一種睡眠障礙下肢運動記錄裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種睡眠障礙下肢運動記錄裝置，包括，感應(yīng)機構(gòu)，每一組感應(yīng)單元均包括2個粘貼于患者腿部的9軸傳感器及2個粘貼于患者腿部肌肉表面的表面肌電電極；采集盒，每一組模塊單元與一組感應(yīng)單元對應(yīng)，每一組模塊單元均包括一運動采集模塊及一肌電采集模塊，所述運動采集模塊與所述9軸傳感器通過線纜連接，所述肌電采集模塊與所述表面肌電電極電連接，所述運動采集模塊及所述肌電采集模塊均連接于單片機，并通過與所述單片機相連的第一無線傳輸模塊將數(shù)據(jù)傳輸至終端設(shè)備；終端設(shè)備，包括接收所述第一無線傳輸模塊所發(fā)出數(shù)據(jù)的第二無線傳輸模塊及與所述第二無線傳輸模塊相連的上位機。本案所述睡眠障礙下肢運動記錄裝置結(jié)果客觀可靠。
【專利說明】一種睡眠障礙下肢運動記錄裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種醫(yī)療檢測裝置，特別涉及一種用于睡眠障礙患者下肢運動行為的臨床記錄定量檢測裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)評估睡眠質(zhì)量的工具包括多導睡眠監(jiān)測、睡眠日記及量表評估等主觀評估方式。雖然多導睡眠監(jiān)測能夠客觀、準確的分析睡眠及覺醒狀態(tài)，并對睡眠進行分期，但它高昂的價格及不能在自然狀態(tài)下記錄睡眠的特點，使它在臨床的應(yīng)用受到局限；睡眠日記雖能在一定程度上反映自然狀態(tài)下的睡眠情況，但它的準確性尚未得到認可，因此臨床很需要存在客觀、準確、價格便宜、易被接受的睡眠評估方式。體動記錄儀作為一種無創(chuàng)，并完全在自然狀態(tài)下評估睡眠的方式，其應(yīng)用價值開始被廣大睡眠中心重視。周期性肢動癥是指睡眠期間反復的、高度刻板發(fā)生的肢體運動，最常發(fā)生于下肢。但研宄發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的體動記錄儀會出現(xiàn)檢測結(jié)果與實際不符的情況，這可能與傳感器單一、靈敏度較低有關(guān)。
[0003]基于以上所述，一種用于下肢運動行為的臨床記錄定量檢測裝置亟待開發(fā)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種睡眠障礙下肢運動記錄裝置，通過本技術(shù)可實現(xiàn)對下肢運動程度的定量評估，有效提升評估的客觀性。
[0005]一種睡眠障礙下肢運動記錄裝置，包括感應(yīng)機構(gòu)、采集盒及終端設(shè)備，其中，所述感應(yīng)機構(gòu)，包括兩組感應(yīng)單元，每一組感應(yīng)單元均包括2個粘貼于患者腿部的9軸傳感器及2個粘貼于患者腿部肌肉表面的表面肌電電極；采集盒，包括兩組模塊單元，每一組模塊單元與一組感應(yīng)單元對應(yīng)，每一組模塊單元均包括一運動采集模塊及一肌電采集模塊，所述運動采集模塊與所述9軸傳感器通過線纜連接，所述肌電采集模塊與所述表面肌電電極電連接，所述運動采集模塊及所述肌電采集模塊均連接于單片機，并通過與所述單片機相連的第一無線傳輸模塊將數(shù)據(jù)傳輸至終端設(shè)備；終端設(shè)備，包括接收所述第一無線傳輸模塊所發(fā)出數(shù)據(jù)的第二無線傳輸模塊及與所述第二無線傳輸模塊相連的上位機；其中，所述采集盒內(nèi)還設(shè)有電源管理模塊用于為采集盒供電。
[0006]優(yōu)選的是，所述的睡眠障礙下肢運動記錄裝置，其中，所述表面肌電電極為一用于生物電勢測量的肌電信號檢測芯片，所述肌電信號檢測芯片采用低噪聲、8通道、24位模擬前端芯片ADS1299，所述肌電信號檢測芯片采樣率至少為16bits，用于同步檢測2路4導肌電信號。
[0007]優(yōu)選的是，所述的睡眠障礙下肢運動記錄裝置，其中，所述肌電信號檢測芯片包括8個低噪聲可編程增益放大器和8個24bits同步采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換器，等效輸入噪聲為
1.0 μ Vpp (70Hz BW)，數(shù)據(jù)采樣率為 250SPS ?16kSPS。
[0008]由于肌電信號檢測與人體有直接的電接觸，故所述肌電信號檢測芯片的安全性設(shè)計需格外關(guān)注，不僅需滿足GB9706.1-2007醫(yī)用電氣設(shè)備第I部分:安全通用要求，還需滿足YY 0896-2013醫(yī)用電氣設(shè)備第2部分:肌電及誘發(fā)反應(yīng)設(shè)備安全專業(yè)要求。
[0009]優(yōu)選的是，所述的睡眠障礙下肢運動記錄裝置，其中，所述9軸傳感器為一運動信號檢測芯片，所述運動信號檢測芯片包括三軸加速度計、三軸陀螺儀與三軸磁力計。初步選擇InvenSense公司的MPU-6500傳感器作為運動信號檢測芯片。
[0010]優(yōu)選的是，所述的睡眠障礙下肢運動記錄裝置，其中，所述三軸加速度計的測量范圍為 ±2g，±4g，±8g 或 ±16g。
[0011]優(yōu)選的是，所述的睡眠障礙下肢運動記錄裝置，其中，所述三軸陀螺儀的測量范圍為 ±250，±500，±1000 或 ±2000degrees/seco
[0012]優(yōu)選的是，所述的睡眠障礙下肢運動記錄裝置，其中，所述運動信號檢測芯片為MPU-6500傳感器。
[0013]優(yōu)選的是，所述的睡眠障礙下肢運動記錄裝置，其中，所述第一無線傳輸模塊及所述第二無線傳輸模塊數(shù)據(jù)傳輸速率大于等于275.2kbps，且小于等于2764800bps。最低數(shù)據(jù)傳輸速率:8*16*2000+2*16*6*100 = 275.2kbps。
[0014]就數(shù)據(jù)傳輸量而言，藍牙通信協(xié)議與nRF24L01射頻芯片都可以滿足要求，但是要通過醫(yī)療器械認證，采用專門設(shè)計的滿足CE認證的藍牙通信模塊可以大大縮短開發(fā)流程和認證流程。初步選擇深圳藍色飛舞公司生產(chǎn)的BFlO-A藍牙2.0模塊，該模塊通過了 FCC認證，最大傳輸速率可達2764800bps，可以滿足本系統(tǒng)的無線通信速率要求。
[0015]優(yōu)選的是，所述的睡眠障礙下肢運動記錄裝置，其中，所述第一無線傳輸模塊及所述第二無線傳輸模塊均采用BFlO-A藍牙2.0模塊。
[0016]優(yōu)選的是，所述的睡眠障礙下肢運動記錄裝置，其中，所述采集盒外還設(shè)綁帶用于將采集盒固定于腰間。
[0017]本發(fā)明提供的睡眠障礙下肢運動記錄裝置的有益效果:(I)對患者睡眠障礙典型癥狀下肢運動的評估采用表面肌電圖(sEMG)與運動狀態(tài)相結(jié)合的方法，以形成客觀標準；
(2)對患者運動狀態(tài)評估采用9軸傳感器，即3軸加速度計+3軸陀螺儀+3軸磁力計，通過數(shù)據(jù)融合得到相應(yīng)運動數(shù)據(jù)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明所述的睡眠障礙下肢運動記錄裝置系統(tǒng)框圖；
[0019]圖2為本發(fā)明所述的睡眠障礙下肢運動記錄裝置9軸傳感器數(shù)據(jù)采集電路框圖。

【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的詳細說明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書文字能夠據(jù)以實施。
[0021]如附圖1所示，為本發(fā)明所述的睡眠障礙下肢運動記錄裝置系統(tǒng)框圖，包括感應(yīng)機構(gòu)、采集盒及終端設(shè)備三部分，可以對患者進行單側(cè)運動狀態(tài)測量或?qū)颊哌M行雙側(cè)運動狀態(tài)測量。為了準確檢測下肢的運動狀態(tài)，需要采用兩組分別設(shè)于患者兩側(cè)腿部的感應(yīng)單元，每一組感應(yīng)單元均包括2個分別粘貼于患者大、小腿部的9軸傳感器及2個分別粘貼于患者大、小腿部肌肉表面的表面肌電電極，兩組感應(yīng)單元同時對患者兩腿進行檢測。
[0022]所述感應(yīng)機構(gòu)采用線纜連接至采集盒。采集盒通過腰帶束于患者腰間，所述采集盒包括肌電采集模塊、運動采集模塊、單片機(MCU)、第一無線傳輸模塊和電源管理模塊。終端設(shè)備包括第二無線傳輸模塊和上位機。采集盒與終端設(shè)備之間采用無線通訊。
[0023]如圖2所示，為本發(fā)明所述的睡眠障礙下肢運動記錄裝置9軸傳感器數(shù)據(jù)采集電路框圖，其中，單片機型號為PIC16LF1827，電源型號為U0ADP151，9軸傳感器型號為U_MPU9250，第一無線傳輸模塊型號為U_nRF24L01，所述第一無線傳輸模塊采用射頻芯片。
[0024]另，將睡眠期間上肢震顫記錄裝置與睡眠障礙下肢運動記錄裝置結(jié)合:上肢體動記錄裝置包括傳感器、采集盒與終端設(shè)備三部分，用于測量患者單側(cè)上肢的體動情況。為了測量患者兩側(cè)上肢的震顫情況，需要分別在患者兩側(cè)上臂佩戴采集盒，表面肌電電極與采集盒集成為一體，表面肌電電極位于采集盒與皮膚的接觸面，采集盒直接粘貼于待測前臂肌肉群特定位置，減少了連線。兩側(cè)9軸傳感器粘貼于特定位置后與同側(cè)采集盒相連。兩側(cè)采集盒分別通過無線傳輸模塊與終端設(shè)備進行雙向通訊；睡眠障礙下肢運動記錄裝置包括感應(yīng)機構(gòu)、采集盒及終端設(shè)備三部分，可以對患者進行單側(cè)運動狀態(tài)測量或?qū)颊哌M行雙側(cè)運動狀態(tài)測量。為了準確檢測下肢的運動狀態(tài)，需要采用兩組分別設(shè)于患者兩側(cè)腿部的感應(yīng)單元，每一組感應(yīng)單元均包括2個分別粘貼于患者大、小腿部的9軸傳感器及2個分別粘貼于患者大、小腿部肌肉表面的表面肌電電極，兩組感應(yīng)單元同時對患者兩腿進行檢測。將睡眠期間上肢震顫記錄裝置與睡眠障礙下肢運動記錄裝置結(jié)合形成體動檢測系統(tǒng)可實現(xiàn)多點位檢測，使檢測結(jié)果更為準確客觀。
[0025]盡管本發(fā)明的實施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列運用，它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領(lǐng)域，對于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限于特定的細節(jié)和這里示出與描述的圖例。
【權(quán)利要求】
1.一種睡眠障礙下肢運動記錄裝置，其特征在于，包括， 感應(yīng)機構(gòu)，包括兩組感應(yīng)單元，每一組感應(yīng)單元均包括2個粘貼于患者腿部的9軸傳感器及2個粘貼于患者腿部肌肉表面的表面肌電電極； 采集盒，包括兩組模塊單元，每一組模塊單元與一組感應(yīng)單元對應(yīng)，每一組模塊單元均包括一運動采集模塊及一肌電采集模塊，所述運動采集模塊與所述9軸傳感器通過線纜連接，所述肌電采集模塊與所述表面肌電電極電連接，所述運動采集模塊及所述肌電采集模塊均連接于單片機，并通過與所述單片機相連的第一無線傳輸模塊將數(shù)據(jù)傳輸至終端設(shè)備; 終端設(shè)備，包括接收所述第一無線傳輸模塊所發(fā)出數(shù)據(jù)的第二無線傳輸模塊及與所述第二無線傳輸模塊相連的上位機； 其中，所述采集盒內(nèi)還設(shè)有電源管理模塊用于為采集盒供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的睡眠障礙下肢運動記錄裝置，其特征在于，所述表面肌電電極為一用于生物電勢測量的肌電信號檢測芯片，所述肌電信號檢測芯片采用低噪聲、8通道、24位模擬前端芯片ADS1299，所述肌電信號檢測芯片采樣率至少為16bits，用于同步檢測2路4導肌電信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的睡眠障礙下肢運動記錄裝置，其特征在于，所述肌電信號檢測芯片包括8個低噪聲可編程增益放大器和8個24bits同步采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換器，等效輸入噪聲為 1.0 μ Vpp (70Hz BW)，數(shù)據(jù)采樣率為 250SPS ?16kSPS。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的睡眠障礙下肢運動記錄裝置，其特征在于，所述9軸傳感器為一運動信號檢測芯片，所述運動信號檢測芯片包括三軸加速度計、三軸陀螺儀與三軸磁力計。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的睡眠障礙下肢運動記錄裝置，其特征在于，所述三軸加速度計的測量范圍為±2g，±4g，±8g或±16g。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的睡眠障礙下肢運動記錄裝置，其特征在于，所述三軸陀螺儀的測量范圍為 ±250，±500，±1000 或 ±2000degrees/seco
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的睡眠障礙下肢運動記錄裝置，其特征在于，所述運動信號檢測芯片為MPU-6500傳感器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的睡眠障礙下肢運動記錄裝置，其特征在于，所述第一無線傳輸模塊及所述第二無線傳輸模塊數(shù)據(jù)傳輸速率大于等于275.2kbps，且小于等于2764800bps。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的睡眠障礙下肢運動記錄裝置，其特征在于，所述第一無線傳輸模塊及所述第二無線傳輸模塊均采用BFlO-A藍牙2.0模塊。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的睡眠障礙下肢運動記錄裝置，其特征在于，所述采集盒外還設(shè)綁帶用于將采集盒固定于腰間。
【文檔編號】A61B5/11GK104434125SQ201410752590
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月10日
【發(fā)明者】王心醉 申請人:中國科學院蘇州生物醫(yī)學工程技術(shù)研究所