一种具有肌电检测功能的电刺激调节电路的制作方法

1.本实用新型涉及康复治疗设备领域，具体涉及一种具有肌电检测功能的电刺激调节电路。


背景技术：

2.在临床上，一些疾病和手术会导致人体神经肌肉受损伤，肌肉功能不完善，如脑卒中引起肌肉功能受损，导致肢体运动障碍。肢体障碍的患者由于运动功能障碍，无法完成粗大及精细的动作，严重影响患者后期的日常生活自理能力，患者因此容易患上严重的抑郁、暴躁等心理疾病，影响患者的后期康复治疗。对于脑卒中患者来讲，瘫痪肌肉功能和肌力的恢复程度决定患者生活质量的高低。针对脑卒中后的功能障碍有多种治疗方法，电刺激是一种安全、无创的常用治疗方法。
3.市场上的电刺激康复治疗设备，其电刺激强度都是固定的，由于同样症状的不同病人其耐受程度是不一样的，因此康复治疗训练效果不能达到最好，为此如何结合肌力评估对患者进行治疗成为电刺激疗法亟需解决的技术问题。


技术实现要素：

4.本实用新型为解决现有电刺激康复治疗设备不能进行肌力评估的问题，提出了一种具有肌电检测功能的电刺激调节电路，本实用新型设置有肌电检测回路，肌电采集电路通过电极片进行肌电信号采集并传输至控制单元，控制单元连接有开关电路用于切换电刺激回路和肌电检测回路的通电状态。
5.为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：
6.一种具有肌电检测功能的电刺激调节电路，包括控制单元、电刺激输出模块和电极片，所述控制单元与电极片之间通过电刺激输出模块连接构成电刺激回路，控制单元输出端电性连接电刺激输出模块，所述电刺激输出模块用于对电刺激信号进行输出和放大，电刺激输出模块的输出端电性连接电极片，所述电极片包括电极片a和电极片b，所述电极片a和电极片b通过串联人体形成回路，电极片与控制单元之间设置有肌电采集电路，电极片与控制单元之间通过肌电采集电路构成肌电检测回路，所述肌电采集电路包括仪表放大器和运算放大器，所述仪表放大器的输入端分别与电极片a和电极片b连接，仪表放大器的输出端连接运算放大器的输入端，所述运算放大器的输出端连接控制单元；所述控制单元包括mcu芯片；
7.所述电极片设置有开关电路，所述开关电路用于切换电刺激回路和肌电检测回路的通电状态。
8.在电刺激回路的基础上加设肌电检测回路，当电极片a和电极片b贴在人体皮肤上时，通过开关电路使肌电检测回路接通，仪表放大器采集肌电信号，经运算放大器优化后传输至控制单元，从而获取患者的肌力检测参数，解决了刺激康复治疗设备靠经验调节的粗调现状，
9.另外控制单元包括mcu芯片，电刺激回路与mcu芯片电性连接，为mcu芯片根据肌力检测参数自动调节电刺激回路输出的强度提供硬件基础。
10.进一步地，所述仪表放大器的两个输入引脚分别连接电极片a和电极片b，仪表放大器的输出端连接运算放大器。
11.仪表放大器为ad620a芯片，ad620a芯片的2脚接电极片a，ad620a芯片的3脚接电极片b，ad620a芯片的6脚为输出引脚。
12.采用仪表放大器进行采样，其抗噪能力强采样精度高。
13.进一步地，所述运算放大器包括第一运放芯片和第二运放芯片，所述第一运放芯片的同相输入端a﹢连接仪表放大器的rg引脚，第一运放芯片的反向相输入端a﹣连接有参考电源，第一运放芯片的同相输入端b﹢接地，第一运放芯片的反向相输入端b﹣连接仪表放大器的输出端；
14.所述第二运放芯片的同相输入端in﹢连接第一运放芯片的输出端，第二运放芯片的同相输入端in﹣连接mcu芯片的io引脚。
15.第一运放芯片采用op2134型芯片，用于前置放大，第二运放芯片采用tl082型芯片，结合ad620a芯片实现肌电信号采集和信号处理。
16.进一步地，所述电刺激输出模块包括第一三极管、第二三极管和变压器，所述第一三极管和第二三极管均为npn型三极管，第一三极管和第二三极管的基极分别连接mcu芯片的io引脚，第一三极管的发射极连接变压器的一次侧的一端，所述变压器的一次侧另一端连接第二三极管的集电极，所述第二三极管的发射极接地；
17.变压器的二次侧分别连接电极片a和电极片b形成回路。
18.通过两路输出信号，调节变压器的输出，便于输出的大小调控，为电刺激的智能调节提供硬件基础。
19.进一步地，所述开关电路包括单刀双掷继电器和驱动三极管，所述驱动三级管的基极连接mcu芯片的io引脚，集电极连接单刀双掷继电器的线圈，所述单刀双掷继电器的两组常开触点的一侧对应连接电刺激输出模块和肌电采集电路，单刀双掷继电器的两组常开触点的另一侧连接电极片a和电极片b。
20.设置开关电路，切换电刺激回路和肌电检测回路的通电状态，实现肌力检测和电刺激治疗功能的切换。
21.通过上述技术方案，本实用新型的有益效果为：
22.1.本实用新型设置有肌电采集电路，电极片与控制单元之间通过肌电采集电路构成肌电检测回路，在作业时，肌电采集电路连接电极片a和电极片b在极片a和电极片b连接人体时与控制单元形成回路，肌电采集电路得以采集人体肌电参数，并将人体肌电参数传输至控制单元。实现了在做治疗之前完成肌电参数监测，使医护工作者在进行治疗时能够有所参照。
23.2.本实用新型设置有开关电路，开关电路用于切换电刺激回路和肌电检测回路的通电状态，电刺激回路和肌电检测回路共用电极片a和电极片b以及控制单元，在保证原有电刺激功能的同时，实现肌电参数采集，并减少电路元器件，便于控制和维护。
附图说明
24.图1是本实用新型一种具有肌电检测功能的电刺激调节电路的电路接线图。
25.附图中标号为：
26.1为mcu芯片，2为第一三极管，3为电极片，4为仪表放大器，5为运算放大器，6为第二三极管，7为变压器，8为单刀双掷继电器，9为驱动三极管。
具体实施方式
27.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明：
28.实施例一
29.如图1所示，一种具有肌电检测功能的电刺激调节电路，包括控制单元、电刺激输出模块和电极片3，所述控制单元与电极片3之间通过电刺激输出模块连接构成电刺激回路，控制单元输出端电性连接电刺激输出模块，所述电刺激输出模块用于对电刺激信号进行输出和放大，电刺激输出模块的输出端电性连接电极片3，所述电极片3包括电极片a和电极片b，所述电极片a和电极片b通过串联人体形成回路，电极片3与控制单元之间设置有肌电采集电路，电极片3与控制单元之间通过肌电采集电路构成肌电检测回路，所述肌电采集电路包括仪表放大器4和运算放大器5，所述仪表放大器4的输入端分别与电极片a和电极片b连接，仪表放大器4的输出端连接运算放大器5的输入端，所述运算放大器5的输出端连接控制单元；所述控制单元包括mcu芯片1；
30.所述电极片3设置有开关电路，所述开关电路用于切换电刺激回路和肌电检测回路的通电状态。
31.mcu芯片1为stm32型单片机。
32.如图1所示，所述仪表放大器4的两个输入引脚分别连接电极片a和电极片b，仪表放大器4的输出端连接运算放大器5。
33.ad620a芯片的2脚接电极片a，ad620a芯片的3脚接电极片b，ad620a芯片的6脚为输出引脚。
34.如图1所示，所述运算放大器5包括第一运放芯片和第二运放芯片，所述第一运放芯片的同相输入端a﹢（op2134型芯片的3脚）连接仪表放大器4的rg引脚（ad620a的1和8脚），第一运放芯片的反向相输入端a﹣（op2134型芯片的2脚） 连接有参考电源，所述参考参考电源为标注电极检测得肌电电压；
35.第一运放芯片的同相输入端b﹢（op2134型芯片的5脚）接地，第一运放芯片的反向相输入端b﹣（op2134型芯片的6脚）连接仪表放大器4的输出端；
36.所述第二运放芯片的同相输入端in﹢（tl082芯片的引脚3）连接第一运放芯片的输出端，第二运放芯片的同相输入端in﹣（tl082芯片的引脚2）连接mcu芯片1的io（图中，gpio3）引脚。
37.第一运放芯片采用op2134型芯片，用于前置放大，第二运放芯片采用tl082型芯片，结合ad620a芯片实现肌电信号采集和信号处理。
38.如图1所示，所述电刺激输出模块包括第一三极管2、第二三极管6和变压器7，所述第一三极管2和第二三极管6均为npn型三极管，第一三极管2和第二三极管6的基极分别连接mcu芯片1的io引脚（图中，gpio1 ，gpio2），第一三极管2的发射极连接变压器7的一次侧
的一端，所述变压器7的一次侧另一端连接第二三极管6的集电极，所述第二三极管6的发射极接地；
39.变压器7的二次侧分别连接电极片a和电极片b形成回路。
40.如图1所示，所述开关电路包括单刀双掷继电器8和驱动三极管9，所述驱动三级管9的基极连接mcu芯片1的io引脚（图中，gpio4），集电极连接单刀双掷继电器8的线圈，所述单刀双掷继电器8的两组常开触点的一侧对应连接电刺激输出模块和肌电采集电路，单刀双掷继电器8的两组常开触点的另一侧连接电极片a和电极片b。
41.单刀双掷继电器8为rte24012型继电器。
42.结合上述实施例1，以及附图1分别对肌电参数采集和电刺激治疗进行说明；
43.在进行肌电参数采集时，mcu芯片1使驱动三极管9导通，单刀双掷继电器8的线圈的得电，单刀双掷继电器8的触点打到仪表放大器4的2脚和3脚，电极片a和电极片b通过单刀双掷继电器8连接仪表放大器4的2脚和3脚，肌电检测回路通电，仪表放大器4采集人体肌电参数，仪表放大器4输出经第一运放芯片和第二运放芯片，人体肌电参数经mcu芯片1的gpio3输入mcu芯片1，在本实施例中mcu芯片1通过uart串口连接有上位机。
44.在进行电刺激治疗时，单刀双掷继电器8的触点打到变压器7的二次侧两端，电刺激回路通电，mcu芯片1通过gpio1 ，gpio2控制第一三极管2、第二三极管6导通，实现电刺激信号的输出和放大 。
45.以上所述之实施例，只是本实用新型的较佳实施例而已，并非限制本实用新型的实施范围，故凡依本实用新型专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本实用新型申请专利范围内。