CN103418083B - 主动式反馈刺激仪及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明主动式反馈刺激仪包括：相互偶合连接的电源管理模块、微处理器、三轴传感器、显示模块、按键、存储模块、刺激电流检测模块及波形驱动模块。所述微处理器通过ADC0接口、ADC1接口、ADC2接口及P1.0接口与所述三轴传感器的X轴传感接口、Y轴传感接口、Z轴传感接口及SEEP接口耦合连接。本发明主动式反馈刺激仪及其工作方法在运动的时不像普通的被动式肌电式反馈刺激仪回受外界干扰，而更准确有效按患者主动参与治疗，用意识诱发关节运动角度，对运动角度无创测量并提取，通过患者诱发的角度值与预定的诱发角度值比较，控制电刺激，而实现运动训练康复。

Description

主动式反馈刺激仪及其工作方法

技术领域

本发明专利涉及一种康复治疗仪，特别是一种主动式反馈刺激仪及其工作方法。

背景技术

表面肌电(surface e1ectromyography，SEMG)信号是神经肌肉系统在进行随意性和非随意性活动时的生物电变化经表面电极引导、放大、显示和记录所获得的一维电压时间序列信号，是现代医疗中研究人体电生理活动的一个重要领域，也是了解人体运动单元微观运动机制的重要手段。

肌电反馈式刺激仪是对功能电刺激系统的一种临床的应用，肌电反馈式刺激仪是利用肌电信号大小控制电刺激的一种新型医疗仪器，其应用范围十分广泛，疗效显著，无副作用，已在国内外很多医院采用，对大量患者的临床治疗都取得了很好的效果，该仪器采用国内外常用的低频脉冲电刺激疗法，可以激发肌肉被动有节律收缩，从而加强肌肉血液循环，促进神经兴奋性及运动功能恢复。

但是目前由于市场上的反馈式刺激仪普遍是肌电式反馈刺激仪，而人在运动的时候表面肌电受外界干扰很大，而且运动过程表面肌电值很不稳定，所以在运动时用于康复治疗受到很大的局限。并且，它们基本上是属被动型的电刺激治疗仪。被动型的电刺激治疗仪，在治疗脑卒中患者时，疗效不佳或者因为中枢失调控，同时引发拮抗肌的痉挛，导致训练的失败。

发明内容

本发明的目的在于提供一种解决在运动时受外界干扰的影响，根据运动时运动角度大小来刺激患者肌肉的主动式反馈刺激仪及其工作方法。

为解决上述技术问题，本发明主动式反馈刺激仪包括：相互偶合连接的电源管理模块、微处理器、三轴传感器、显示模块、按键、存储模块、刺激电流检测模块及波形驱动模块。

所述微处理器通过ADC0接口、ADC1接口、ADC2接口及P1.0接口与所述三轴传感器的X轴传感接口、Y轴传感接口、Z轴传感接口及SEEP接口耦合连接。

所述主动式反馈刺激仪还进一步包括一过流保护模块，所述过流保护模块与所述电源管理模块、所述微处理器、所述三轴传感器、所述显示模块、所述按键、所述存储模块、所述刺激电流检测模块及所述波形驱动模块耦合连接。

主动式反馈刺激仪的工作方法，包括如下步骤：

第一步，开机后选择治疗方案；

第二步，进入主动诱发运动角度阶段，当患者的运动角度达到预定角度值，根据预定的参数输出相应的刺激波形并刺激肌肉；

第三步，当治疗时间达到预定的刺激时间，停止输出刺激波形并停止刺激肌肉，进入休息期；

第四步，当休息时间达到预定的休息时间，进入下一周期的主动诱发运动角度阶段，如此往复。

本发明主动式反馈刺激仪及其工作方法在运动的时不像普通的被动式肌电式反馈刺激仪回受外界干扰，而更准确有效按患者主动参与治疗，用意识诱发关节运动角度，对运动角度无创测量并提取，通过患者诱发的角度值与预定的诱发角度值比较，控制电刺激，而实现运动训练康复。

附图说明

图1为本发明主动式反馈刺激仪原理框图；

图2为本发明主动式反馈刺激仪微处理器与三轴传感器连接示意图；

图3为本发明主动式反馈刺激仪工作方法流程图；

具体实施方式

下面结合附图对本发明主动式反馈刺激仪作进一步详细说明。

如图1、图2所示，本发明主动式反馈刺激仪包括：电源管理模块、微处理器、三轴传感器、显示模块、按键、存储模块、刺激电流检测模块、过流保护模块、波形驱动模块；电源管理模块将外接直流稳压电源或者电池电压转换成各用电模块所需的电压并输出到各用电模块；微处理器多个输入端连接三轴传感器、刺激电流检测模块、过流保护模块和按键；微处理器多个输出端分别连接显示模块、存储模块、过流保护模块和波形驱动模块；刺激电流检测模块的另一输出端连接过流保护模块的另一输入端、刺激电流检测模块及过流保护模块的另一输出端连接波形驱动模块的输入端；波形驱动模块设有个输出通道A、B；

工作时，电源管理模块将外接直流稳压电源或者电池电压转换成各模块所需的电压值并输出到各模块；微处理器获取按键输入的设置参数刺激参数、诱发角度值等显示并存储在存储模块内；刺激仪上电初始化后，读取存储模块内的刺激参数，当某一方案被选定，微处理器获取选定方案编号并从存储模块内读取该方案刺激参数和诱发角度值。患者主动运动运动部位，当运动部位运动角度达到诱发角度预定值时，微处理器控制刺激脉冲产生电路生成方案内所选定的波形，通过波形驱动模块输出到刺激电极。运动角度变化都必须通过微处理器控制，当微处理器P1.0发出采集信号时，通过微处理器ADC0、ADC1、ADC2分别读起三轴传感器X、Y、Z轴的变化，通过预定的计算方法计算出运动部位运动角度变化大小。

如图3所示，本发明角度式电刺激仪每个治疗过程都由多个刺激周期组成，每个刺激同期主要包括诱发运动角度阶段，治疗输出阶段和休息阶段。上电后按参数设置并在显示模块显示刺激参数根据患者自身的条件选择治疗方案，刺激参数设置包括刺激时间、休息时间、频率、脉宽、运动角度、刺激电流。在选定治疗方案后按确定开始治疗并进入主动诱发运动角度阶段，当患者的运动角度达到预定角度值，根据预定的参数输出相应的刺激波形并刺激肌肉，进入治疗阶段，当治疗时间达到预定的刺激时间，停止输出并进入休息时间，当休息时间达到预定的休息时间，仪器又进入下一同期的主动诱发运动角度阶段。如果中途患者运动角度不能达到预定的值可以选择性调小。运动时角度变化都在显示模块上显示并时时变化更新。

以上已对本发明创造的较佳实施例进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明创造精神的前提下还可作出种种的等同的变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (2)

1.主动式反馈刺激仪，其特征在于，包括：相互偶合连接的电源管理模块、微处理器、三轴传感器、显示模块、按键、存储模块、刺激电流检测模块及波形驱动模块，所述微处理器通过ADC0接口、ADC1接口、ADC2接口及P1.0接口与所述三轴传感器的X轴传感接口、Y轴传感接口、Z轴传感接口及SEEP接口耦合连接,其中：

所述微处理器用于选定刺激方案并从存储模块内读取该方案的刺激参数和诱发角度值，以及通过预定的方法计算出运动部位运动角度的变化大小，并根据运动角度的变化调整刺激方案，其中：

所述微处理器的ADC0、ADC1、和ADC2分别读取三轴传感器X、Y、和Z轴的变化，通过预定的计算方法计算出运动部位运动角度的变化大小。

2.根据权利要求1所述的主动式反馈刺激仪，其特征在于，所述反馈刺激仪还进一步包括一过流保护模块，所述过流保护模块与所述电源管理模块、所述微处理器、所述三轴传感器、所述显示模块、所述按键、所述存储模块、所述刺激电流检测模块及所述波形驱动模块耦合连接。