一种肌电采集和显示装置的制造方法
【专利说明】-种肌电采集和显示装置
[0001]
技术领域
[0002] 本发明属于理疗器械制造技术领域，是一种采集肌电的装置。
【背景技术】
[0003] 社会上经常出现患者有病痛到医院经过多项检验检查却得不到确切诊断和治疗 现象，这些病痛久久的折磨的患者，浪费着财力和人力，而这些疼痛大多是由肌肉触发点引 起的。触发点又称为激痛点或扳机点，是肌肉内能够激惹疼痛的某一个特定位置，触压时有 疼痛加重和局部肌肉颤搐以及引起远处牵涉痛的症状；75%的疼痛是由他引起的。美国肯 尼迪总统的私人医生珍妮特.特拉维尔（Janet G. Travell)在其所编写的《肌筋膜痛和功 能障碍：触发点手册》中详细记载了关于触发点的知识。特拉维尔相信触发点是疼痛的首 要原因，而公众承受不必要的疼痛和相应的医疗负担，只是因为太多医生和大众仍然不了 解疼痛。如果临床医师不知道肌肉触发点才是病源所在，就很有可能误诊。她认为当疼痛 是由肌肉触发点引起时，大多数医师常常完全没有考虑到这一点，因而给予许多不必要的 检查和非针对性的治疗。
[0004] 这种疼痛可以被电脉冲治疗仪所治疗，它是将电脉冲通过对人体局部的直接作 用，和神经、体液的间接作用，可使局部肌肉组织细胞发生反应，离子转移、分子镇涝、膜电 位、膜的通透性和人体的酸碱度改变，局部血管扩张、血液循环加快、神经发生兴奋或抑制， 促进末梢神经的恢复与再生。激活神经的传输，将神经调节至正常状态，促进腺体的分泌功 能，提高人体免疫力，激发人体内部镇痛物质的释放，起到良好的镇痛和治疗作用。
[0005] 但是电脉冲治疗仪最大的缺点是操作者无法直观解释患者病因及治疗现状。
【发明内容】
[0006] 本发明要解决的技术问题是提供一种肌电采集和显示装置。
[0007] 本发明解决技术问题的方案是采用肌电采集电极、信号处理模块、模数转换模块、 自适应干扰滤除模块、存储模块、网络通信模块和显示模块构成，其中： 肌电采集电极，使用肌电生物反馈电极片用于通过采集身体的肌电信号，并将所述信 号通知给信号处理模块； 信号处理模块包括用于对所述信号中的肌电信号进行放大的信号放大模块和滤除工 频信号干扰的陷波滤波器及滤除高频干扰的带通滤波器； 模数转换模块，用于将处理后的信号进行模数转换； 自适应干扰滤除模块，用于滤除数字化电能量信号中的心电和电磁干扰成分； 存储模块，用于存储滤除了干扰成分的数字化肌电信号； 网络通信模块，用于网络的通信连接； 显示模块，用于显示滤除了干扰成分的数字化肌电信号。
[0008] 进一步讲，信号处理模块中信号放大模块输入端与所述的肌电采集电极输出端连 接，用于初步放大肌电信号，并提高共模抑制比，其采样率：2kSps ;采样分辨率：12Bits ;带 宽：25-500Hz ;采用高共模抑制比的仪表放大器AD8221 ; 陷波滤波器输入端与前述信号放大模块输出端连接，用于滤除50Hz工频信号； 带通滤波器输入端与所述陷波滤波器输出端连接，用于滤除高频干扰。
[0009] 模数转换模块输入端与所述带通滤波器输出端连接，用于将滤波后的信号进行模数转 换，获得数字化肌电信号，可选用芯片MSP430-1471来实现，该芯片具有一个12位A/D，可直 接实现肌电信号的数字化处理。
[0010] 自适应干扰滤除模块输入端与模数转换模块输出端连接，用于滤除数字化肌电信 号中的心电成分，采用ADI公司的Blackf inBF533。
[0011] 存储模块输入端与自适应干扰滤除模块输出端连接，用于存储滤除了心电等成分 的数字化肌电信号，采用SD卡存储信息。
[0012] 网络通信模块输入端与所述自适应干扰滤除模块输出端连接，用于网络的通信 连接。网络通信模块采用芯片CS8900,该芯片支持IOM/ IOOMbps通讯速率，支持16为 /32位总线带宽，全双工和半双工工作模式，CS8900数据端口 DEVICE_A1-DEVICE_A8和 DEVICED0-DEVICE_D15 分别经过 74HC245 与 Blackfin 的 A1-A8 (地址)和 D0-D15 (数据)端 口相连。
[0013] 显示模块输入端与所述存储模块输出端连接，用于显示滤除了心电等成分的肌电 信号，实现对采集的肌电信号的实时监测。
[0014] 操作时，使用肌电生物反馈电极片用于采集身体表面的肌电信号。如采集手臂肌 电信号时，将采集电极贴敷在前臂背侧中间，尺骨茎突近端三横指处；如采集腿部肌电信号 时，将采集电极贴敷在腓骨短肌和趾短伸肌位置。
[0015] 本发明装置具有以下优点： (1)突破了电脉冲治疗仪无法明确显示使用者病因和治疗时的治疗状态。
[0016] (2)由于采用了自适应干扰滤除模块，有效滤除了肌电信号中的心电信号和电磁 干扰成分。
【附图说明】
[0017] 图1是本发明装置的框图； 图2是本发明装置中陷波滤波器的电路图； 图3是本发明装置中自适应干扰滤除模块的芯片示意图； 图4是本发明装置的线路连接图。
【具体实施方式】
[0018] 下面结合附图和实施例对本发明做进一步描述，但不以此限制本发明的保护范 围。
[0019] 请先参阅图1，图1是本发明肌电采集和显示装置的结构示意图，如图所示，一种 肌电采集和显示装置，该装置包括肌电采集电极、信号处理模块、模数转换模块、自适应干 扰滤除模块、存储模块、网络通信模块、显示模块。
[0020] 所述的肌电采集电极，是使用肌电生物反馈电极片用于采集身体表面的肌电信 号。如采集手臂肌电信号时，需将采集电极贴敷在前臂背侧中间，尺骨茎突近端三横指处； 如采集腿部肌电信号时，需将采集电极贴敷在腓骨短肌和趾短伸肌位置。
[0021] 所述的信号处理模块包括： 信号放大模块，信号放大模块输入端与所述的肌电采集电极输出端连接，用于初步放 大肌电信号，并提高共模抑制比。本实施例采用的采样率：2kSps ;采样分辨率：12Bits ;带 宽：25-500Hz ;采用高共模抑制比的仪表放大器AD8221 ; 陷波滤波器，陷波滤波器输入端与所述信号放大模块输出端连接，其主要电路见图2， 用于滤除50Hz工频信号； 带通滤波器，带通滤波器输入端与所述陷波滤波器输出端连接，用于滤除高频干扰； 所述的模数转换模块，模数转换模块输入端与所述带通滤波器输出端连接，用于将滤 波后的信号进行模数转换，获得数字化肌电信号。可选用芯片MSP430-1471来实现，该芯片 具有一个12位A/D，可直接实现肌电信号的数字化处理。
[0022] 所述的自适应干扰滤除模块，自适应干扰滤除模块输入端与模数转换模块输出端 连接，用于滤除数字化肌电信号中的心电成分，采用ADI公司的Blackf inBF533,该芯片可 以轻松完成心电消除算法等复杂计算，其部分电路图见图3。
[0023] 所述的存储模块，存储模块输入端与自适应干扰滤除模块输出端连接，用于存储 滤除了心电等成分的数字化肌电信号，采用SD卡存储信息。
[0024] 所述的网络通信模块，网络通信模块输入端与所述自适应干扰滤除模块输出端连 接，用于网络的通信连接。网络通信模块采用芯片CS8900,该芯片支持IOM / IOOMbps通 讯速率，支持16为/32位总线带宽，全双工和半双工工作模式，CS8900数据端口 DEVICE_ A1-DEVICE_A8 和 DEVICED0-DEVICE_D15 分别经过 74HC245 与 Blackfin 的 A1-A8 (地址)和 DO-Dl5 (数据）端口相连。
[0025] 所述的显示模块，显示模块输入端与所述存储模块输出端连接，用于显示滤除了 心电等成分的肌电信号，实现对采集的肌电信号的实时监测。
[0026] 图2是本发明肌电采集和显示的装置中陷波滤波器的电路图，如图所示，陷波滤 波器的电路是带双T网络的有源滤波器，与以往双T型陷波器不同的是，该电路引入放大 器A2形成正反馈，以减小阻带宽度，使得阻带中心频率附近两边的幅值增大。品质因数Q 可以通过变阻器Rw来调节。R和C的值可由中心频率/。确定。
[0027] O=R2=R3C0=C1=C2 当/。=50抱时，(：和1?分别取0.068^^和471^;/。=100抱时，(：和1?分别取0.068释 F 和 24k Ω 0
[0028] 图3是本发明肌电采集和显示装置中自适应干扰滤除模块的芯片示意图，如图所 示，模数转换模块接收到的数字化肌电信号送入BlackfinBF533芯片的主输入端。自适应 干扰滤除模块利用小波分析算法对信号进行去噪处