专利名称：一种智能电刺激电路装置的制作方法
技术领域：
本发明属于医疗器械领域，具体涉及一种智能电刺激电路装置。
背景技术：
据世界卫生组织统计，目前，中风已成为世界人口的第二大死因，仅次于缺血性心脏病。全世界每6个人中就有I人可能罹患中风，每6秒钟就有I人死于中风，每6秒钟就有I人因中风而永久致残。中风患者由于屈肌痉挛，常受到舒张肌无力或不自主肌肉收缩的困扰。早在1971年，Liberson就是用电刺激的方法帮助足下垂患者行走，电刺激的方法就是通过小电流刺激患者肌肉组织，帮助恢复人体肢体或手部运动，属于物理理疗方法，典型的运用就是低频治疗仪。电刺激的技术经过不同阶段的发展:治疗过程前预先设置的刺激电流强度，患者被动接受电刺激，没有调动患者的主动康复意识，不接受患者的主观运动要求，即完全被动的电刺激。中国发明专利《生物反馈系统和显示设备》(授权公告号CN101460088B)公开的技术调动了患者主动治疗的意识，但是装置给予的电流刺激大小必须在治疗之前预先设定，不能根据患者在治疗过程中主动治疗的意愿进行治疗，即患者主动运动强度只要达到设定阈值，装置给予设定的固定强度的刺激电流；运动强度达不到设定阈值，设备不给予刺激电流，即设定阈值的电刺激。该专利解决了患者被动治疗的问题，但是带来另一个新问题:也就是说，一旦开始进行电刺激，就无法再反映患者的主观意愿。
发明内容发明目的:本发明的目的在于为了克服现有技术的不足，提供一种能实时根据患者的主观意愿调节刺激电流大小的智能电刺激电路装置。技术方案:本发明所述的一种智能电刺激电路装置，包括肌电传感器及信号处理器、带通滤波器、微控制器、主开关 、比较放大器、副开关、反馈电路和刺激电流发生器，肌电传感器及信号处理器同步采集并处理人体的实时肌电信号，并对信号进行工频滤波、前级放大、20Hz至500Hz带通滤波处理，处理后的信号输入带通滤波器，因人体肌电信号主要集中在2(Γ500Ηζ的频段，故带通滤波器过滤出频率为2(Γ500Ηζ的信号，传送给微控制器，微控制器输出调频信号控制主开关的通断并输出调幅信号通过主开关传送给比较放大器，t匕较放大器比较所述调幅信号和反馈电路的信号，用放大后的输出信号控制副开关的通断和副开关输出电流的大小，通过副开关的信号一部分进入反馈电路后输入给比较放大器，一部分用于控制刺激电流发生器产生刺激电流的大小。刺激电流发生器连接电源，所述电源受副开关的控制通过刺激电流发生器中的变压器或不通过变压器产生随肌电信号变化的刺激电流，该刺激电流与从患者身上感应出的肌电信号的频率和大小相适应，通过变压器或不通过变压器产生特定波形的刺激电流，形成自适应的电刺激。微控制器包括脉冲频率调制器、脉冲宽度调制器和嵌入式软件，所述脉冲频率调制器根据输入信号输出一个与肌电信号相适应的调频信号，，用以控制主开关的通断，所述调频信号控制主开关通断的频率为(Γ50Ηζ ;所述脉冲宽度调制器根据输入信号输出一个随该信号大小变化的调幅信号，用以输入比较放大器，经比较放大器放大后通入刺激电流发生器产生刺激电流。同时，嵌入式软件包括对输入信号进行均方根的处理。为了产生与人体各个部位肌肉动作相适应的刺激电流，所述智能电刺激电路装置含有多个通道，每个通道的肌电传感器及信号处理器采集并处理不同部位肌肉的肌电信心，然后输出不同频率和大小的刺激电流，以满足患者不同部位的治疗需要。有益效果:本发明实时采集人体的肌电信号，实时输出随肌电信号大小变化的刺激电流，并且刺激电流的频率随治疗的需要可以实时调节，根据患者的意愿变化，相适应的改变刺激电流的大小和频率，完成患者想要完成的动作，符合现代的主动康复治疗理念。
图1为自适应的电刺激的原理图；图2为本发明装置的流程图；图3为本发明装置的局部电路图。
具体实施方式
下面对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。实施例:本发明一种智能电刺激电路装置，如图2所示，包括肌电传感器及信号处理器1、带通滤波电路2、微控 制器11、主开关4、比较放大器9、副开关7、反馈电路8和刺激电流发生器5，肌电传感器及信号处理器I同步采集并处理人体的实时肌电信号并对信号进行工频滤波、前级放大、20Hz至500Hz带通滤波处理，处理后的信号输入带通滤波器2，因人体肌电信号主要集中在2(Γ500Ηζ的频段，故带通滤波器2过滤出频率为2(Γ500Ηζ的信号，传送给微控制器11，微控制器11包括脉冲频率调制器3、脉冲宽度调制器10和嵌入式软件，嵌入式软件将输入信号进行均方根处理，所述脉冲频率调制器3根据输入信号输出一个与治疗频率相适应的调频信号，调频信号的频率为(TlOOHz，用以控制主开关4的通断；所述脉冲宽度调制器10根据输入信号输出一个随该信号大小变化的调幅信号，用以经过主开关4输入比较放大器9，比较放大器9比较所述调幅信号和反馈电路8的信号，用放大后的输出信号控制副开关7的通断，通过副开关7的信号一部分进入反馈电路8后输入给比较放大器9，一部分控制刺激电流发生器5产生刺激电流的大小；刺激电流发生器5连接电源Vcc，所述电源Vcc受副开关7的控制，根据治疗所需刺激电流的频率和大小，通过变压器6产生特定波形的刺激电流，形成自适应的电刺激，自适应的电刺激中电刺激信号随着肌电信号的变化而变化，其关系如图1所示。如图3所示，本发明装置一个通道的局部电路图(从微控制器11开始)，微控制器11中的脉冲宽度调制器10连接三极管Ql的基极，脉冲频率调制器3连接三极管Ql的集电极，发射极接地，从集电极输出的信号通入比较放大器UlA的同相端，比较放大器UlA —端接电源Vcc，另一端接地，比较放大器UlA的输出端接入三极管Q2的基极，三极管Q2的发射极输出的电流一部分接入比较放大器UlA的反相端，另一部分经反馈电阻Rl分压后接地，三级管Q2的集电极接入变压器Tl的原边，同时变压器Tl的原边通入电源Vcc，变压器Tl的副边感应输出电刺激电信号。经过上述电路的连接，经过处理的肌电信号通入微控制器11，微控制器11中的脉冲频率调制器3控制三极管Ql的通断，脉冲宽度调制器10使晶体管Ql输出与肌电信号相对应的电流信号，比较放大器UlA将该信号和反馈电阻Rl的信号比较放大后作用于晶体管Q2，控制晶体管Q2的通断和晶体管Q2输出电流的大小，该电流与电源Vcc接入刺激电流发生器5中的变压器Tl，副边感应出根据肌电信号变化的刺激电流，作用于人体达到治疗效果:患者想动的时候帮助患者动，患者不想运动时立即中止帮助，即中止电流刺激；患者想小幅度运动的时候就帮助患者小幅度运动，即电流刺激小；患者想大幅度运动时就帮助患者大幅度运动，即电流刺激大；患者想快一点运动的时就帮助患者快点运动，即电流刺激速度快；患者想慢慢地运动时就帮助患者慢慢地运动，即电流刺激速度慢。如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变·化。
权利要求1.一种智能电刺激电路装置，包括肌电传感器及信号处理器(I)、带通滤波器(2)、微控制器(11)、主开关(4)、比较放大器(9)、副开关(7)、反馈电路(8)和刺激电流发生器(5)，其特征在于:所述肌电传感器及信号处理器(I)同步采集并处理人体的实时肌电信号，信号经带通滤波器(2)后输出给微控制器(11)，微控制器(11)输出调频信号控制主开关(4)的通断并输出调幅信号通过主开关(4)传给比较放大器(9)，比较放大器(9)比较所述调幅信号和反馈电路的信号，用放大后的输出信号控制副开关(7)的通断和副开关(7)输出电流的大小，通过副开关(7)的信号一部分进入反馈电路(8)后输入给比较放大器(9)，一部分用于控制刺激电流发生器(5)产生刺激电流的大小。
2.根据权利要求1所述的智能电刺激电路装置，其特征在于:所述肌电传感器及信号处理器(I)对肌电信号进行工频滤波、前级放大以及2(Γ500Ηζ带通滤波处理。
3.根据权利要求1所述的智能电刺激电路装置，其特征在于:所述带通滤波器(2)过滤出频率为2(Γ500Ηζ的信号。
4.根据权利要求1所述的智能电刺激电路装置，其特征在于:所述刺激电流发生器(5)连接电源，所述电源受副开关(7 )的控制通过刺激电流发生器(5 )中的变压器(6 )或不通过变压器产生随肌电信号变化的刺激电流。
5.根据权利要求1所述的智能电刺激电路装置，其特征在于:所述智能电刺激电路装置含有多个 通道。
专利摘要本实用新型公开了一种智能电刺激电路装置，包括肌电传感器及信号处理器(1)、带通滤波器(2)、微控制器(11)、主开关(4)、比较放大器(9)、副开关(7)、反馈电路(8)和刺激电流发生器(5)，其特征在于所述肌电传感器及信号处理器(1)同步采集并处理人体的实时肌电信号，信号经带通滤波器(2)后输出给微控制器(11)，微控制器(11)输出调频信号控制主开关(4)的通断并输出调幅信号通过主开关(4)传给比较放大器(9)，比较放大器(9)比较所述调幅信号和反馈电路的信号，用放大后的输出信号控制副开关(7)的通断和副开关(7)输出电流的大小，通过副开关(7)的信号一部分进入反馈电路(8)后输入给比较放大器(9)，一部分用于控制刺激电流发生器(5)产生刺激电流的大小；本实用新型实时采集人体的肌电信号，实时输出随肌电信号大小变化的刺激电流，并且刺激电流的频率随治疗的需要可以实时调节，根据患者的意愿变化，相适应的改变刺激电流的大小和频率，完成患者想要完成的动作，符合现代的主动康复治疗理念。
文档编号A61B5/0488GK203090256SQ20122062779
公开日2013年7月31日 申请日期2012年11月26日 优先权日2012年11月26日
发明者杨瑞嘉, 苗盛巍, 徐贤彪, 史志怀 申请人:南京伟思医疗科技有限责任公司