CN202619650U - 肌电反馈仪 - Google Patents

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Abstract

肌电反馈仪，包括主控模块和肌电检测与电刺激输出模块，肌电检测与电刺激输出模块设有电极R、电极L和电极F，电极R通过肌电信号处理模块与主控模块电连接，电极L和电极F通过肌电检测与电刺激输出切换模块与肌电信号处理模块电连接，主控模块通过电刺激信号发生模块与肌电检测与电刺激输出切换模块电连接，主控模块还电连接有上位机。本实用新型的优点是：通过随时探测表面肌电的方式来捕捉患者每时每刻的动作意愿，并根据患者的意愿实时提供电刺激。

Description

肌电反馈仪
技术领域
本实用新型涉及医疗器械，特别涉及一种能检测生物肌电的反馈仪。
背景技术
功能电刺激可以对各种急/慢性疼痛进行治疗(如：神经痛、头痛、关节痛、肌肉痛、牙痛、术后伤口痛、分娩疼痛、癌痛、幻痛、促进骨愈合、骨折术后骨连接不良、脑卒中、脑外伤、脊髓损伤等造成的偏瘫、截瘫、四肢瘫等各种肢体瘫痪、脑瘫后的下肢、上肢运动功能障碍。)。功能电刺激到目前为止，已经发展到第三代。第一代功能电刺激没有生物反馈功能，只能单向的功能电刺激，进行完全的被动训练，无法接受患者的主观运动要求。第二代功能电刺激引入表明肌电的反馈功能，能够按照患者的主观意愿进行功能电刺激。第三代功能电刺激，采用了实时肌电反馈，通过随时探测表面肌电的方式来捕捉患者每时每刻的动作意愿，并根据患者的意愿实时提供电刺激，也就是说，在患者想动的时候帮助患者动，当患者不想动时立即中止电刺激。
目前市面上的产品以第一代居多，第二代产品没有实时反馈功能，电刺激的强度和时间须预先设置，不能随患者的主观意愿改变，市面上虽有第三代产品，但也只纯粹是具有实时反馈的功能电刺激产品，患者只能机械的做康复训练，不能适时的对训练结果作出评估，也无训练乐趣可言。
实用新型内容
本实用新型目的是提供了一种肌电反馈仪。
根据本实用新型的一个方面，提供了一种肌电反馈仪，包括主控模块和肌电检测与电刺激输出模块，肌电检测与电刺激输出模块设有电极R、电极L和电极F，电极R通过肌电信号处理模块与主控模块电连接，电极L和电极F通过肌电检测与电刺激输出切换模块与肌电信号处理模块电连接，主控模块通过电刺激信号发生模块与肌电检测与电刺激输出切换模块电连接，主控模块还电连接有上位机。
在一些实施方式中，肌电信号处理模块包括肌电信号缓冲放大电路和肌电信号整流积分电路，肌电检测与电刺激输出模块收集到的肌电信号经肌电信号缓冲放大电路放大后经过肌电信号整流积分电路得出肌电平均值采样信号。
在一些实施方式中，主控模块还连接有实时时钟模块，实时时钟模块上的时钟数值经主控模块显示在上位机上。由此，还可以具有先生时钟数值的的效果。
在一些实施方式中，主控模块上连接有蓝牙无线传输模块，上位机通过蓝牙无线传输模块与主控模块电连接。由此，还可以具有无线通信的效果。
在一些实施方式中，主控模块还连接有输入装置。由此，还可以具有对反馈仪进行模式调节的效果。
在一些实施方式中，主控模块还连接有工作状态指示装置。由此，还可以具有实时反映反馈仪工作状态的效果。
附图说明
图1为本实用新型实施方式的原理方框图。
图2为本实用新型实施方式的肌电信号检测及放大电路图。
图3为本实用新型实施方式的肌电信号积分触发电路图。
图4为本实用新型实施方式的低频脉冲电刺激电路图。
图5为本实用新型实施方式的主控电路图。
图6为本实用新型实施方式的蓝牙无线传输电路图。
图7为本实用新型实施方式的电源电路图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。
如图1所示，一种肌电反馈仪，包括主控模块1和肌电检测与电刺激输出模块2，肌电检测与电刺激输出模块2设有肌电检测驱动电极R21和肌电检测与电刺激输出共用电极L、F22；肌电检测电极R21与右手驱动电路相连接，右手驱动电路的作用是提高共模抑制比，肌电检测与电刺激输出共用电极L、F22是人体肌电输入和电刺激输出的两个电极，其作用是对人体的肌电信号进行检测同时又能输出电刺激信号；肌电检测驱动电极R21通过肌电信号处理模块3与主控模块1电连接，肌电检测与电刺激输出共用电极L、F22通过肌电检测与电刺激输出切换模块4与肌电信号处理模块3电连接，肌电信号处理模块由肌电信号缓冲放大电路31和肌电信号整流积分电路32组成，肌电检测与电刺激输出模块2收集到的肌电信号经肌电信号缓冲放大电路31放大后，一方面经过肌电信号整流积分电路32得出肌电平均值采样信号，主控模块1通过电刺激信号发生模块5与肌电检测与电刺激输出切换模块4电连接，主控模块1上连接有实时时钟模块10，实时时钟模块10上的时钟数值经主控模块1显示在上位机9上，使上位机9具有显示时钟的功能。主控模块上连接有蓝牙无线传输模块8，上位机9通过蓝牙无线传输模块8与主控模块1的UART串口电路连接，使主控模块可以通过蓝牙模块8与上位机9相连接。
主控模块1还连接有输入装置6，可以对反馈仪进行模式调节。
主控模块1还连接有工作状态指示装置7，工作状态指示装置7主要是LED灯，通过各个LED灯的熄灭和点亮来指示各种工作状态模式。
人体的肌电信号通过肌电信号处理模块处理，将微弱的肌电信号变换成主控模块1可以识别处理的数字信号。
如图2所示，通过电极L、F，电极R收集到的人体肌电信号。电极L、F是人体肌电输入和电刺激输出的两个电极；电极R与右手驱动电路相连接，右手驱动电路的作用是提高共模抑制比，人体的肌电信号经过共模电感L201进入零漂移，轨到轨运算放大器U201、U202对通过电感L201的信号进行差分放大；U204提高共模抑制比，有效抑制电极L端的50Hz的信号，仪表放大器AD620/U205再对信号进行高精度的放大，拨动开关J4(普通的塑胶柄金属壳单排三档拨动开关，型号：SK13D03VG3)可改变AD620的放大倍数，有三个档位，分别为千倍档、万倍档和十万倍档，肌电信号强的可选千倍档，信号强度一般的选万倍档，信号强度弱的选十万倍档，放大后的信号再经ML7131进行滤波处理后，进入运算放大器OPA2277进行缓冲阻抗匹配，匹配后的信号进入12位高精度的模-数转换芯片AD7323，AD7323以SPI的方式与主控电路相连，其通讯引脚分别为CS，SCK，MISO，MOSI，主控模块中的主控电路通过这四个引脚读取肌电信号。
如图3示，放大后的肌电信号经运算放大器OPA2277缓冲处理后，一方面肌电信号经过OPA2277跟随并半波整流，通过E201积分，得到积分值给主控电路采集，根据积分值的大小来控制电刺激输出的强度；另一方面肌电信号经过OPA2277跟随后进入A/D转换芯片，该芯片与主控电路进行数据交换，得到肌电平均值，主控电路进行采集。
如图4示，三极管Q304，功率电感L301，开关二极管D301以及电解电容E302组成自举升压电路，主控电路控制输入R301信号的频率和占空比，可改变升压的大小，Q302，Q303控制输出波形，Q304，Q305组成负载检测电路，当无负载时，Q305截止，主控电路检测到高电平，有负载时，Q305导通，主控电路检测到低电平。
如图5示，主控电路采用了宏晶科技的高速单片机STC12C5A60S，具多路AD采集和串口UART通讯，EMG-AD，VBAT-AD，STIM-AD分别检测肌电信号，电池电压，电刺激电压的大小。RX/TX控制蓝牙模块。J2为模式选择拨动开关，可进行EMG，TENS，GAME模式切换。电阻R115，三极管Q101，继电器RL101AB对肌电信号检测和电刺激输出进行切换，当R115端信号为高时，三极管Q101导通，继电器RL101AB吸合，此时刻为电刺激输出，当电阻R115端信号为低时，三极管Q101截止，继电器RL101AB断开，此时刻为检测肌电信号。RX8564为实时时钟芯片，对上位机输出时钟信号。
如图6示，EBT202为蓝牙模块，可与IPAD，PC进行蓝牙通讯，主控电路通过TXD，RXD引脚对其进行控制。
如图7示，整机为4节7号电池供电，HT7333为降压芯片，将电压降低后稳定在3.3V，HT7750为升压芯片，将电压升高至5V，TPS60403为负压芯片，得到-3.3V和-5V。三极管Q001、三极管Q002控制肌电电路的电源，三极管Q003、三极管Q004控制单片机外围电路的电源，即所有指示灯电源、继电器切换电源、电刺激波形控制电源、电刺激负载检测及短路报警电源，三极管Q005、三极管Q006控制蓝牙电路的电源。

Claims (8)

1.肌电反馈仪，其特征在于，包括主控模块和肌电检测与电刺激输出模块，所述肌电检测与电刺激输出模块设有电极R、电极L和电极F，所述电极R通过肌电信号处理模块与主控模块电连接，所述电极L和电极F通过肌电检测与电刺激输出切换模块与肌电信号处理模块电连接，所述主控模块通过电刺激信号发生模块与肌电检测与电刺激输出切换模块电连接，所述主控模块还电连接有上位机。
2.根据权利要求1所述的肌电反馈仪，其特征在于，所述肌电信号处理模块包括肌电信号缓冲放大电路和肌电信号整流积分电路，所述肌电检测与电刺激输出模块收集到的肌电信号经肌电信号缓冲放大电路放大后经过肌电信号整流积分电路得出肌电平均值采样信号。
3.根据权利要求1或2所述的肌电反馈仪，其特征在于，所述主控模块还连接有实时时钟模块，所述实时时钟模块上的时钟数值经主控模块显示在上位机上。
4.根据权利要求3所述的肌电反馈仪，其特征在于，所述主控模块上连接有蓝牙无线传输模块，所述上位机通过蓝牙无线传输模块与主控模块电连接。
5.根据权利要求1或2或4所述的肌电反馈仪，其特征在于，所述主控模块还连接有输入装置。
6.根据权利要求1或2或4所述的肌电反馈仪，其特征在于，所述主控模块还连接有工作状态指示装置。
7.根据权利要求3所述的肌电反馈仪，其特征在于，所述主控模块还连接有输入装置。
8.根据权利要求3所述的肌电反馈仪，其特征在于，所述主控模块还连接有工作状态指示装置。
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