一種睡眠期間上肢震顫記錄裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種睡眠期間上肢震顫記錄裝置，包括，感應(yīng)單元，包括與患者指尖或前臂肌肉分別連接的9軸傳感器及粘貼于所述前臂肌肉表面的表面肌電電極；采集盒，內(nèi)置運(yùn)動(dòng)采集模塊及肌電采集模塊，所述運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)采集模塊及所述肌電采集模塊均連接于單片機(jī)，并通過與所述單片機(jī)相連的第一無線傳輸模塊將數(shù)據(jù)傳輸至終端設(shè)備。本案所述睡眠期間上肢震顫記錄裝置對(duì)患者睡眠典型癥狀上肢體動(dòng)的評(píng)估采用表面肌電圖(sEMG)與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相結(jié)合的方法，以形成客觀標(biāo)準(zhǔn)，且對(duì)患者運(yùn)動(dòng)狀態(tài)評(píng)估采用9軸傳感器，通過數(shù)據(jù)融合得到相應(yīng)運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，結(jié)果客觀可靠。
【專利說明】一種睡眠期間上肢震顫記錄裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種醫(yī)療檢測裝置，特別涉及一種用于定量記錄睡眠期間上肢震顫的臨床檢測裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)評(píng)估睡眠質(zhì)量的工具包括多導(dǎo)睡眠監(jiān)測、睡眠日記及量表評(píng)估等主觀評(píng)估方式。雖然多導(dǎo)睡眠監(jiān)測能夠客觀、準(zhǔn)確的分析睡眠及覺醒狀態(tài)，并對(duì)睡眠進(jìn)行分期，但它高昂的價(jià)格及不能在自然狀態(tài)下記錄睡眠的特點(diǎn)，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(zhǔn)確性尚未得到認(rèn)可，因此臨床很需要存在客觀、準(zhǔn)確、價(jià)格便宜、易被接受的睡眠評(píng)估方式。體動(dòng)記錄儀作為一種無創(chuàng)，并完全在自然狀態(tài)下評(píng)估睡眠的方式，其應(yīng)用價(jià)值開始被廣大睡眠中心重視。但研宄發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的體動(dòng)記錄儀會(huì)出現(xiàn)檢測結(jié)果與實(shí)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，一種睡眠期間上肢震顫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)明提供一種睡眠期間上肢震顫記錄裝置，通過本技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對(duì)上肢震顫程度的定量評(píng)估，有效提升評(píng)估的客觀性。
[0005]一種睡眠期間上肢震顫記錄裝置，包括，感應(yīng)單元，包括與患者指尖或前臂肌肉分別連接的9軸傳感器及粘貼于所述前臂肌肉表面的表面肌電電極；采集盒，內(nèi)置運(yùn)動(dòng)采集模塊及肌電采集模塊，所述運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)采集模塊及所述肌電采集模塊均連接于單片機(jī)，并通過與所述單片機(jī)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(jī)；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，所述的睡眠期間上肢震顫記錄裝置，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(hào)檢測芯片，所述肌電信號(hào)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(hào)檢測芯片采樣率至少為16bits，用于同步檢測2路4導(dǎo)肌電信號(hào)。
[0007]優(yōu)選的是，所述的睡眠期間上肢震顫記錄裝置，其中，所述肌電信號(hào)檢測芯片包括8個(gè)低噪聲可編程增益放大器和8個(gè)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(hào)檢測與人體有直接的電接觸，故所述肌電信號(hào)檢測芯片的安全性設(shè)計(jì)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，所述的睡眠期間上肢震顫記錄裝置，其中，所述9軸傳感器為一運(yùn)動(dòng)信號(hào)檢測芯片，所述運(yùn)動(dòng)信號(hào)檢測芯片包括三軸加速度計(jì)、三軸陀螺儀與三軸磁力計(jì)。初步選擇InvenSense公司的MPU-6500傳感器作為運(yùn)動(dòng)信號(hào)檢測芯片。
[0010]優(yōu)選的是，所述的睡眠期間上肢震顫記錄裝置，其中，所述三軸加速度計(jì)的測量范圍為 ±2g，±4g，±8g 或 ±16g。
[0011]優(yōu)選的是，所述的睡眠期間上肢震顫記錄裝置，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，所述的睡眠期間上肢震顫記錄裝置，其中，所述運(yùn)動(dòng)信號(hào)檢測芯片為MPU-6500傳感器。
[0013]優(yōu)選的是，所述的睡眠期間上肢震顫記錄裝置，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]優(yōu)選的是，所述的睡眠期間上肢震顫記錄裝置，其中，所述第一無線傳輸模塊及所述第二無線傳輸模塊采用BFlO-A藍(lán)牙2.0模塊。就數(shù)據(jù)傳輸量而言，藍(lán)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(rèn)證，采用專門設(shè)計(jì)的滿足CE認(rèn)證的藍(lán)牙通信模塊可以大大縮短開發(fā)流程和認(rèn)證流程。初步選擇深圳藍(lán)色飛舞公司生產(chǎn)的BFlO-A藍(lán)牙2.0模塊，該模塊通過了 FCC認(rèn)證，最大傳輸速率可達(dá)2764800bps，可以滿足本系統(tǒng)的無線通信速率要求。
[0015]優(yōu)選的是，所述的睡眠期間上肢震顫記錄裝置，其中，所述采集盒外還設(shè)綁帶用于將采集盒固定于前臂，所述表面肌電電極設(shè)于所述采集盒與前臂接觸面。
[0016]本發(fā)明提供的睡眠期間上肢震顫記錄裝置的有益效果:(I)對(duì)患者睡眠典型癥狀上肢體動(dòng)的評(píng)估采用表面肌電圖(sEMG)與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相結(jié)合的方法，以形成客觀標(biāo)準(zhǔn)；(2)對(duì)患者運(yùn)動(dòng)狀態(tài)評(píng)估采用9軸傳感器，即3軸加速度計(jì)+3軸陀螺儀+3軸磁力計(jì)，通過數(shù)據(jù)融合得到相應(yīng)運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明所述的睡眠期間上肢震顫記錄裝置系統(tǒng)框圖；
[0018]圖2為本發(fā)明所述的睡眠期間上肢震顫記錄裝置9軸傳感器數(shù)據(jù)采集電路框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)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(shí)施。
[0020]如附圖1所示，為本發(fā)明所述的睡眠期間上肢震顫記錄裝置系統(tǒng)框圖，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(dòng)情況。為了測量患者兩側(cè)上肢的體動(dòng)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(jìn)行雙向通訊。
[0021]感應(yīng)單元包括粘貼于指尖的測量手部運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的9軸傳感器和粘貼于前臂肌肉群的檢測肌電信號(hào)的表面肌電電極，9軸傳感器采用線纜連接至采集盒，而表面肌電電極與采集盒為一體結(jié)構(gòu)。采集盒粘貼于前臂，包括肌電采集模塊、運(yùn)動(dòng)采集模塊、單片機(jī)(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(jī)。采集盒與終端設(shè)備之間采用無線通訊。
[0022]如圖2所示，為本發(fā)明所述的睡眠期間上肢震顫記錄裝置9軸傳感器數(shù)據(jù)采集電路框圖，其中，單片機(jī)型號(hào)為PIC16LF1827，電源型號(hào)為U0ADP151，9軸傳感器型號(hào)為U_MPU9250，第一無線傳輸模塊型號(hào)為U_nRF24L01，所述第一無線傳輸模塊采用射頻芯片。
[0023]另，將睡眠期間上肢震顫記錄裝置與下肢運(yùn)動(dòng)記錄裝置結(jié)合:上肢震顫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(dòng)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(jìn)行雙向通訊；下肢運(yùn)動(dòng)記錄裝置包括感應(yīng)機(jī)構(gòu)、采集盒及終端設(shè)備三部分，可以對(duì)患者進(jìn)行單側(cè)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)測量或?qū)颊哌M(jìn)行雙側(cè)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)測量。為了準(zhǔn)確檢測下肢的運(yùn)動(dòng)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(gè)分別粘貼于患者大、小腿部的9軸傳感器及2個(gè)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(shí)對(duì)患者兩腿進(jìn)行檢測。將睡眠期間上肢震顫記錄裝置與下肢運(yùn)動(dòng)記錄裝置結(jié)合形成體動(dòng)檢測系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)位檢測，使檢測結(jié)果更為準(zhǔn)確客觀。
[0024]盡管本發(fā)明的實(shí)施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實(shí)施方式中所列運(yùn)用，它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領(lǐng)域，對(duì)于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實(shí)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(xì)節(jié)和這里示出與描述的圖例。
【權(quán)利要求】
1.一種睡眠期間上肢震顫記錄裝置，其特征在于，包括， 感應(yīng)單元，包括與患者指尖或前臂肌肉分別連接的9軸傳感器及粘貼于所述前臂肌肉表面的表面肌電電極； 采集盒，內(nèi)置運(yùn)動(dòng)采集模塊及肌電采集模塊，所述運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)采集模塊及所述肌電采集模塊均連接于單片機(jī)，并通過與所述單片機(jī)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(jī)； 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所述的睡眠期間上肢震顫記錄裝置，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(hào)檢測芯片，所述肌電信號(hào)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(hào)檢測芯片采樣率至少為16bits，用于同步檢測2路4導(dǎo)肌電信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的睡眠期間上肢震顫記錄裝置，其特征在于，所述肌電信號(hào)檢測芯片包括8個(gè)低噪聲可編程增益放大器和8個(gè)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所述的睡眠期間上肢震顫記錄裝置，其特征在于，所述9軸傳感器為一運(yùn)動(dòng)信號(hào)檢測芯片，所述運(yùn)動(dòng)信號(hào)檢測芯片包括三軸加速度計(jì)、三軸陀螺儀與三軸磁力計(jì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的睡眠期間上肢震顫記錄裝置，其特征在于，所述三軸加速度計(jì)的測量范圍為±2g，±4g，±8g或±16g。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的睡眠期間上肢震顫記錄裝置，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所述的睡眠期間上肢震顫記錄裝置，其特征在于，所述運(yùn)動(dòng)信號(hào)檢測芯片為MPU-6500傳感器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的睡眠期間上肢震顫記錄裝置，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所述的睡眠期間上肢震顫記錄裝置，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采用BFlO-A藍(lán)牙2.0模塊。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的睡眠期間上肢震顫記錄裝置，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前臂，所述表面肌電電極設(shè)于所述采集盒與前臂接觸面。
【文檔編號(hào)】A61B5/11GK104434126SQ201410753081
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)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(qǐng)人:中國科學(xué)院蘇州生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)研究所