基于神经肌肉电刺激仪的便携式检测装置及方法与流程

本发明涉及精密仪器检测领域，尤其涉及一种基于神经肌肉电刺激仪的便携式检测装置及方法。

背景技术：

在医学上，常用神经肌肉电刺激仪发出电脉冲序列诱发肌肉运动，刺激特定肌肉群使其抽搐或者收缩，继而达到“功能”修复的技术。该仪器输出电脉冲大小直接关系到治疗的效果，其电性参数输出的稳定性对治疗的进度起至关重要的作用，现目前，传统上的电子检测仪器读数不精确，反应不够灵敏、线型误差较大，不能很好的应用在精密仪器的电性检测上。因此，有必要设计一种基于神经肌肉电刺激仪的便携式检测装置及方法。

技术实现要素：

本发明提供一种基于神经肌肉电刺激仪的便携式检测装置及方法，以解决目前传统电子检测仪读数不精确，反应不够灵敏、线型误差较大，不能很好的应用在精密仪器的电性检测上的问题。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种基于神经肌肉电刺激仪的便携式检测装置，包括壳体、电路板、软件系统和触摸屏，所述壳体包括：主壳体、按键帽和安装固定件；所述电路板包括：继电器网络、电阻网络、信号调理电路、CPU单片机和电源模块；其中，

CPU单片机为带12位高速AD，所述带12位高速AD采用SMT32F407VET6；

继电器网络与电阻网络连接，用于自动控制、安全保护和转换电路；

电阻网络与信号调理电路连接，用于生成测试信号；

信号调理电路与CPU单片机连接，用于放大信号和处理AD采样；

电源模块用于提供系统所需电源；

触摸屏与CPU单片机连接，用于显示输出信号和波形图。

进一步地，所述继电器网络包括继电器，所述继电器采用TQ2-L2-5V。

进一步地，所述电阻网络包括负载电阻，所述负载电阻分为300Ω负载电阻、500Ω负载电阻、1000Ω负载电阻、2000Ω负载电阻、10KΩ负载电阻和外部扩展80Ω负载电阻；

进一步地，所述信号调理电路包括可调增益放大器，所述可调增益放大器用于对信号进行放大1-128倍和将信号零点调整到1.25V，所述可调增益放大器采用PGA280。

进一步地，所述电源模块包括锂电池充电电路、3.3V电源、5V背光及继电器供电电源、±5V模拟电路供电电源和一键开关机电路；其中，

所述锂电池充电电路包括电池充电控制器，所述控制器采用MCP73831T-2ATI/OT；

3.3V电源包括IC芯片，所述IC芯片采用TPS62260DDC；

5V背光及继电器供电电源包括集成开关，所述升压转换器采用TPS61040；

±5V模拟电路供电电源包括集成开关，所述集成开关采用TPS65133；

一键开关机电路包括开关MOS管和单向二极管。

进一步地，所述触摸屏与CPU单片机之间设有薄膜晶体管驱动电路，所述触摸屏采用4.3寸电容触摸屏。

一种基于神经肌肉电刺激仪的便携式检测方法，所述方法包括如下步骤：

S1)先将装置开机；

S2)神经肌肉电刺激仪的输出端分正负极分别连接至装置的信号输入端；

S3)在装置上选择通道、阻抗，进入测试界面；

S4)将神经肌肉电刺激仪开机后，启动输出，进行测试。

进一步地，所述步骤S3)包括步骤S3.1)：进入测量模式，设置负载阻抗、测试通道、电压范围和频带范围。

进一步地，所述测试参数包括电流、电压、输出波形图、输入电压信号值、信号频率、直流分量、交流分量、干扰电流和拍频。

本发明的有益效果是：

本发明通过继电器网络自动控制、安全保护和转换电路，电阻网络的不同阻值的负载电阻切换，信号调理电路对信号进行放大和加入信号零点电路，提高了采样的精度及稳定性，使检测的电性参数和波形精度更高，减小线性误差，结构简单，在医学器件检测和工控领域得到广泛应用。

附图说明

图1是本发明的一个结构连接框图；

图2是本发明的CPU单片机的一个电路连接示意图；

图3是本发明的可调增益放大器的一个电路连接示意图；

图4是本发明的接入点的一个电路连接示意图；

图5是本发明的继电器DQ1～DQ3的一个电路连接示意图；

图6是本发明继电器DQ4～DQ7的一个电路连接示意图；

图7是本发明继电器DQ8的一个电路连接示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例中的技术方案，并使本发明实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明实施例中技术方案作进一步详细的说明。

参见图1，本发明包括壳体、电路板和触摸屏，壳体包括：主壳体、薄膜按键；电路板包括：继电器网络、电阻网络、信号调理电路、CPU单片机和电源部分；其中，CPU单片机为带12位高速AD，所述带12位高速AD采用SMT32F407VET6；继电器网络与电阻网络连接，用于自动控制、安全保护和转换电路；电阻网络与信号调理电路连接，用于生成测试信号；信号调理电路与CPU单片机连接，用于放大信号和处理AD采样；电源部分产生系统所需的数字及模拟电源，用于系统供电；触摸屏与CPU单片机连接，用于显示输出信号、波形图及测量值。

在本实施例中，继电器网络包括继电器，所述继电器采用TQ2-L2-5V；电阻网络包括负载电阻，负载电阻分为300Ω负载电阻、500Ω负载电阻、1000Ω负载电阻、2000Ω负载电阻、10KΩ负载电阻和外部扩展80Ω负载电阻；信号调理电路包括可调增益放大器，可调增益放大器用于对信号进行放大1-128倍和将信号零点调整到1.25V，可调增益放大器采用PGA280；电源模块包括锂电池充电电路、3.3V电源、5V背光及继电器供电电源、±5V模拟电路供电电源和一键开关机电路；其中，锂电池充电电路包括电池充电控制器，所述控制器采用MCP73831T-2ATI/OT；3.3V电源包括IC芯片，IC芯片采用TPS62260DDC；5V背光及继电器供电电源包括集成开关，升压转换器采用TPS61040；±5V模拟电路供电电源包括集成开关，集成开关采用TPS65133；一键开关机电路包括开关MOS管和单向二极管。

在本实施例中，所述触摸屏与CPU单片机之间设有薄膜晶体管驱动电路，所述触摸屏采用4.3寸电容触摸屏。

本发明的工作原理是：根据测试设置，软件控制继电器DQ1～DQ3选取信号接入点J1～J3中的其中一路或两路，并控制DQ4～DQ8选取测试用的负载电阻网络，DQ8为选取外部电阻和内部的继电器。电压测试信号通过测量分压电阻R238～R242和R244分压后，电压信号送入PGA280的7脚也就是通道2中进行放大及信号中值的抬升，经过调理后的信号送入的23脚进行AD采样，根据AD值的大小，CPU自动调节PGA280的放大倍数到合适的值，保证信号的完整，得到完整的测量数据。PGA280的信号中值电压输入脚为3脚，此脚电压由CPU的DA输出30脚输出，实现软件可调。

在本实施例中，当电流测试时，电流测试信号由R274将电流信号转换成电压信号后送入PGA280的通道1，其他信号流程及处理方式同上述工作原理。

一种基于神经肌肉电刺激仪的便携式检测方法，所述方法包括如下步骤：

S1)先将装置开机；

S2)神经肌肉电刺激仪的输出端分正负极分别连接至装置的信号输入端；

S3)在装置上选择通道、阻抗，进入测试界面，进入测量模式，设置负载阻抗、测试通道、电压范围和频带范围；

S4)将神经肌肉电刺激仪开机后，启动输出，进行测试，得出测试参数,包括：电流(RMS)、电压(RMS)、电流(MAX)、电压(MAX)、输出波形图、输入电压信号值、信号频率、直流分量、交流分量、干扰电流和拍频。

在本实施例中，测试电流(MAX、RMS)和电压(MAX、RMS)时，信号通过继电器网络选取1～3通道中的一个、两个或三个、接入负载电阻网络及PGA280后通过CPU的高速AD采样，得到原始数据，CPU通过傅里叶变换处理，得出电流(MAX、RMS)和电压(MAX、RMS)值；测试输入信号值时，信号通过继电器网络、负载电阻网络及PGA280后通过CPU的高速AD采样，得到原始数据，通过改变采样时间，采样频率可在10K到100K之间变化；测试直流分量时，通过测量得到原始数据，CPU通过傅里叶变换处理，得出直流分量；测试交流分量时，通过测量得到原始数据，CPU通过傅里叶变换处理，得出交流分量；测试干扰电流和拍频时，干扰电流和拍频一般由2个或者多个通道信号构成，其中一个有特定幅值、频率，另外的有特定幅值及可变频率；每个通道的电流、频率可以分别测量；干扰电流有效值是通过输入信号的叠加实现的。

由上述实施例可见，本发明通过继电器网络自动控制、安全保护和转换电路，电阻网络的不同阻值的负载电阻切换，信号调理电路对信号进行放大和加入信号零点电路，提高了采样的精度及稳定性，使检测的电性参数和波形精度更高，减小线型误差，结构简单，在医学器件检测和工控领域得到广泛应用。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。