CN210078607U - 生物反馈神经功能重建系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种生物反馈神经功能重建系统，包括肌电电极、参考电极、激励电极、肌电信号检测电路、人体刺激控制电路、恒定电流脉冲发生电路、信号隔离电路和电源模块，肌电信号检测电路的输出端与人体刺激控制电路的输入端连接，人体刺激控制电路的输出端与恒定电流脉冲发生电路的输入端连接，信号隔离电路设置在肌电信号检测电路的输入端与恒定电流脉冲发生电路的输出端之间；电源模块包括电压输入端、变压器、整流桥、第一电容、第一电阻、第一MOS管、第一三极管、第二电容、第四电容、第二电位器、第三电容和电压输出端。本实用新型电路结构较为简单、成本较低、方便维护、电路的安全性和可靠性较高。

Description

生物反馈神经功能重建系统

技术领域

本实用新型涉及医疗设备领域，特别涉及一种生物反馈神经功能重建系统。

背景技术

大脑具有重新学习的功能。当控制肢体的脑组织受损后，经过及时和一定时间的康复训练，未受损的其它脑组织会逐渐学会受损脑组织的原功能来控制肢体运动；这种现象在医学上称脑神经网络重建。这种康复训练必须在中风后患者情况允许的条件下及时进行，否则受影响的肢体会因长时不运动而造成肌肉萎缩和永久瘫痪。训练还须不断坚持直到康复，否则容易退步。用肌电触发的神经肌肉电刺激器来做这种中风康复训练已被证明是一种有效的方法。该种仪器因而又称(脑)神经网络重建装置。然而，传统神经网络重建装置的供电部分使用的元器件较多，电路结构复杂，硬件成本较高，不方便维护。另外，由于传统神经网络重建装置的供电部分缺少相应的电路保护功能，例如：缺少防止信号干扰功能，造成电路的安全性和可靠性较差。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种电路结构较为简单、成本较低、方便维护、电路的安全性和可靠性较高的生物反馈神经功能重建系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种生物反馈神经功能重建系统，包括肌电电极、参考电极、激励电极、肌电信号检测电路、人体刺激控制电路、恒定电流脉冲发生电路、信号隔离电路和电源模块，所述肌电电极和参考电极均与所述肌电信号检测电路的一个输入端连接，所述肌电信号检测电路的输出端与所述人体刺激控制电路的输入端连接，所述人体刺激控制电路的输出端与所述恒定电流脉冲发生电路的输入端连接，所述信号隔离电路设置在所述肌电信号检测电路的输入端与所述恒定电流脉冲发生电路的输出端之间，所述恒定电流脉冲发生电路的输出端还与所述激励电极连接，所述电源模块的输出端与所述肌电信号检测电路的另一个输入端连接；

所述电源模块包括电压输入端、变压器、整流桥、第一电容、第一电阻、第一MOS管、第一三极管、第二电容、第四电容、第二电位器、第三电容和电压输出端，所述电压输入端的一端与所述变压器的初级线圈的一端连接，所述电压输入端的另一端与所述变压器的初级线圈的另一端连接，所述变压器的次级线圈的一端与所述整流桥的一个输入端连接，所述变压器的次级线圈的另一端与所述整流桥的另一个输入端连接，所述整流桥的一个输出端分别与所述第一电容的一端、第一电阻的一端和第一MOS管的漏极连接，所述第一MOS管的栅极与所述第四电容的一端连接，所述第四电容的另一端分别与所述第一电阻的另一端和第一三极管的集电极连接，所述第一三极管的发射极与所述第二电容的一端连接，所述第一MOS管的源极分别与所述第二电位器的一个固定端、第三电容的一端和电压输出端的一端连接，所述第一三极管的基极与所述第二电位器的滑动端连接，所述整流桥的另一个输出端分别与所述第一电容的另一端、第二电容的另一端、第二电位器的另一个固定端、第三电容的另一端和电压输出端的另一端连接，所述第四电容的电容值为450pF。

在本实用新型所述的生物反馈神经功能重建系统中，所述电源模块还包括第一二极管，所述第一二极管的阳极与所述第一三极管的基极连接，所述第一二极管的阴极与所述第二电位器的滑动端连接，所述第一二极管的型号为E-822。

在本实用新型所述的生物反馈神经功能重建系统中，所述电源模块还包括第三电阻，所述第三电阻的一端与所述第一MOS管的源极连接，所述第三电阻的另一端与所述第三电容的一端连接，所述第三电阻的阻值为37kΩ。

在本实用新型所述的生物反馈神经功能重建系统中，所述第一MOS管为N沟道MOS管。

在本实用新型所述的生物反馈神经功能重建系统中，所述第一三极管为NPN型三极管。

实施本实用新型的生物反馈神经功能重建系统，具有以下有益效果：由于设有肌电电极、参考电极、激励电极、肌电信号检测电路、人体刺激控制电路、恒定电流脉冲发生电路、信号隔离电路和电源模块；电源模块包括电压输入端、变压器、整流桥、第一电容、第一电阻、第一MOS管、第一三极管、第二电容、第四电容、第二电位器、第三电容和电压输出端，该电源模块与传统神经网络重建装置的供电部分相比，其使用的元器件较少，由于节省了一些元器件，这样可以降低硬件成本，另外，第四电容用于防止第一MOS管与第一三极管之间的干扰，因此电路结构较为简单、成本较低、方便维护、电路的安全性和可靠性较高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型生物反馈神经功能重建系统一个实施例中的结构示意图；

图2为所述实施例中电源模块的电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型生物反馈神经功能重建系统实施例中，该生物反馈神经功能重建系统的结构示意图如图1所示。图1中，该生物反馈神经功能重建系统包括肌电电极1、参考电极2、激励电极3、肌电信号检测电路4、人体刺激控制电路5、恒定电流脉冲发生电路6、信号隔离电路7和电源模块8，其中，肌电电极1和参考电极2均与肌电信号检测电路4的一个输入端连接，肌电信号检测电路4的输出端与人体刺激控制电路5的输入端连接，人体刺激控制电路5的输出端与恒定电流脉冲发生电路6的输入端连接，信号隔离电路7设置在肌电信号检测电路4的输入端与恒定电流脉冲发生电路6的输出端之间，恒定电流脉冲发生电路6的输出端还与激励电极3连接，电源模块8的输出端与肌电信号检测电路4的另一个输入端连接。

本实施例中，肌电电极1的个数和激励电极3的个数均为两个。

采用恒定电流脉冲发生电路6，可以避免由于人体阻抗的变化引起刺激电流幅度变化不定而影响刺激的有效性和可能引起病人不适。上述信号隔离电路7将恒定电流脉冲发生电路6的输出与肌电信号检测电路4的输入隔离，该信号隔离电路7保证恒定电流脉冲发生电路6输出的激励脉冲只流过两个激励电极3，而不会从肌电电极1以及参考电极2流回到肌电信号检测电路4。信号隔离电路7采用的是目前广泛使用的光电耦合隔离电路或隔离变压器电路将肌电信号或其它所需信号进行隔离传送。

图2为本实施例中电源模块的电路原理图，图2中，该电源模块8包括电压输入端Vin、变压器T、整流桥Z、第一电容C1、第一电阻R1、第一MOS管M1、第一三极管Q1、第二电容C2、第四电容C4、第二电位器RP2、第三电容C3和电压输出端Vo，电压输入端Vin的一端与变压器T的初级线圈的一端连接，电压输入端Vin的另一端与变压器T的初级线圈的另一端连接，变压器T的次级线圈的一端与整流桥Z的一个输入端连接，变压器T的次级线圈的另一端与整流桥Z的另一个输入端连接，整流桥Z的一个输出端分别与第一电容C1的一端、第一电阻R1的一端和第一MOS管M1的漏极连接，第一MOS管M1的栅极与第四电容C4的一端连接，第四电容C4的另一端分别与第一电阻R1的另一端和第一三极管Q1的集电极连接，第一三极管Q1的发射极与第二电容C2的一端连接，第一MOS管M1的源极分别与第二电位器RP2的一个固定端、第三电容C3的一端和电压输出端Vo的一端连接，第一三极管Q1的基极与第二电位器RP2的滑动端连接，整流桥Z的另一个输出端分别与第一电容C1的另一端、第二电容C2的另一端、第二电位器RP2的另一个固定端、第三电容C3的另一端和电压输出端Vo的另一端连接。

该电源模块8与传统神经网络重建装置的供电部分相比，其使用的元器件较少，电路结构较为简单，方便维护，由于节省了一些元器件，这样可以降低硬件成本。另外，第四电容C4为耦合电容，用于防止第一MOS管M1与第一三极管Q1之间的干扰，因此电路的安全性和可靠性较高。值得一提的是，本实施例中，第四电容C4的电容值为450pF。当然，在实际应用中，第四电容C4的电容值可以根据具体情况进行相应调整。

该电源模块8利用第一MOS管M1的漏源电流具有负温度系数和自动均流及均温作用，达到稳压的目的，电路结构相对简单。本实施例中，该第一MOS管M1为N沟道MOS，第一三极管Q1为NPN型三极管。

本实施例中，该电源模块8还包括第一二极管D1，第一二极管D1的阳极与第一三极管Q1的基极连接，第一二极管D1的阴极与第二电位器RP2的滑动端连接。第一二极管D1为限流二极管，用于对第一三极管Q1的基极电流进行限流保护，以进一步增强电路的安全性和可靠性。值得一提的是，本实施例中，第一二极管D1的型号为E-822，当然，在实际应用中，第一二极管D1也以采用其他型号具有类似功能的二极管。

本实施例中，该电源模块8还包括第三电阻R3，第三电阻R3的一端与第一MOS管M1的源极连接，第三电阻R3的另一端与第三电容C3的一端连接。第三电阻R3为限流电阻，用于对第一MOS管M1的源极电流进行限流保护，以更进一步增强电路的安全性和可靠性。值得一提的是，本实施例中，第三电阻R3的阻值为37kΩ，当然，在实际应用中，第三电阻R3的阻值可以根据具体情况进行相应调整。

总之，本实施例中，该电源模块8与传统神经网络重建装置的供电部分相比，其使用的元器件较少，电路结构较为简单，方便维护，由于节省了一些元器件，这样可以降低硬件成本。另外，该电源模块8中设有耦合电容，因此电路的安全性和可靠性较高。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种生物反馈神经功能重建系统，其特征在于，包括肌电电极、参考电极、激励电极、肌电信号检测电路、人体刺激控制电路、恒定电流脉冲发生电路、信号隔离电路和电源模块，所述肌电电极和参考电极均与所述肌电信号检测电路的一个输入端连接，所述肌电信号检测电路的输出端与所述人体刺激控制电路的输入端连接，所述人体刺激控制电路的输出端与所述恒定电流脉冲发生电路的输入端连接，所述信号隔离电路设置在所述肌电信号检测电路的输入端与所述恒定电流脉冲发生电路的输出端之间，所述恒定电流脉冲发生电路的输出端还与所述激励电极连接，所述电源模块的输出端与所述肌电信号检测电路的另一个输入端连接；

所述电源模块包括电压输入端、变压器、整流桥、第一电容、第一电阻、第一MOS管、第一三极管、第二电容、第四电容、第二电位器、第三电容和电压输出端，所述电压输入端的一端与所述变压器的初级线圈的一端连接，所述电压输入端的另一端与所述变压器的初级线圈的另一端连接，所述变压器的次级线圈的一端与所述整流桥的一个输入端连接，所述变压器的次级线圈的另一端与所述整流桥的另一个输入端连接，所述整流桥的一个输出端分别与所述第一电容的一端、第一电阻的一端和第一MOS管的漏极连接，所述第一MOS管的栅极与所述第四电容的一端连接，所述第四电容的另一端分别与所述第一电阻的另一端和第一三极管的集电极连接，所述第一三极管的发射极与所述第二电容的一端连接，所述第一MOS管的源极分别与所述第二电位器的一个固定端、第三电容的一端和电压输出端的一端连接，所述第一三极管的基极与所述第二电位器的滑动端连接，所述整流桥的另一个输出端分别与所述第一电容的另一端、第二电容的另一端、第二电位器的另一个固定端、第三电容的另一端和电压输出端的另一端连接，所述第四电容的电容值为450pF。

2.根据权利要求1所述的生物反馈神经功能重建系统，其特征在于，所述电源模块还包括第一二极管，所述第一二极管的阳极与所述第一三极管的基极连接，所述第一二极管的阴极与所述第二电位器的滑动端连接，所述第一二极管的型号为E-822。

3.根据权利要求2所述的生物反馈神经功能重建系统，其特征在于，所述电源模块还包括第三电阻，所述第三电阻的一端与所述第一MOS管的源极连接，所述第三电阻的另一端与所述第三电容的一端连接，所述第三电阻的阻值为37kΩ。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的生物反馈神经功能重建系统，其特征在于，所述第一MOS管为N沟道MOS管。

5.根据权利要求1至3任意一项所述的生物反馈神经功能重建系统，其特征在于，所述第一三极管为NPN型三极管。

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