專利名稱：一種智能電刺激電路裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于醫(yī)療器械領域，具體涉及一種智能電刺激電路裝置。
背景技術：
據(jù)世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計，目前，中風已成為世界人口的第二大死因，僅次于缺血性心臟病。全世界每6個人中就有I人可能罹患中風，每6秒鐘就有I人死于中風，每6秒鐘就有I人因中風而永久致殘。中風患者由于屈肌痙攣，常受到舒張肌無力或不自主肌肉收縮的困擾。早在1971年，Liberson就是用電刺激的方法幫助足下垂患者行走，電刺激的方法就是通過小電流刺激患者肌肉組織，幫助恢復人體肢體或手部運動，屬于物理理療方法，典型的運用就是低頻治療儀。電刺激的技術經過不同階段的發(fā)展:治療過程前預先設置的刺激電流強度，患者被動接受電刺激，沒有調動患者的主動康復意識，不接受患者的主觀運動要求，即完全被動的電刺激。中國發(fā)明專利《生物反饋系統(tǒng)和顯示設備》(授權公告號CN101460088B)公開的技術調動了患者主動治療的意識，但是裝置給予的電流刺激大小必須在治療之前預先設定，不能根據(jù)患者在治療過程中主動治療的意愿進行治療，即患者主動運動強度只要達到設定閾值，裝置給予設定的固定強度的刺激電流；運動強度達不到設定閾值，設備不給予刺激電流，即設定閾值的電刺激。該專利解決了患者被動治療的問題，但是帶來另一個新問題:也就是說，一旦開始進行電刺激，就無法再反映患者的主觀意愿。
發(fā)明內容發(fā)明目的:本發(fā)明的目的在于為了克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種能實時根據(jù)患者的主觀意愿調節(jié)刺激電流大小的智能電刺激電路裝置。技術方案:本發(fā)明所述的一種智能電刺激電路裝置，包括肌電傳感器及信號處理器、帶通濾波器、微控制器、主開關 、比較放大器、副開關、反饋電路和刺激電流發(fā)生器，肌電傳感器及信號處理器同步采集并處理人體的實時肌電信號，并對信號進行工頻濾波、前級放大、20Hz至500Hz帶通濾波處理，處理后的信號輸入帶通濾波器，因人體肌電信號主要集中在2(Γ500Ηζ的頻段，故帶通濾波器過濾出頻率為2(Γ500Ηζ的信號，傳送給微控制器，微控制器輸出調頻信號控制主開關的通斷并輸出調幅信號通過主開關傳送給比較放大器，t匕較放大器比較所述調幅信號和反饋電路的信號，用放大后的輸出信號控制副開關的通斷和副開關輸出電流的大小，通過副開關的信號一部分進入反饋電路后輸入給比較放大器，一部分用于控制刺激電流發(fā)生器產生刺激電流的大小。刺激電流發(fā)生器連接電源，所述電源受副開關的控制通過刺激電流發(fā)生器中的變壓器或不通過變壓器產生隨肌電信號變化的刺激電流，該刺激電流與從患者身上感應出的肌電信號的頻率和大小相適應，通過變壓器或不通過變壓器產生特定波形的刺激電流，形成自適應的電刺激。微控制器包括脈沖頻率調制器、脈沖寬度調制器和嵌入式軟件，所述脈沖頻率調制器根據(jù)輸入信號輸出一個與肌電信號相適應的調頻信號，，用以控制主開關的通斷，所述調頻信號控制主開關通斷的頻率為(Γ50Ηζ ;所述脈沖寬度調制器根據(jù)輸入信號輸出一個隨該信號大小變化的調幅信號，用以輸入比較放大器，經比較放大器放大后通入刺激電流發(fā)生器產生刺激電流。同時，嵌入式軟件包括對輸入信號進行均方根的處理。為了產生與人體各個部位肌肉動作相適應的刺激電流，所述智能電刺激電路裝置含有多個通道，每個通道的肌電傳感器及信號處理器采集并處理不同部位肌肉的肌電信心，然后輸出不同頻率和大小的刺激電流，以滿足患者不同部位的治療需要。有益效果:本發(fā)明實時采集人體的肌電信號，實時輸出隨肌電信號大小變化的刺激電流，并且刺激電流的頻率隨治療的需要可以實時調節(jié)，根據(jù)患者的意愿變化，相適應的改變刺激電流的大小和頻率，完成患者想要完成的動作，符合現(xiàn)代的主動康復治療理念。

圖1為自適應的電刺激的原理圖；圖2為本發(fā)明裝置的流程圖；圖3為本發(fā)明裝置的局部電路圖。
具體實施方式
下面對本發(fā)明技術方案進行詳細說明，但是本發(fā)明的保護范圍不局限于所述實施例。實施例:本發(fā)明一種智能電刺激電路裝置，如圖2所示，包括肌電傳感器及信號處理器1、帶通濾波電路2、微控 制器11、主開關4、比較放大器9、副開關7、反饋電路8和刺激電流發(fā)生器5，肌電傳感器及信號處理器I同步采集并處理人體的實時肌電信號并對信號進行工頻濾波、前級放大、20Hz至500Hz帶通濾波處理，處理后的信號輸入帶通濾波器2，因人體肌電信號主要集中在2(Γ500Ηζ的頻段，故帶通濾波器2過濾出頻率為2(Γ500Ηζ的信號，傳送給微控制器11，微控制器11包括脈沖頻率調制器3、脈沖寬度調制器10和嵌入式軟件，嵌入式軟件將輸入信號進行均方根處理，所述脈沖頻率調制器3根據(jù)輸入信號輸出一個與治療頻率相適應的調頻信號，調頻信號的頻率為(TlOOHz，用以控制主開關4的通斷；所述脈沖寬度調制器10根據(jù)輸入信號輸出一個隨該信號大小變化的調幅信號，用以經過主開關4輸入比較放大器9，比較放大器9比較所述調幅信號和反饋電路8的信號，用放大后的輸出信號控制副開關7的通斷，通過副開關7的信號一部分進入反饋電路8后輸入給比較放大器9，一部分控制刺激電流發(fā)生器5產生刺激電流的大??；刺激電流發(fā)生器5連接電源Vcc，所述電源Vcc受副開關7的控制，根據(jù)治療所需刺激電流的頻率和大小，通過變壓器6產生特定波形的刺激電流，形成自適應的電刺激，自適應的電刺激中電刺激信號隨著肌電信號的變化而變化，其關系如圖1所示。如圖3所示，本發(fā)明裝置一個通道的局部電路圖(從微控制器11開始)，微控制器11中的脈沖寬度調制器10連接三極管Ql的基極，脈沖頻率調制器3連接三極管Ql的集電極，發(fā)射極接地，從集電極輸出的信號通入比較放大器UlA的同相端，比較放大器UlA —端接電源Vcc，另一端接地，比較放大器UlA的輸出端接入三極管Q2的基極，三極管Q2的發(fā)射極輸出的電流一部分接入比較放大器UlA的反相端，另一部分經反饋電阻Rl分壓后接地，三級管Q2的集電極接入變壓器Tl的原邊，同時變壓器Tl的原邊通入電源Vcc，變壓器Tl的副邊感應輸出電刺激電信號。經過上述電路的連接，經過處理的肌電信號通入微控制器11，微控制器11中的脈沖頻率調制器3控制三極管Ql的通斷，脈沖寬度調制器10使晶體管Ql輸出與肌電信號相對應的電流信號，比較放大器UlA將該信號和反饋電阻Rl的信號比較放大后作用于晶體管Q2，控制晶體管Q2的通斷和晶體管Q2輸出電流的大小，該電流與電源Vcc接入刺激電流發(fā)生器5中的變壓器Tl，副邊感應出根據(jù)肌電信號變化的刺激電流，作用于人體達到治療效果:患者想動的時候幫助患者動，患者不想運動時立即中止幫助，即中止電流刺激；患者想小幅度運動的時候就幫助患者小幅度運動，即電流刺激??；患者想大幅度運動時就幫助患者大幅度運動，即電流刺激大；患者想快一點運動的時就幫助患者快點運動，即電流刺激速度快；患者想慢慢地運動時就幫助患者慢慢地運動，即電流刺激速度慢。如上所述，盡管參照特定的優(yōu)選實施例已經表示和表述了本發(fā)明，但其不得解釋為對本發(fā)明自身的限制。在不脫離所附權利要求定義的本發(fā)明的精神和范圍前提下，可對其在形式上和細節(jié)上作出各種變·化。
權利要求1.一種智能電刺激電路裝置，包括肌電傳感器及信號處理器(I)、帶通濾波器(2)、微控制器(11)、主開關(4)、比較放大器(9)、副開關(7)、反饋電路(8)和刺激電流發(fā)生器(5)，其特征在于:所述肌電傳感器及信號處理器(I)同步采集并處理人體的實時肌電信號，信號經帶通濾波器(2)后輸出給微控制器(11)，微控制器(11)輸出調頻信號控制主開關(4)的通斷并輸出調幅信號通過主開關(4)傳給比較放大器(9)，比較放大器(9)比較所述調幅信號和反饋電路的信號，用放大后的輸出信號控制副開關(7)的通斷和副開關(7)輸出電流的大小，通過副開關(7)的信號一部分進入反饋電路(8)后輸入給比較放大器(9)，一部分用于控制刺激電流發(fā)生器(5)產生刺激電流的大小。
2.根據(jù)權利要求1所述的智能電刺激電路裝置，其特征在于:所述肌電傳感器及信號處理器(I)對肌電信號進行工頻濾波、前級放大以及2(Γ500Ηζ帶通濾波處理。
3.根據(jù)權利要求1所述的智能電刺激電路裝置，其特征在于:所述帶通濾波器(2)過濾出頻率為2(Γ500Ηζ的信號。
4.根據(jù)權利要求1所述的智能電刺激電路裝置，其特征在于:所述刺激電流發(fā)生器(5)連接電源，所述電源受副開關(7 )的控制通過刺激電流發(fā)生器(5 )中的變壓器(6 )或不通過變壓器產生隨肌電信號變化的刺激電流。
5.根據(jù)權利要求1所述的智能電刺激電路裝置，其特征在于:所述智能電刺激電路裝置含有多個 通道。
專利摘要本實用新型公開了一種智能電刺激電路裝置，包括肌電傳感器及信號處理器(1)、帶通濾波器(2)、微控制器(11)、主開關(4)、比較放大器(9)、副開關(7)、反饋電路(8)和刺激電流發(fā)生器(5)，其特征在于所述肌電傳感器及信號處理器(1)同步采集并處理人體的實時肌電信號，信號經帶通濾波器(2)后輸出給微控制器(11)，微控制器(11)輸出調頻信號控制主開關(4)的通斷并輸出調幅信號通過主開關(4)傳給比較放大器(9)，比較放大器(9)比較所述調幅信號和反饋電路的信號，用放大后的輸出信號控制副開關(7)的通斷和副開關(7)輸出電流的大小，通過副開關(7)的信號一部分進入反饋電路(8)后輸入給比較放大器(9)，一部分用于控制刺激電流發(fā)生器(5)產生刺激電流的大小；本實用新型實時采集人體的肌電信號，實時輸出隨肌電信號大小變化的刺激電流，并且刺激電流的頻率隨治療的需要可以實時調節(jié)，根據(jù)患者的意愿變化，相適應的改變刺激電流的大小和頻率，完成患者想要完成的動作，符合現(xiàn)代的主動康復治療理念。
文檔編號A61B5/0488GK203090256SQ20122062779
公開日2013年7月31日 申請日期2012年11月26日 優(yōu)先權日2012年11月26日
發(fā)明者楊瑞嘉, 苗盛巍, 徐賢彪, 史志懷 申請人:南京偉思醫(yī)療科技有限責任公司