使用网状结构的生物信号测量和电刺激设备的制造方法_2

文档序号:9437384阅读:来源:国知局
些词语不表示具体顺序、纵向关系、或优势,而是用于区分一个构件、区域、或部分与另一个构件、区域或部分。因此,下文中描述的第一构件、区域、或部分可表示第二构件、区域、或部分,而不脱离本发明的教导。
[0035]下文中,将参照附图描述本发明的示例性实施例。在附图中,可根据例如生产技术和/或公差改变示出的形状。因此,本发明的示例性实施例不受限于本说明书中示出的区域的具体形状,而应包括例如可在生产期间发生的形状的改变。
[0036]图1是说明了根据本发明示例性实施例的电刺激设备的透视图。
[0037]参照图1,根据本发明示例性实施例的生物信号测量和电刺激设备100包括衬垫120以及控制模块140。
[0038]衬垫120由例如硅和聚氨酯的缓冲材料制成,并且水平电线和竖直电线被设置为在衬垫中交叉,其间存在预定间隙。
[0039]在图1中,衬垫120形成为四边形,但可形成为其他形状,例如圆形、椭圆形、正方形、矩形、袜子形、手套形、帽形、带形以及服装形,且衬垫120中可形成有透气用的穿孔部分。在此情况下,袜子形是穿在患者的脚上的形式,并且手套形是戴在患者的手上的形式。这种形式的衬垫120接触患者的将被使用的特定身体部分。
[0040]控制模块140通过线缆连接至衬垫120,且通过对衬垫120施加电流和电压的功率,控制模块140通过衬垫120测量患者的身体部分的生物信号,使用测量的生物信号获取患者的身体信息,并基于获取的身体信息在患者的身体部分中产生电刺激。在这种情况下,生物电信号可表示皮肤电阻、电压、电流值及其波形信息。在根据本发明第一示例性实施例的生物信号测量和电刺激设备中,在根据身体信息确定将作为治疗目标的治疗部分时,为了向治疗部分施加低频或高频的电刺激,接通开关使得正(+)电极和负(_)电极的电力流到每个坐标的水平电线和竖直电线,并且电刺激发生。在这种情况下,最强的电刺激被施加到两条电线的交叉部分,其是最邻近正(+)电极和负(_)电极的位置,这是因为刺激的强度随着到两条电线的交叉点的距离增加由于电阻增加而逐渐减弱。因此,在水平电线和竖直电线的交叉点处,最强的电刺激发生,以实施治疗操作。
[0041]通过这种方法,控制模块140可对形成在衬垫120中的水平电线和竖直电线交叉的多个交叉点全部施加电刺激,或可选择性地对其一部分施加电刺激。
[0042]此外,根据本发明第一示例性实施例的生物信号测量和电刺激设备可使用能够通过每个坐标的开关功能进行控制的结构来施加生物信号和刺激,其中使用PNP型晶体管30通过发射极的电流施加来实现开关功能。
[0043]将参照图2至7详细描述根据本发明第一和第二示例性实施例的生物信号测量和电刺激设备。
[0044]此外,除了上述方法外,可使用将每个电极设置在衬垫的皮肤粘结面处并将外部地电极设置在衬垫的周围表面处、并且以将各电极直接连接和控制到输入和输出端口(I/o端口)的一个单元而形成的方法。在这种情况下,单元的数量可根据生物信号测量或电刺激目标的范围适当地增加或减少。
[0045]在本发明中,可使用肌电图、神经传导、心电图、脑电图、以及功能性电刺激技术,且本发明可应用到根据通过针治疗点寻找和探针进行的韩国传统医疗的治疗。
[0046]具体地,肌电图(EMG)和神经传导速度(NCV)被用于通过对肌肉系统和神经系统施加电刺激并分析测量的信号来分析身体信息,且功能性电刺激(FES)是通过对麻痹的肌肉施加电刺激来恢复最初给定的功能的治疗操作。它使用基本上相同的原理,掌握患者的身体信息,并在根据韩国传统医疗的针治疗点寻找和探针或现代医疗中通过分析根据这种电刺激的信号来施加电刺激。
[0047]在神经传导测试中,为了对例如手指施加电刺激并测量神经传导,使用感觉神经测试从附到神经所穿过的部分上的电极提取在神经被电刺激激活时出现的电信号,且对于手臂或腿的特定部分中的多个神经的神经传导测试,应在每个神经传导路径处实施多次测试。
[0048]—旦使用本发明,在衬垫的各坐标中被估计为人体神经传导路径的线的起点被确定为用于确定神经传导的电刺激电极的坐标时,在对该起点施加电刺激时,且在对该电极坐标施加电刺激时,测量是否在其他坐标处提取到在传导神经时出现的诸如电流和电压的预定波形及幅度之类的与神经传导相对应的信号。
[0049]例如,在从手臂的手腕到手肘进行测量时,顺序对手腕周围的每个坐标施加电刺激,且在手肘部分的坐标处提取电信号。在这种情况下,对于正中神经、桡神经以及尺神经(是从手腕到手肘的神经)中的每个神经,现有的神经传导测试器应实施测试三次,且应在测量点不准确时再次实施测试,但在使用本发明时,可用一次测试实施测量。
[0050]此外,在现有的神经传导测试中,由于用一个或两个电极实施测量点和刺激点之间的部分的测量,所以在中间神经传导部分中出现异常时,为了寻找问题部分,应精细地实施多次测量,但在使用本发明时,可通过坐标间隙使用误差通过一次测试找到异常部分。
[0051]因此,利用本发明的神经传导测试的特征在于:由于可进行测量的电极有许多,所以仅使用一次测试就可精确测量神经移动路径以及神经传导,并且能够精确寻找神经移动路径中具有异常的部分。
[0052]通过以这种方式实施肌电图,可同时测量多个部分。
[0053]此外,在通过使用本发明刺激衬垫的每个坐标、或像肌电图或神经传导测量那样在通过测量生物电信号对另一部分进行刺激之后引起特定的肌肉收缩的治疗方法(例如,FES)中,在寻找正确的肌肉(特定肌肉收缩最频繁发生的肌肉)的刺激部分然后通过引起对该部分施加电刺激的收缩对该部分进行治疗的方法中,该治疗方法被用于治疗。上述方法给出对治疗坐标的、同时引起收缩的电刺激的频率和波长的改变,寻找与通过生物信号测量方法的反应水平相比具有最大治疗效果的波形,并且使用该频率和波形实施治疗。也即,通过上述方法,获得与每个肌肉和患者的治疗相对应的电刺激的诸如波形和频率强度之类的生物信号,且根据该生物信号实施治疗。
[0054]图2是说明了根据本发明示例性实施例的电刺激设备的操作的示意图,且图3是说明了根据本发明示例性实施例的电刺激设备的控制模块的配置的框图。
[0055]参照图3,控制模块140包括开关模块142、开关模块144以及控制器146。开关模块142和144实施对施加至电线的功率的开/关进行控制的功能,并且控制器146控制开关模块142和144以实施对根据本发明的生物电信号测量和电刺激设备100的整体操作进行控制的功能。
[0056]根据本发明,通过经由电极同时测量肌电图或神经传导,来识别具有最大信号的大部分、具有异常信号的部分或治疗部分,且在通过对该部分施加具有预定波形的强度和频率的电信号而施加刺激之后,在逐渐改变波形、频率和强度的同时,通过重复生物信号测量来检测最有效的刺激,且因此继续施加刺激。
[0057]对于肌肉收缩,需要通过神经的刺激,但由于神经传导的异常,很难对肌肉运动发生异常的患者实施刺激。因此,在神经信号较弱时(像神经麻痹患者),通过经由对信号进行放大而直接向对应的肌肉施加刺激,可引起肌肉运动。也即,通过测量特定的肌肉传导,在刺激量是预定值或更小时,通过识别患者使用肌肉的意图来测量损坏的神经的微信号,该信号被放大,且通过对神经所控制的肌肉施加具有与神经刺激成正比的幅度的电刺激,可引起肌肉收缩。
[0058]通过在肌肉矫正运动中通过这种治疗促进神经和肌肉的结合运动的恢复,可比仅实施肌肉矫正治疗时更有效地实施矫正治疗。
[0059]如图2中示出的,在根据本发明的生物信号测量和电刺激设备中,水平电线A1,A2,A3,A4,A5和A6在衬垫120中被形成为具有预定间隙,且竖直电线BI,B2,B3, B4, B5和B6被形成为具有预定间隙,且与水平电线Al,A2, A3, A4, A5和A6正交。
[0060]水平电线A1-A6连接至开关模块142,而
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