CN202776300U

CN202776300U - 便携式多媒体反馈训练设备

Info

Publication number: CN202776300U
Application number: CN 201220157847
Authority: CN
Inventors: 杨武庆; 李超; 刘庆广
Original assignee: SHANGHAI NUOCHENG ELECTRIC CO Ltd
Priority date: 2012-04-13
Filing date: 2012-04-13
Publication date: 2013-03-13
Anticipated expiration: 2022-04-13

Abstract

本实用新型涉及一种便携式多媒体反馈训练设备，包括：肌力传感器、若干肌电传感器、便携终端和电源管理模块，肌力传感器和肌电传感器分别用以检测肌力信号和肌电信号，便携终端分别与肌力传感器和肌电传感器连接，用以接收肌力信号和肌电信号，对肌电信号和肌力信号进行处理并与多媒体游戏相结合，最终以图像的形式进行显示；电源管理模块分别与肌力传感器、肌电传感器和便携终端连接，用以提供电力。本实用新型能够达到和台式电脑等同的多媒体游戏反馈训练功能，但体积大大缩小，具有便携性，克服了现有便携式反馈训练装置不能提供多媒体反馈训练的缺点。

Description

便携式多媒体反馈训练设备

技术领域

本实用新型涉及一种便携式医疗器械，具体涉及一种便携式多媒体反馈训练设备。

背景技术

中国目前约有600万-700万脑卒中患者，每年新发卒中200万例，每年约有150万人死于脑血管病。在卒中存活者中约有3/4不同程度丧失劳动能力，其中重残者约占40％。随着人口的老龄化，卒中的问题将日益严重(中国脑血管病防治指南，国际脑血管病杂志2006，14：561-564)。

生物反馈疗法一般是指应用电子仪器将人们通常情况下意识不到的生理活动和生理功能(如肌电、肌张力、关节活动度、皮温和血压等)变化，转变为可以被人感觉到的信号(如声、光及图像等)，再让病人根据这些信号学会控制自身不随意功能的治病或训练方法。在脑卒中偏瘫的治疗中，虽然生物反馈疗法并不能使已经受到损害的脑神经细胞复原，但它可以促进代偿功能，使受抑制的神经通路开通，最大限度地动员仍然保留的那部分神经肌肉组织的潜力，使其重新发挥正常生理功能。

专利201010253238.7介绍了一种肌电反馈训练和功能评测遥操作装置以及方法，包括控制端和探头端，控制端为用户提供被动训练和主动训练两种模式进行选择，在用户选择被动训练时无线远程控制探头端产生相应电脉冲刺激相关肌肉；在用户选择主动训练时，为用户提供多种训练模型供用户选择参照进行主动训练，无线远程控制探头端收集相关肌肉反馈的肌电信号，控制端接收肌电信号与用户选择的训练模型进行对比，获取对比结果对用户主动训练进行引导，并对相关肌肉功能进行评测，给出评测值。本仪器主要通过反馈电刺激进行康复训练，但是，该装置仅能给出单一的测评值，不能提供多媒体反馈训练来增加患者康复锻炼的趣味性。而现有多媒体反馈训练设备需要带有台式电脑或笔记本电脑，采集的人体生理信号需通过数据传输传到台式电脑或笔记本电脑上，再通过台式电脑或笔记本电脑的上位机软件进行多媒体反馈训练。由于需要有台式电脑或笔记本电脑使得设备的体积较大，用户的康复训练受到移动的限制，使用不方便。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种便携式多媒体反馈训练设备，以解决现有便携式反馈训练装置不能提供多媒体反馈训练，而多媒体反馈训练设备体积大、携带使用不方便的技术问题。

为达到上述目的，本实用新型提供一种便携式多媒体反馈训练设备，包括：肌力传感器、若干肌电传感器、便携终端和电源管理模块，肌力传感器和肌电传感器分别用以检测肌力信号和肌电信号，便携终端分别与肌力传感器和肌电传感器连接，用以接收肌力信号和肌电信号并对肌电信号和肌力信号进行处理和显示，其进一步包括微处理器控制电路、核心板以及液晶屏，微处理器控制电路用以通过串口把接收到的肌力信号和肌电信号传送给核心板；核心板连接至微处理器控制电路，核心板内预先存储有多媒体游戏，其用以对肌电信号和肌力信号进行处理，并将肌电信号和肌力信号与多媒体游戏相结合，以图像的形式显示肌力信号和肌电信号；液晶屏与核心板连接，用以显示核心板处理后的图像信号；电源管理模块分别与肌力传感器、肌电传感器、微处理器控制电路、核心板和液晶屏连接，用以提供电力。

依照本实用新型较佳实施例所述的一种便携式多媒体反馈训练设备，其便携终端还包括：肌力信号预处理电路、肌电信号预处理电路和A/D转换电路，肌力信号预处理电路分别与肌力传感器和A/D转换电路连接，用以对采集到的肌力信号进行放大处理；肌电信号预处理电路分别与肌电传感器和A/D转换电路连接，用以对肌电信号进行放大处理；A/D转换电路连接至微处理器控制电路，用以将经预处理后的肌力信号和肌电信号转换为数字信号并发送至微处理器控制电路。

依照本实用新型较佳实施例所述的一种便携式多媒体反馈训练设备，该核心板内还预先存储肌力信号和肌电信号的训练最高点和最低点，训练时，若肌力信号或肌电信号低于设定的最低点，则多媒体图像引导用户增加肌肉收缩；若肌力信号或肌电信号高于设定的最高点，则多媒体图像引导用户放松。

依照本实用新型较佳实施例所述的一种便携式多媒体反馈训练设备，该微处理器控制电路采用C8051F060微处理器。

依照本实用新型较佳实施例所述的一种便携式多媒体反馈训练设备，该肌力传感器采用抓握释放压力传感器。

依照本实用新型较佳实施例所述的一种便携式多媒体反馈训练设备，上述肌力传感器的测量范围为0～50Kg；采样频率为100Hz。

依照本实用新型较佳实施例所述的一种便携式多媒体反馈训练设备，该肌电传感器采用电极线传感器。

依照本实用新型较佳实施例所述的一种便携式多媒体反馈训练设备，该肌电信号预处理电路包括一自增益电路，自增益电路包括数字电位器和放大器，数字电位器与放大器连接。

依照本实用新型较佳实施例所述的一种便携式多媒体反馈训练设备，该数字电位器采用AD5160数字电位器。

依照本实用新型较佳实施例所述的一种便携式多媒体反馈训练设备，该放大器采用TL064放大器。

本实用新型采集相关肌肉的原始肌电信号或肌力信号，然后通过核心板内安装的嵌入式软件系统把所采集的信号和预先存储的多媒体游戏关联起来，通过用户肌肉收缩或放松使采集信号产生大小的变化，嵌入式软件系统比较信号是否落入训练模块的区域内，若信号低于训练模块设定的最低点，则多媒体游戏引导用户增加肌肉收缩，若信号高于训练模块设定的最高点，则多媒体游戏引导用户放松肌肉。进而控制多媒体游戏的进行，达到肌肉多媒体反馈锻炼的目的。本实用新型的便携终端上可实现对采集信号的处理和多媒体反馈小游戏的运行，克服了现有便携式反馈训练装置不能提供多媒体反馈训练的缺点。同时，通过嵌入式软件系统的应用，使设备的软件系统达到和台式电脑等同的多媒体游戏反馈训练功能，但体积大大缩小，具有便携性。

附图说明

图1是本实用新型便携式多媒体反馈训练设备的结构示意图；

图2是本实用新型便携式多媒体反馈训练设备的结构原理图；

图3是本实用新型实施例的肌电多媒体游戏原理图；

图4是本实用新型实施例的肌力多媒体游戏原理图；

具体实施方式

以下结合附图，具体说明本实用新型。

请同时参阅图1与图2，一种便携式多媒体反馈训练设备，包括：肌力传感器1、两个肌电传感器2、便携终端3和电源管理模块4，肌力传感器1和肌电传感器2分别用以检测肌力信号和肌电信号，便携终端3分别与肌力传感器1和肌电传感器2连接，用以接收肌力信号和肌电信号并对肌电信号和肌力信号进行处理和显示，其进一步包括微处理器控制电路31、核心板32、液晶屏33、肌力信号预处理电路34、肌电信号预处理电路35和A/D转换电路36。

肌力信号预处理电路34分别与肌力传感器1和A/D转换电路36连接，用以对采集到的肌力信号进行放大处理；肌电信号预处理电路35分别与肌电传感器2和A/D转换电路36连接，用以对肌电信号进行放大处理；A/D转换电路36连接至微处理器控制电路31，用以将经预处理后的肌力信号和肌电信号转换为数字信号并发送至微处理器控制电路31。微处理器控制电路31用以通过串口把接收到的肌力信号和肌电信号传送给核心板32；核心板32连接至微处理器控制电路31，核心板内安装有嵌入式软件系统，并预先存储有多媒体游戏，其用以对肌电信号和肌力信号进行处理，并将肌电信号和肌力信号与多媒体游戏相结合，以图像的形式显示肌力信号和肌电信号；液晶屏33与核心板32连接，用以显示核心板处理后的图像信号。电源管理模块4分别与肌力传感器1、肌电传感器2、微处理器控制电路31、核心板32、液晶屏33、肌力信号预处理电路34、肌电信号预处理电路35和A/D转换电路36连接，用以提供电力。

核心板2内还预先存储肌力信号和肌电信号的训练最高点和最低点，训练时，若肌力信号或肌电信号低于设定的最低点，则多媒体图像引导用户增加肌肉收缩；若肌力信号或肌电信号高于设定的最高点，则多媒体图像引导用户放松。

更具体地，微处理器控制电路31采用C8051F060微处理器。肌力传感器1采用抓握释放压力传感器，其测量范围为0～50Kg；采样频率为100Hz；测量误差：不大于1％；采样精度：16bit。肌电传感器2采用电极线传感器，其包括与便携终端3相连的六芯电极线接头，和尾端的电极线正极、负极和地线，可采集肌电信号，通过电极线把信号传给便携终端3。

进一步地，肌电信号预处理电路35包括自增益电路，自增益电路包括数字电位器和放大器，数字电位器与放大器连接，具体地数字电位器采用AD5160数字电位器，放大器采用TL064放大器。

以下分别结合图1、图3与图4对本实用新型便携式多媒体反馈训练设备的肌力多媒体反馈训练和肌电多媒体反馈训练的过程进行说明。

如图1、图3所示，肌力模式反馈训练通过肌力传感器1采集肌力信号，肌力信号预处理电路34对肌力信号进行放大预处理，A/D转换电路36把采集的信号转换为数字信号，微处理器控制电路31通过串口把数据传送给核心板32，核心板32安装嵌入式软件系统，把人体的肌力信号和多媒体小游戏相关联，以图像的形式显示肌力信号，在液晶屏33上，用户可以看到自己肌肉收缩或放松时的肌力信号和相关联的图像，并通过训练模块比较肌力信号是否落入训练模块的区域内，若肌力信号低于训练模块设定的最低点，则图像引导用户增加肌肉收缩，若肌力信号高于训练模块设定的最高点，则多媒体游戏引导用户放松，最终以多媒体的方式反馈用户肌肉肌力信号变化，引导用户控制肌肉的收缩或放松，使采集的肌力信号变大或缩小，促进多媒体小游戏完成相应的任务。

如图1、图4所示，肌电模式反馈训练通过肌电传感器2采集肌电信号，肌电信号预处理电路35对肌电信号进行放大预处理，A/D转换电路36把采集的信号转换为数字信号，微处理器控制电路31通过串口把数据传送给核心板32，核心板32安装嵌入式软件系统，把人体的肌电信号和多媒体小游戏相关联，以图像的形式显示肌电信号，在液晶屏33上用户可以看到自己肌肉收缩或放松时的肌电信号和相关联的图像，并通过训练模块比较肌电信号是否落入训练模块的区域内，若肌电信号低于训练模块设定的最低点，则图像引导用户增加肌肉收缩，若肌电信号高于训练模块设定的最高点，则多媒体游戏引导用户放松，最终以多媒体的方式反馈用户肌肉肌电信号变化，引导用户控制肌肉的收缩或放松，使采集的肌电信号变大或缩小，促进多媒体小游戏完成相应的任务。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施实例而已，并非对本实用新型做任何形式上的限制，任何未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施实例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的范围。

Claims

1.一种便携式多媒体反馈训练设备，其特征在于，包括：肌力传感器、若干肌电传感器、便携终端和电源管理模块，所述肌力传感器和肌电传感器分别用以检测肌力信号和肌电信号，所述便携终端分别与所述肌力传感器和肌电传感器连接，用以接收肌力信号和肌电信号并对所述肌电信号和肌力信号进行处理和显示，其进一步包括微处理器控制电路、核心板以及液晶屏，所述微处理器控制电路用以通过串口把接收到的肌力信号和肌电信号传送给所述核心板；所述核心板连接至所述微处理器控制电路，所述核心板内预先存储有多媒体游戏，其用以对肌电信号和肌力信号进行处理，并将肌电信号和肌力信号与多媒体游戏相结合，以图像的形式显示肌力信号和肌电信号；所述液晶屏与所述核心板连接，用以显示所述核心板处理后的图像信号；所述电源管理模块分别与所述肌力传感器、肌电传感器、微处理器控制电路、核心板和液晶屏连接，用以提供电力。

2.如权利要求1所述的一种便携式多媒体反馈训练设备，其特征在于，所述便携终端还包括：肌力信号预处理电路、肌电信号预处理电路和A/D转换电路，所述肌力信号预处理电路分别与所述肌力传感器和A/D转换电路连接，用以对采集到的肌力信号进行放大处理；所述肌电信号预处理电路分别与所述肌电传感器和A/D转换电路连接，用以对肌电信号进行放大处理；所述A/D转换电路连接至所述微处理器控制电路，用以将经预处理后的肌力信号和肌电信号转换为数字信号并发送至所述微处理器控制电路。

3.如权利要求1所述的一种便携式多媒体反馈训练设备，其特征在于，所述微处理器控制电路采用C8051F060微处理器。

4.如权利要求1所述的一种便携式多媒体反馈训练设备，其特征在于，所述肌力传感器采用抓握释放压力传感器。

5.如权利要求1或4所述的一种便携式多媒体反馈训练设备，其特征在于，所述肌力传感器的测量范围为0～50Kg；采样频率为100Hz。

6.如权利要求1所述的一种便携式多媒体反馈训练设备，其特征在于，所述肌电传感器采用电极线传感器。

7.如权利要求1所述的一种便携式多媒体反馈训练设备，其特征在于，所述肌电信号预处理电路包括一自增益电路，所述自增益电路包括数字电位器和放大器，所述数字电位器与所述放大器连接。

8.如权利要求7所述的一种便携式多媒体反馈训练设备，其特征在于，所述数字电位器采用AD5160数字电位器。

9.如权利要求7所述的一种便携式多媒体反馈训练设备，其特征在于，所述放大器采用TL064放大器。