本發(fā)明涉及表面肌電信號采集及加速度信號采集，屬于醫(yī)學監(jiān)測技術領域。

背景技術：

表面肌電信號(semg)是伴隨肌肉收縮產(chǎn)生的一種生理電信號，是神經(jīng)及肌肉興奮時產(chǎn)生生物電的結果，它是產(chǎn)生肌肉力的電信號根源。表面肌電信號與肌肉功能的狀態(tài)和活動狀態(tài)間有著不同程度的關聯(lián)性，可以在一定程度上反映肌肉的活動，在人機工效學領域肌肉活動的工效學分析、康復醫(yī)學領域中肌肉功能評價以及在臨床醫(yī)學中神經(jīng)肌肉疾病診斷以及體育運動科學中的疲勞的判定、運動分析等都具有相當大的實用價值。但是對于運動分析領域的研究，單一的表面肌電信號難以滿足現(xiàn)在的研究需要，研究者往往需要同時采集包括表面肌電信號在內(nèi)的多項人體運動的生理參數(shù)，而加速度信號反映人體運動的狀態(tài)信息，與表面肌電相結合進行人體運動狀態(tài)的研究是現(xiàn)在非常熱門的研究方向。

現(xiàn)有的肌電采集設備都比較大型化，并且僅僅是采集表面肌電，很少有設備可以同時采集表面肌電信號及同一塊肌肉的加速度信號并且具有實時無線傳輸?shù)奶攸c。如：cn201510625069.8公開了一種肌電采集和顯示裝置，cn201320325163.8公開了一種基于藍牙的無線表面肌電采集儀，其缺點是僅僅采集表面肌電，而不能同時采集同一塊肌肉運動產(chǎn)生的加速度信號。隨著相關研究的深入，在運動分析的應用中，單一的表面肌電信號往往不足以滿足需要，因此，需要同時采集同一塊肌肉運動時的加速度信號。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的技術問題是將加速度信號與表面肌電信號相結合，解決了現(xiàn)有肌電采集設備僅能采集人體運動時的表面肌電信號而不能同時采集同一塊肌肉運動的加速度信號的問題。并且解決了肌電采集設備尺寸過大和需要有線傳輸?shù)葐栴}。

本發(fā)明的系統(tǒng)包括4個模塊，分別是表面肌電采集模塊，加速度傳感器，數(shù)據(jù)處理模塊，無線藍牙數(shù)據(jù)傳輸模塊。系統(tǒng)通過表面肌電采集 模塊采集表面肌電信號，同時，使用加速度傳感器對人體運動時的加速度信號進行采集，將采集到的表面肌電信號及加速度信號傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理模塊進行處理后再通過無線藍牙數(shù)據(jù)傳輸模塊上傳至pc上位機。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種帶有加速度傳感器的無線表面肌電采集系統(tǒng)，其特征在于包括：

束帶，用于將無線表面肌電采集系統(tǒng)固定于被測試者的身體的被測量部位上，

系統(tǒng)電路板，用于對采集到的數(shù)據(jù)進行處理和發(fā)送，

電源開關，用于接通/關斷無線表面肌電采集系統(tǒng)的供電，

電極片，用于采集目標肌肉處的表面肌電信號，

參考電極，用于貼于目標肌肉以外的另一塊肌肉上，

其中，系統(tǒng)電路板上設置有：

加速度傳感器，用于采集被測試者運動時的加速度信號，

肌電采集模塊，用于處理所述的表面肌電信號，

數(shù)據(jù)處理模塊，用于對所述的表面肌電信號進行a/d轉換，

無線藍牙數(shù)據(jù)傳輸模塊，a/d轉換之后的表面肌電信號通過無線藍牙數(shù)據(jù)傳輸模塊被傳輸?shù)絧c上位機。

本發(fā)明的優(yōu)點包括：

(1).本發(fā)明將加速度傳感器與表面肌電采集系統(tǒng)相結合，可以在采集表面肌電信號的同時采集到同一塊肌肉運動的加速度信號。

(2).本發(fā)明采用無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒?，和一般表面肌電采集設備相比，更為輕便，在采集表面肌電信號與人體運動的加速度信號時排除了數(shù)據(jù)線對運動的干擾。

附圖說明

為便于理解本發(fā)明的原理及其實際運作過程與狀況，結合實施例及附圖對本發(fā)明作進一步描述。在附圖中：

圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的帶有加速度傳感器對的無線表面肌電采集系統(tǒng)的原理圖。

圖2為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的一種帶有加速度傳感器的無線表面肌電采集系統(tǒng)的佩戴部分的示意圖。

圖3為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的帶有加速度傳感器的表面肌電采集系統(tǒng)部分示意圖。

附圖標記：

1—束帶2—系統(tǒng)電路板3—開關

4—電源指示燈5—電池及電池盒6—電極線

7—外殼8—表面肌電采集系統(tǒng)9—電極片

10—pc上位機11—參考電極電極片

具體實施方式

下面結合附圖詳細描述本發(fā)明的實施例。

如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的帶有加速度傳感器的無線表面肌電采集系統(tǒng)包括加速度傳感器103，肌電采集模塊102，數(shù)據(jù)處理模塊104，無線藍牙數(shù)據(jù)傳輸模塊105。其中，加速度傳感器103采集人體相關部位運動時的加速度信號；肌電采集模塊102通過肌電采集電極101采集人體相關部位運動時的表面肌電信號，采集到的信號傳輸至數(shù)據(jù)處理模塊104，在數(shù)據(jù)處理模塊104進行a/d轉換，轉換后的數(shù)據(jù)通過無線藍牙數(shù)據(jù)傳輸模塊105傳輸?shù)絧c上位機106。

圖2為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的一種帶有加速度傳感器的無線表面肌電采集系統(tǒng)的佩戴部分的示意圖。該佩戴部分包括束帶1，用于將系統(tǒng)固定于被測者身體相關部位；系統(tǒng)電路板2，用于對數(shù)據(jù)進行處理和發(fā)送，并裝載在外殼7中，系統(tǒng)電路板2中包括加速度傳感器103，肌電采集模塊102，數(shù)據(jù)處理模塊104及無線藍牙數(shù)據(jù)傳輸模塊105；電源開關3，用于控制系統(tǒng)電源接通/關斷；電源指示燈4，用于指示電源通斷；電池盒5，用于放置電池，并裝載在外殼7中；電極線6，用于連接肌電采集電極；外殼7，用于裝載系統(tǒng)電路板2和電池盒5，固定于束帶1上。

根據(jù)本發(fā)明的一種具體的實施方式，可以將一種帶有加速度傳感器的無線表面肌電采集系統(tǒng)的佩戴部分佩戴于例如前臂處；加速度傳感器103采集被測者前臂運動的加速度信號，其輸出為數(shù)字輸出；表面電極9采集前臂處的肌電信號；肌電采集模塊102將表面電極9采集到的肌電信號放大，并進行低通、高通濾波處理，如此處理后的肌電信號被傳輸?shù)较到y(tǒng)電路板2上的數(shù)據(jù)處理模塊(104)；數(shù)據(jù)處理模塊(104)將表面肌電信號進行a/d轉換，轉換出的數(shù)字信號按一定的頻率與上述加速度信號一起通過無線藍牙數(shù)據(jù)傳輸模塊(105)傳輸至pc上位機(106)。

圖3示意顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的帶有加速度傳感器的表面肌電采集系統(tǒng)8和電極片9(對應于圖1中的肌電采集電極101)，用于連接肌電采集電極片9和表面肌電采集系統(tǒng)8的電極線6，及參考電極11和pc上位機10(對應于圖1中的pc上位機106)。

使用者將電極片9貼在需要采集表面肌電的肌肉處，并將參考電極11貼于另一塊肌肉上，打開開關3，電源指示燈4變亮，表面肌電采集系統(tǒng)8開始工作。采集到的數(shù)據(jù)通過系統(tǒng)電路板2上的無線藍牙數(shù)據(jù)傳輸模塊(105)傳輸至pc上位機10(對應于圖1中的pc上位機106)。

應當理解的是，以上結合附圖和實施例對本發(fā)明所進行的描述只是說明而非限定性的，且在不脫離如所附權利要求書所限定的本發(fā)明的前提下，可以對上述實施例進行各種改變、變形、和/或修正。

技術特征：

技術總結
本發(fā)明是一種帶有加速度傳感器的無線表面肌電采集系統(tǒng)，屬于醫(yī)學監(jiān)測技術領域。包含導線，電極，加速度傳感器，肌電信號采集模塊，數(shù)據(jù)處理模塊。系統(tǒng)通過加速度傳感器采集人體運動的加速度信號，肌電采集電極和參考電極采集表面肌電信號，然后表面肌電信號通過肌電信號采集模塊的放大和濾波并經(jīng)過數(shù)據(jù)處理模塊的A/D轉換后變?yōu)閿?shù)字信號，與加速度傳感器采集到的加速度信號一起通過藍牙模塊傳輸?shù)絇C上位機。該發(fā)明的優(yōu)點是可以同時采集人體運動產(chǎn)生的表面肌電信號及同一塊肌肉運動的加速度信號，數(shù)據(jù)為實時無線傳輸，使人體在做動作時不會受到數(shù)據(jù)線的干擾。整個系統(tǒng)小型化，低功耗，實用性強?？梢詰糜谂R床診斷、康復醫(yī)學、以及運動學等領域。

技術研發(fā)人員：牛海軍;尉振剛;王立
受保護的技術使用者：北京航空航天大學
技術研發(fā)日：2016.03.31
技術公布日：2017.10.24