一种智能化助力电刺激系统的制作方法

本发明属于医疗电子领域，涉及一种智能化助力电刺激系统。

背景技术：

功能性电刺激(functionalelectricalstimulation，fes)属于神经肌肉电刺激(neuromuscularelectricalstimulation，nes)的范畴，是利用一定强度的低频脉冲电流，通过预先设定的程序来刺激一组或多组肌肉，诱发肌肉运动或模拟正常的自主运动，以达到改善或恢复被刺激肌肉或肌群功能的目的。

现有功能性电刺激主要以被动功能电刺激以及触发式功能电刺激为主。被动功能电刺激是预先设定刺激电流强度和刺激时间，刺激过程中刺激电流不变，间隙的刺激治疗停息，定制一段时间为此治疗，使用者被动接受治疗，全程无自主意识，无主动收缩、动作；触发式功能电刺激在被动功能电刺激基础上增加了肌电反馈，反馈电信号值至超过之前预定的阈值开始电刺激，刺激电流和刺激时间时按之前预定值刺激，使用者主动参与被动训练，刺激过程中刺激电流和刺激时间不变化，触发后无法反应使用者主观意识。

总体来说，现有功能性电刺激都是触发后，电刺激与使用者的主观意愿没有关系了，刺激按照之前设定模式运行，这样和使用者想要做的动作不合拍，效果不明显，操作不当甚至会起到反作用。

技术实现要素：

本发明旨在解决传统型的被动式功能电刺激要预先设定刺激电流强度和刺激时间，使用者完全被动接受训练，没有收缩、动作机理。以及触发式功能电刺激通过肌电反馈信号与设定阈值比较触发，电信号刺激期间刺激电流强度和刺激时间都保持不变，无法体现使用者主观意愿等功能性电刺激(fes)的不足，提出了智能化助力功能性电刺激系统。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种智能化助力电刺激系统，包括功能主板和终端设备，其中，

所述功能主板包括刺激电极、刺激模块、主控模块、采集电极和采集模块，刺激电极和采集电极分别与作用部位连接，主控模块通过刺激模块控制刺激电极输出刺激电流；主控模块通过采集模块得到采集电极采集的信号，并经处理后反馈给刺激模块，再通过刺激电极输出刺激电流；

所述终端设备与主控模块进行信号传输，终端设备存储并分析肌电信号大小及肌电信号时长，终端设备传输刺激信号参数给主控模块，在通过刺激模块产生刺激信号给刺激电极输出。

优选地，所述主控模块包括无线模块和有线模块，与终端设备进行信号传输。

优选地，所述终端设备传输刺激信号参数给主控模块中刺激信号in由下式得到：

in/imax＝vn/vmax；

其中，vn为动作肌电信号、vmax为最大肌电信号、imax为最大刺激电流。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

根据高速高精度肌电采样，采集到肌电信号大小，系统自适应给予相应强弱电刺激，实时地、完整地反应使用者主观运动的意愿和要求，帮助使用者完成想要完成的动作。

附图说明

图1为本发明具体实施例的智能化助力电刺激系统的结构框图；

图2为本发明具体实施例的智能化助力电刺激系统的肌电信号和智能化助力电刺激波形图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。

参见图1、2，所示为本发明实施例的一种智能化助力电刺激系统结构框图和相关波形图，包括功能主板20和终端设备30，其中，

所述功能主板20包括刺激电极201、刺激模块202、主控模块205、采集电极203和采集模块204，刺激电极201和采集电极203分别与使用者的作用部位连接，主控模块205通过刺激模块202控制刺激电极201输出刺激电流；确定使用者适宜的最大刺激电流强度(imax)。通过医生或者终端设备30提示，让使用者做最强动作，所产生的肌电信号通过采集电极203采集，通过采集模块204对信号处理后反馈给主控模块205，采集到的最大肌电信号(vmax)来对应最大刺激电流强度(imax)。

使用者在做训练动作治疗时，采集电极203实时的采集动作时的肌电信号，通过采集模块204对信号处理，主控模块205获得肌电信号特征值，传输给终端设备30主要是肌电信号大小，肌电信号时间长度。

刺激信号示意图所示，终端设备30通过获得的肌电信号特征值，其中主要是肌电信号时间和肌电信号强度(vn)，来确定刺激信号参数，刺激时长和肌电信号时间对应，刺激电流(in)强度和肌电信号(vn)大小对应。确定的最大肌电信号对应最大刺激电流强度，刺激时，刺激时间等于信号时间，刺激电流(in)强度等于动作肌电信号(vn)大小比上最大肌电信号(vmax)再乘以最大刺激电流(imax)，in/imax＝vn/vmax。

终端设备30传输刺激信号参数给主控模块205控制刺激模块202产生实时的刺激信号，通过刺激电极201施加在使用者需治疗部位。

使用者可以随意运动动作，实时的助力电刺激，想训练就训练，想停止就停止，想大力或者轻微训练都可相应的给予助力刺激。

终端设备30对使用者创建信息，存储使用者基本信息参数，并记录训练治疗次数、肌电信号参数、刺激信号参数，以及训练治疗效果报告，数据分析等，给使用者可视的实际的反馈信息，实现了一套输入输出量化的智能助力电刺激闭环系统。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种智能化助力电刺激系统，包括功能主板和终端设备，其中，功能主板包括刺激电极、刺激模块、主控模块、采集电极和采集模块，刺激电极和采集电极分别与作用部位连接，主控模块通过刺激模块控制刺激电极输出刺激电流；主控模块通过采集模块得到采集电极采集的信号，并经处理后反馈给刺激模块，再通过刺激电极输出刺激电流。本发明根据高速高精度肌电采样，采集到肌电信号大小，系统自适应给予相应强弱电刺激，实时地、完整地反应使用者主观运动的意愿和要求，帮助使用者完成想要完成的动作。

技术研发人员：马玉龙;李浩;余容英
受保护的技术使用者：杭州承诺医疗科技有限公司
技术研发日：2018.12.21
技术公布日：2019.03.19