專利名稱：肌電訓(xùn)練康復(fù)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
肌電訓(xùn)練康復(fù)儀屬康復(fù)工程與生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科領(lǐng)域。
肌電訓(xùn)練康復(fù)儀是用人的意志控制肌肉收縮或肢體動(dòng)作，以增強(qiáng)改善和康復(fù)肌電發(fā)放水平的裝置，是一種肌電的生物反饋儀。國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的這類儀器，一般均采用水平掃描形式的指示信號(hào)作為視覺反饋信號(hào)，這種方式對(duì)病人來說不夠直覺，不能充分引起病人的心理反應(yīng)，因而使生物反饋的作用受到局限性。
本實(shí)用新型的發(fā)明目的在于根據(jù)信息轉(zhuǎn)化理論和生物反饋學(xué)說，進(jìn)行一種新的設(shè)計(jì)，將視覺和聽覺結(jié)合起來，使儀器測(cè)試結(jié)果更加直觀，能產(chǎn)生與病患者心理反應(yīng)相一致的直覺效果，喚起病患者感覺，進(jìn)而提高測(cè)試或訓(xùn)練效果。
為實(shí)現(xiàn)這樣的發(fā)明目的，本發(fā)明人對(duì)儀器表面安排以及相應(yīng)的電路作了新的設(shè)計(jì)，采用體現(xiàn)登高峰式的X形階梯排列發(fā)光兩極管組成的燈光顯示，用由紅色到綠色的漸變色彩指示燈與體現(xiàn)步步高升的豎式指針電平指示表的指示刻度相結(jié)合的視覺反饋信號(hào)，同時(shí)在轉(zhuǎn)折水平線上配合由壓電晶體電子峰鳴器產(chǎn)生的音響形成聽覺反饋信號(hào)。這兩者的綜合效果，可適應(yīng)病患者康復(fù)肌電迫切愿望的最佳心理狀態(tài)，因而能獲得理想的生物反饋效果。


圖1為單通道肌電訓(xùn)練康復(fù)儀的結(jié)構(gòu)外形圖。面板2上布有X形階梯排列顏色指示燈1和豎式指針電平指示表5，3為箱體，峰鳴器4安裝在儀器側(cè)面，帶放大器的表面電極6的引線連接箱內(nèi)線路板插頭，肌電信號(hào)即經(jīng)表面電極引導(dǎo)出。豎式指針電平指示表5設(shè)計(jì)為低值電平刻度值在下，高值電平刻度值在上，按0→10微伏→50微伏→100微伏→150微伏→200微伏與X形階梯排列顏色指示燈1相對(duì)應(yīng)。X形階梯排列指示燈1由發(fā)光二極管組成，將習(xí)貫上綠色為“通過”、紅色為“停止”的信號(hào)指示應(yīng)用于面板發(fā)光二極管的顏色顯示中，依紅→淺紅→黃→淺綠→綠的顏色順序，自下而上排列，組成兩個(gè)正、倒三角形。測(cè)試時(shí)，肌電電平越高，紅色成份減少而綠色成份增加，達(dá)到頂點(diǎn)綠色，表示肌電康復(fù)合格通過。當(dāng)黃色指示燈亮?xí)r，豎式指針電平指示表的指針相應(yīng)指向100微伏，此刻峰鳴器開始鳴響，隨著電平指示升高，響聲增強(qiáng)。根據(jù)不同的對(duì)象和用途，通過調(diào)整電極的放大倍數(shù)，可以調(diào)整起始電平和預(yù)期值電平。通常對(duì)殘肢者配裝肌電假手康復(fù)肌電用途，起始電平可為10微伏，預(yù)期值電平為200微伏。
圖2為本實(shí)用新型單通道電路原理圖。從表面電極引導(dǎo)出的肌電信號(hào)進(jìn)入前置放大器，放大后的信號(hào)經(jīng)電容C1第一次濾波后送入檢波二極管D1檢波，然后再由濾波電容C2第二次濾波，然后信號(hào)分成二路，一路信號(hào)經(jīng)電阻R1、電位器W6送入電流表進(jìn)行顯示，另一路信號(hào)經(jīng)電阻R2輸入到集成電路的輸入極。二塊集成電路有明確的分工，左面一塊集成電路MC1管綠、淺綠最上二排發(fā)光二極管，右面一塊集成電路NC2管黃、淺紅、紅色余下三排發(fā)光二極管。集成電路MC1、MC2的4腳接電源，電壓為7.2v直流電，2腳和6腳分別接電位器W1和W2、W3和W4的中點(diǎn)，組成閥值電壓。3腳與5腳為肌電信號(hào)輸入端，當(dāng)外接肌電信號(hào)大于閥值電壓時(shí)，從NC1的1腳和7腳就有輸出經(jīng)電阻R5、R6到達(dá)兩只推動(dòng)管BG1、BG2的基極，從NC2的1腳、7腳和16腳有信號(hào)經(jīng)電阻R7、R8、R9到達(dá)推動(dòng)管BG3、BG4、BG5的基極，從這些推動(dòng)管的集電極輸出到發(fā)光二極管顯示。BG1的集電極連接5個(gè)綠色發(fā)光二極管，BG2的集電極連接3個(gè)淺綠色發(fā)光二極管，BG3的集電極練接一個(gè)黃色發(fā)光二極管，BG4的集電極連接3個(gè)淺紅的發(fā)光二極管，BG5的集電極連接5個(gè)紅色發(fā)光二極管。如果肌電信號(hào)小于閥值電壓，信號(hào)就不輸出，發(fā)光二極管不亮，因此調(diào)節(jié)電位器W1～W5，我們可以得到不同的閥值電壓，在外加肌電信號(hào)強(qiáng)弱的支配下，發(fā)光二極管會(huì)先后依次發(fā)光。BG1、BG2的發(fā)射極與BG3的發(fā)射極相連，BG4的發(fā)射極與BG5的發(fā)射極相連，BG3的集電極同時(shí)接到一個(gè)壓電蜂鳴器，使之與黃色指示燈并聯(lián)。當(dāng)BG1、BG2、BG3有信號(hào)輸出時(shí)，蜂鳴器就相應(yīng)發(fā)聲，信號(hào)越強(qiáng)，聲音越響。線路中的D2為限流二極管。
本實(shí)用新型為產(chǎn)生與病患者心理反應(yīng)相一致的直覺效果，采用了X形階梯排列發(fā)光二極管與豎式指針電平指示表相結(jié)合的視覺反饋信號(hào)，并配合電子蜂鳴器為聽覺反饋信號(hào)，這兩者的綜合效果，符合病患者康復(fù)肌電迫切愿望的最佳心理狀態(tài)，因而能獲得理想的生物反饋效果。對(duì)于殘肢者來說，由于具有配裝肌電控制假手，早日實(shí)現(xiàn)生活自理的強(qiáng)列愿望，因而會(huì)產(chǎn)生積極的意志的努力、肌電康復(fù)效果也就更為顯著。本儀器由于體積小，重量輕，功耗小，可以采用雙通道線路和相應(yīng)的雙通道面板布置，可同時(shí)測(cè)試和訓(xùn)練兩塊肌肉。本儀器既是肌電康復(fù)的一種訓(xùn)練治療儀，又是肌電康復(fù)的一種測(cè)試評(píng)定儀，可用于治療肌肉及神經(jīng)系統(tǒng)疾患，幫助殘肢者配裝肌電假手，幫助運(yùn)動(dòng)員提高肌肉力量與功能的訓(xùn)練，以及其它特殊用途，可廣泛用于醫(yī)院臨床和科研。
下面是本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例。整機(jī)采用左右雙通道線路，每單通道的面板布置如
圖1，兩組X形階梯排列的發(fā)光二極管及兩個(gè)豎式指針電平指示表左右對(duì)稱布置，中間加一個(gè)電源指示燈。每個(gè)通道線路元件各在一塊線路板上裝在箱內(nèi)，每單通道線路如圖2。集成塊NC1、NC2采用美國(guó)莫托洛拉半導(dǎo)體器件公司生產(chǎn)的型號(hào)為NC14573的集成電路，二極管D1、D2用2AP9，推動(dòng)管BG1、BG2、BG4、BG5采用3DG6B，BG3用3DG6B＋3DG130的復(fù)合管，電位器W1、W2、W3、W4、W5、W6均取10k，電容C1＝C2＝4.7μF，電阻R1～R9調(diào)試確定在10k到50k之間，壓電晶體電子蜂鳴器電壓3v，發(fā)光二極管永LED17只，電源電壓用7.2V干電池，電平指示表用500μA電流表，采用通用的市售帶前置放大電路的肌電表面電極，其靈敏度可為50微伏到100微伏，放大器的二級(jí)放大總倍數(shù)為三萬(wàn)倍。
肌電表面電極在測(cè)試或治療訓(xùn)練時(shí)，籍助尼龍搭扣系縛于受試肌肉的肌腹部位。起始肌電電平取10微伏，當(dāng)受試者肌電電平超過10微伏時(shí)，底排紅色指示燈亮，激發(fā)受試者進(jìn)一步訓(xùn)練、康復(fù)肌電的強(qiáng)烈意志，當(dāng)達(dá)到50微伏時(shí)，第二排淺紅色指示燈亮，當(dāng)達(dá)到100微伏時(shí)第三排即底三角頂峰黃色指示燈亮，同時(shí)蜂鳴器發(fā)出響聲，表示出現(xiàn)一個(gè)好的轉(zhuǎn)折，隨著肌電的增強(qiáng)，指示燈顏色越來越明亮，由淺綠色到綠色，表示肌電已康復(fù)到即定標(biāo)準(zhǔn)。
本實(shí)施例功耗只有0.5W，外形尺寸為227×158×160mm，體積小，重量輕、工作可靠性高，便于捷帶。整機(jī)設(shè)計(jì)成脫卸式，便于維修。
權(quán)利要求1.一種肌電訓(xùn)練康復(fù)儀，面板2上布有指示燈1和電平指示表5，表面電極6的引線連接箱內(nèi)線路板插頭，箱側(cè)安有蜂鳴器4，其特征在于，面板指示燈1由X形階梯排列的發(fā)光二極管組成，按紅→淺紅→黃→淺綠→綠的顏色順序自下而上排列成兩個(gè)正、倒三角形，電平指示表5為豎式指針式，低值電平刻度值在下，高值電平刻度值在上，按O→10→50→100→150→200微伏與X形階梯排列顏色指示燈1相對(duì)應(yīng)，蜂鳴器4與黃色指示燈相并聯(lián)。
專利摘要肌電訓(xùn)練康復(fù)儀。采用登高峰式X形階梯排列發(fā)光二極管組成的燈光顯示與豎式指針電平指示表相結(jié)合作為視覺反饋信號(hào)，配合電子蜂鳴器為聽覺反饋信號(hào)，可適應(yīng)受試者康復(fù)肌電迫切愿望的最佳心理狀態(tài)，獲得理想的效果。本儀器體積小、重量輕、工作可靠，可設(shè)計(jì)成單通道或雙通道型，作為一種訓(xùn)練治療儀和測(cè)試評(píng)定儀，廣泛用于醫(yī)院臨床和科學(xué)研究。
文檔編號(hào)A61B5/0488GK2103990SQ91230818
公開日1992年5月13日 申請(qǐng)日期1991年10月19日 優(yōu)先權(quán)日1991年10月19日
發(fā)明者胡天培, 劉國(guó)慶, 張斌, 于光明 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)