻性，否则电路可能会工作异常。而电路的阻抗匹配网络是根据特定的负载进行设计的，即负载不同，其所对应的阻抗匹配网络也不同。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
Claims (1)
1.一种基于肌电反馈刺激的恒流刺激电路，其特征在于，包括输入电路、恒流源电路、反馈网络、阻抗匹配网络、以及负载，其中，所述输入电路连接至所述恒流源电路，所述恒流源电路连接至所述负载，依次连接的所述恒流源电路、负载、以及反馈网络构成反馈回路，所述阻抗匹配网络分别连接所述恒流源电路、负载、以及反馈网络；
所述输入电路包括微处理器；
所述负载包括刺激探头；
所述恒流源电路包括运放、以及MOS管，其中，所述运放的一个
输入端连接所述输入电路，所述运放的另一个输入端连接所述阻抗
匹配网络，所述运放的输出端连接所述MOS管的栅极；
反馈网络用于在输入信号恒定的情况下，调控MOS管的导通程度，从而达到恒流的作用；
阻抗匹配网络用于保证负载呈阻性，以避免电路发生震荡。
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