肌电训练康复仪的制作方法

文档序号:1040385阅读:421来源:国知局
专利名称:肌电训练康复仪的制作方法
技术领域
肌电训练康复仪属康复工程与生物医学工程学科领域。
肌电训练康复仪是用人的意志控制肌肉收缩或肢体动作,以增强改善和康复肌电发放水平的装置,是一种肌电的生物反馈仪。国内外现有的这类仪器,一般均采用水平扫描形式的指示信号作为视觉反馈信号,这种方式对病人来说不够直觉,不能充分引起病人的心理反应,因而使生物反馈的作用受到局限性。
本实用新型的发明目的在于根据信息转化理论和生物反馈学说,进行一种新的设计,将视觉和听觉结合起来,使仪器测试结果更加直观,能产生与病患者心理反应相一致的直觉效果,唤起病患者感觉,进而提高测试或训练效果。
为实现这样的发明目的,本发明人对仪器表面安排以及相应的电路作了新的设计,采用体现登高峰式的X形阶梯排列发光两极管组成的灯光显示,用由红色到绿色的渐变色彩指示灯与体现步步高升的竖式指针电平指示表的指示刻度相结合的视觉反馈信号,同时在转折水平线上配合由压电晶体电子峰鸣器产生的音响形成听觉反馈信号。这两者的综合效果,可适应病患者康复肌电迫切愿望的最佳心理状态,因而能获得理想的生物反馈效果。


图1为单通道肌电训练康复仪的结构外形图。面板2上布有X形阶梯排列颜色指示灯1和竖式指针电平指示表5,3为箱体,峰鸣器4安装在仪器侧面,带放大器的表面电极6的引线连接箱内线路板插头,肌电信号即经表面电极引导出。竖式指针电平指示表5设计为低值电平刻度值在下,高值电平刻度值在上,按0→10微伏→50微伏→100微伏→150微伏→200微伏与X形阶梯排列颜色指示灯1相对应。X形阶梯排列指示灯1由发光二极管组成,将习贯上绿色为“通过”、红色为“停止”的信号指示应用于面板发光二极管的颜色显示中,依红→浅红→黄→浅绿→绿的颜色顺序,自下而上排列,组成两个正、倒三角形。测试时,肌电电平越高,红色成份减少而绿色成份增加,达到顶点绿色,表示肌电康复合格通过。当黄色指示灯亮时,竖式指针电平指示表的指针相应指向100微伏,此刻峰鸣器开始鸣响,随着电平指示升高,响声增强。根据不同的对象和用途,通过调整电极的放大倍数,可以调整起始电平和预期值电平。通常对残肢者配装肌电假手康复肌电用途,起始电平可为10微伏,预期值电平为200微伏。
图2为本实用新型单通道电路原理图。从表面电极引导出的肌电信号进入前置放大器,放大后的信号经电容C1第一次滤波后送入检波二极管D1检波,然后再由滤波电容C2第二次滤波,然后信号分成二路,一路信号经电阻R1、电位器W6送入电流表进行显示,另一路信号经电阻R2输入到集成电路的输入极。二块集成电路有明确的分工,左面一块集成电路MC1管绿、浅绿最上二排发光二极管,右面一块集成电路NC2管黄、浅红、红色余下三排发光二极管。集成电路MC1、MC2的4脚接电源,电压为7.2v直流电,2脚和6脚分别接电位器W1和W2、W3和W4的中点,组成阀值电压。3脚与5脚为肌电信号输入端,当外接肌电信号大于阀值电压时,从NC1的1脚和7脚就有输出经电阻R5、R6到达两只推动管BG1、BG2的基极,从NC2的1脚、7脚和16脚有信号经电阻R7、R8、R9到达推动管BG3、BG4、BG5的基极,从这些推动管的集电极输出到发光二极管显示。BG1的集电极连接5个绿色发光二极管,BG2的集电极连接3个浅绿色发光二极管,BG3的集电极练接一个黄色发光二极管,BG4的集电极连接3个浅红的发光二极管,BG5的集电极连接5个红色发光二极管。如果肌电信号小于阀值电压,信号就不输出,发光二极管不亮,因此调节电位器W1~W5,我们可以得到不同的阀值电压,在外加肌电信号强弱的支配下,发光二极管会先后依次发光。BG1、BG2的发射极与BG3的发射极相连,BG4的发射极与BG5的发射极相连,BG3的集电极同时接到一个压电蜂鸣器,使之与黄色指示灯并联。当BG1、BG2、BG3有信号输出时,蜂鸣器就相应发声,信号越强,声音越响。线路中的D2为限流二极管。
本实用新型为产生与病患者心理反应相一致的直觉效果,采用了X形阶梯排列发光二极管与竖式指针电平指示表相结合的视觉反馈信号,并配合电子蜂鸣器为听觉反馈信号,这两者的综合效果,符合病患者康复肌电迫切愿望的最佳心理状态,因而能获得理想的生物反馈效果。对于残肢者来说,由于具有配装肌电控制假手,早日实现生活自理的强列愿望,因而会产生积极的意志的努力、肌电康复效果也就更为显著。本仪器由于体积小,重量轻,功耗小,可以采用双通道线路和相应的双通道面板布置,可同时测试和训练两块肌肉。本仪器既是肌电康复的一种训练治疗仪,又是肌电康复的一种测试评定仪,可用于治疗肌肉及神经系统疾患,帮助残肢者配装肌电假手,帮助运动员提高肌肉力量与功能的训练,以及其它特殊用途,可广泛用于医院临床和科研。
下面是本实用新型的一个实施例。整机采用左右双通道线路,每单通道的面板布置如
图1,两组X形阶梯排列的发光二极管及两个竖式指针电平指示表左右对称布置,中间加一个电源指示灯。每个通道线路元件各在一块线路板上装在箱内,每单通道线路如图2。集成块NC1、NC2采用美国莫托洛拉半导体器件公司生产的型号为NC14573的集成电路,二极管D1、D2用2AP9,推动管BG1、BG2、BG4、BG5采用3DG6B,BG3用3DG6B+3DG130的复合管,电位器W1、W2、W3、W4、W5、W6均取10k,电容C1=C2=4.7μF,电阻R1~R9调试确定在10k到50k之间,压电晶体电子蜂鸣器电压3v,发光二极管永LED17只,电源电压用7.2V干电池,电平指示表用500μA电流表,采用通用的市售带前置放大电路的肌电表面电极,其灵敏度可为50微伏到100微伏,放大器的二级放大总倍数为三万倍。
肌电表面电极在测试或治疗训练时,籍助尼龙搭扣系缚于受试肌肉的肌腹部位。起始肌电电平取10微伏,当受试者肌电电平超过10微伏时,底排红色指示灯亮,激发受试者进一步训练、康复肌电的强烈意志,当达到50微伏时,第二排浅红色指示灯亮,当达到100微伏时第三排即底三角顶峰黄色指示灯亮,同时蜂鸣器发出响声,表示出现一个好的转折,随着肌电的增强,指示灯颜色越来越明亮,由浅绿色到绿色,表示肌电已康复到即定标准。
本实施例功耗只有0.5W,外形尺寸为227×158×160mm,体积小,重量轻、工作可靠性高,便于捷带。整机设计成脱卸式,便于维修。
权利要求1.一种肌电训练康复仪,面板2上布有指示灯1和电平指示表5,表面电极6的引线连接箱内线路板插头,箱侧安有蜂鸣器4,其特征在于,面板指示灯1由X形阶梯排列的发光二极管组成,按红→浅红→黄→浅绿→绿的颜色顺序自下而上排列成两个正、倒三角形,电平指示表5为竖式指针式,低值电平刻度值在下,高值电平刻度值在上,按O→10→50→100→150→200微伏与X形阶梯排列颜色指示灯1相对应,蜂鸣器4与黄色指示灯相并联。
专利摘要肌电训练康复仪。采用登高峰式X形阶梯排列发光二极管组成的灯光显示与竖式指针电平指示表相结合作为视觉反馈信号,配合电子蜂鸣器为听觉反馈信号,可适应受试者康复肌电迫切愿望的最佳心理状态,获得理想的效果。本仪器体积小、重量轻、工作可靠,可设计成单通道或双通道型,作为一种训练治疗仪和测试评定仪,广泛用于医院临床和科学研究。
文档编号A61B5/0488GK2103990SQ91230818
公开日1992年5月13日 申请日期1991年10月19日 优先权日1991年10月19日
发明者胡天培, 刘国庆, 张斌, 于光明 申请人:上海交通大学
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