CN202654544U - 基于肌电反馈的神经肌肉康复仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供基于肌电反馈的神经肌肉康复仪，包括肌电采集电路、微处理器控制电路、电源管理模块、以及电刺激控制电路，其中，所述肌电采集电路连接至所述微处理器控制电路，所述微处理器控制电路连接至电刺激控制电路，所述电源管理模块分别连接所述肌电采集电路、微处理器控制电路、以及电刺激控制电路。本实用新型采集相关肌肉的原始肌电信号，然后根据所采集的信号发出相应的刺激控制信号，发放刺激电流作用于需要治疗的肌肉，达到神经肌肉康复治疗的目的。

Description

基于肌电反馈的神经肌肉康复仪

技术领域

本实用新型涉及医疗仪器，具体地，涉及基于肌电反馈的神经肌肉康复仪。

背景技术

肌电信号(Electromyogram，EMG)是肌肉运动时产生的生理电信号。表面肌电信号(Surface Electromyogram，SEMG)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，对功能部分缺失或完全缺失的肌肉进行治疗，以达到肌肉康复的目的。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种基于肌电反馈的神经肌肉康复仪。

根据本实用新型的一个方面，提供一种基于肌电反馈的神经肌肉康复仪，包括肌电采集电路、微处理器控制电路、电源管理模块、以及电刺激控制电路，其中，所述肌电采集电路连接至所述微处理器控制电路，所述微处理器控制电路连接至电刺激控制电路，所述电源管理模块分别连接所述肌电采集电路、微处理器控制电路、以及电刺激控制电路。

优选地，所述肌电采集电路包括依次连接的肌电传感器、第一电刺激与肌电信号采集切换电路、肌电信号预处理电路、以及A/D转换电路，其中，所述A/D转换电路连接至所述微处理器控制电路。

优选地，所述电刺激控制电路包括依次连接的刺激电流强度控制电路、刺激开关电路、第二电刺激与肌电信号采集切换电路、以及刺激探头，其中，所述刺激电流强度控制电路连接所述微处理器控制电路。

优选地，还包括上位机，其中，所述上位机连接所述微处理器控制电路。

优选地，所述微处理器控制电路包括微处理器C8051F060。

优选地，所述第一电刺激与肌电信号采集切换电路和第二电刺激与肌电信号采集切换电路均包括继电器，其中，所述继电器包括三对触点和两组线圈；三对触点中，其中一对触点为动触点，另两对触点为静触点。

优选地，所述继电器采用继电器TYCO。

优选地，所述肌电信号预处理电路包括自增益电路。

优选地，所述自增益电路包括相连接的数字电位器AD5160和放大器TL064。

本实用新型采集相关肌肉的原始肌电信号，然后根据所采集的信号发出相应的刺激控制信号，发放刺激电流作用于需要治疗的肌肉，达到神经肌肉康复治疗的目的；还可以实现刺激探头与肌电传感器的共用，降低了产品制造成本，并且采用了自增益放大电路，该电路的引入，使得肌电采集电路的放大倍数，可以根据前一时刻采集到的肌电信号强度，自动调节。

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，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1示出根据本实用新型的基于肌电反馈的神经肌肉康复仪的结构示意图；

图2示出根据本实用新型的基于肌电反馈的神经肌肉康复仪的详细结构示意图；

图3示出根据本实用新型的基于肌电反馈的神经肌肉康复仪的继电器TYCO原理图；

图4示出根据本实用新型的基于肌电反馈的神经肌肉康复仪的自增益电路原理图。

具体实施方式

图1示出根据本实用新型的基于肌电反馈的神经肌肉康复仪的结构示意图，根据本实用新型提供的基于肌电反馈的神经肌肉康复仪包括上位机控制软件和下位机控制电路两大部分。在一个优选例中，上位机控制软件主要功能为，根据采集到的肌电信号特征，控制刺激电路的刺激波形。肌电信号采集电路采集相关肌肉的原始肌电信号，经A/D转换后，进入C8051F060微处理器控制电路，然后通过C8051F060芯片与上位机之间的串口通信电路，传输给上位机；上位机通过对肌电数据进行判断，然后发送相关的刺激参数给下位机C8051F060，C851F060根据接收到的刺激参数(刺激脉冲宽度、刺激电路强度等)，发出相应的刺激控制信号，发放刺激电流作用于需要治疗的肌肉，达到神经肌肉康复治疗的目的。

本实用新型的详细结构如图2所示，具体地，根据本实用新型提供的基于肌电反馈的神经肌肉康复仪包括肌电采集电路、微处理器控制电路6、电源管理模块1、电刺激控制电路、以及上位机10，其中，所述肌电采集电路连接至所述微处理器控制电路6，所述微处理器控制电路6连接至电刺激控制电路，所述电源管理模块1分别连接所述肌电采集电路、微处理器控制电路6、以及电刺激控制电路，所述上位机10连接所述微处理器控制电路6。

所述肌电采集电路包括依次连接的肌电传感器2、第一电刺激与肌电信号采集切换电路31、肌电信号预处理电路4、以及A/D转换电路5，其中，所述A/D转换电路5连接至所述微处理器控制电路6。其中，所述第一电刺激与肌电信号采集切换电路31包括继电器，如图3所示，所述继电器包括三对触点和两组线圈；三对触点中，其中一对触点为动触点，另两对触点为静触点；优选地，所述继电器采用继电器TYCO，该继电器TYCO具有两个触点控制线圈，对继电器状态的控制更稳定可靠。

所述肌电信号预处理电路4包括自增益电路，如图4所示，所述自增益电路包括相连接的数字电位器AD5160和放大器TL064，自增益电路是的核心器件为数字电位器AD5610，通过单片机输出的控制信号，控制电位器的可动触点，从而实现放大倍数的自动调节，也就是说，自增益放大电路的引入，使得肌电采集电路的放大倍数，可以根据前一时刻采集到的肌电信号强度，自动调节。具体地，数字电位器AD5160的4脚、5脚和6脚连接到微处理器控制电路C8051F060，通过C8051F060发出的控制信号，实现对自增益电路放大倍数的自动调节。

自增益电路增益计算：具体的增益计算方法，如公式(1)所示：

$A=\frac{R_{\mathrm{AM}}}{R_{\mathrm{WB}}}---\left(1\right)$

公式(1)中的A表示增益；R_AW表示A端与W端之间的电阻；R_BW表示W端与B端之间的电阻。

所述电刺激控制电路包括依次连接的刺激电流强度控制电路7、刺激开关电路8、第二电刺激与肌电信号采集切换电路32、以及刺激探头9，其中，所述刺激电流强度控制电路连接所述微处理器控制电路。所述微处理器控制电路优选地采用单片机C8051F060，C8051F060微处理器控制电路主要由核心器件C8051F060芯片及复位电路、晶振电路组成。优选地，所述刺激探头和肌电传感器可以实现共用。

工作原理：肌电信号采集电路采集相关肌肉的原始肌电信号，由第一电刺激与肌电信号采集切换电路进入肌电信号预处理电路，肌电信号预处理电路对肌电信号作放大、低通滤波、50Hz工频陷波和电平转换处理，处理过的信号，经A/D转换后，进入C8051F060微处理器控制电路，由单片机对信号作算法处理，处理得到的数据通过C8051F060与上位机之间的串口通信电路，传输给上位机；上位机通过对肌电数据进行判断，然后发送相关的刺激参数给下位机C8051F060，C8051F060根据接收到的刺激参数(刺激脉冲宽度、刺激电路强度等)，下位机根据接收到的刺激参数，发出相应的刺激控制信号，发放刺激电流作用于需要治疗的肌肉，达到神经肌肉康复治疗的目的。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型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，这并不影响本实用新型的实质内容。

Claims (9)

1. 一种基于肌电反馈的神经肌肉康复仪，其特征在于，包括肌电采集电路、微处理器控制电路、电源管理模块、以及电刺激控制电路，其中，所述肌电采集电路连接至所述微处理器控制电路，所述微处理器控制电路连接至电刺激控制电路，所述电源管理模块分别连接所述肌电采集电路、微处理器控制电路、以及电刺激控制电路。

2.根据权利要求1所述的基于肌电反馈的神经肌肉康复仪，其特征在于，所述肌电采集电路包括依次连接的肌电传感器、第一电刺激与肌电信号采集切换电路、肌电信号预处理电路、以及A/D转换电路，其中，所述A/D转换电路连接至所述微处理器控制电路。

3.根据权利要求2所述的基于肌电反馈的神经肌肉康复仪，其特征在于，所述电刺激控制电路包括依次连接的刺激电流强度控制电路、刺激开关电路、第二电刺激与肌电信号采集切换电路、以及刺激探头，其中，所述刺激电流强度控制电路连接所述微处理器控制电路。

4.根据权利要求1所述的基于肌电反馈的神经肌肉康复仪，其特征在于，还包括上位机，其中，所述上位机连接所述微处理器控制电路。

5.根据权利要求1所述的基于肌电反馈的神经肌肉康复仪，其特征在于，所述微处理器控制电路包括微处理器C8051F060。

6.根据权利要求3所述的基于肌电反馈的神经肌肉康复仪，其特征在于，所述第一电刺激与肌电信号采集切换电路和第二电刺激与肌电信号采集切换电路均包括继电器，其中，所述继电器包括三对触点和两组线圈；三对触点中，其中一对触点为动触点，另两对触点为静触点。

7.根据权利要求6所述的基于肌电反馈的神经肌肉康复仪，其特征在于，所述继电器采用继电器TYCO。

8.根据权利要求2所述的基于肌电反馈的神经肌肉康复仪，其特征在于，所述肌电信号预处理电路包括自增益电路。

9.根据权利要求8所述的基于肌电反馈的神经肌肉康复仪，其特征在于，所述自增益电路包括相连接的数字电位器AD5160和放大器 TL064。 

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