一种下肢多模态信号综合采集系统

本技术涉及下肢信号综合采集，具体为一种下肢多模态信号综合采集系统。

背景技术：

1、肌电图简称emg，是用来测量和分析肌肉收缩时发出的肌电信号，其代表着肌肉的活动水平，可用其对肌肉功能进行研究。通过测量肌电反应的数据指标，如rms均方根、iemg积分肌电、mf中值频率等，进一步评估个体的神经与肌肉功能状态。

2、肌电信号分析，可广泛应用于肌肉工作工效学分析、操作姿态分析、康复状态功能评价、疲劳识别以及肌电假肢控制与动作模式研究等，当大脑发出兴奋并向下传导后，中枢神经系统的运动神经元的胞体和树突在来自突触的刺激下产生电脉冲，并沿神经元的轴突传导到末梢的神经与肌肉的接点，当运动神经接触到肌肉时，其轴突分支到许多肌纤维上，每一分支终止在肌纤维上形成突触叫做运动终板，传导到轴突末梢的运动电位使神经与肌肉的接点释放化学物质乙酰胆碱，乙酰胆碱使运动终板的离子通透性发生变化产生终板电位。此终板电位又使肌细胞膜达到去极化阈值电位，产生肌纤维的运动电位，并沿着肌纤维向两方传播。引起了肌纤维内的一系列变化，便产生了肌纤维的收缩。大量肌纤维的收缩产生肌肉力。由此可见肌纤维的运动电位的传播导致了肌肉收缩，同时传播中的电信号在人体的软组织中引起电流场，并在检测电极间便显出电位差，即肌电信号。

3、现有技术对于采集下肢肌电信号的信息存在不足，仅能通过emg无线表面肌电仪采集下肢肌电信号，后续进行数据对比时信息不足，难以形成完整综合的下肢运动采集数据系统。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种下肢多模态信号综合采集系统，所要解决的技术问题是：如何通过不同的感觉信号采入设备，对采集的数据进行统合，实现完整综合的下肢运动采集数据系统。

2、为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：一种下肢多模态信号综合采集系统，包括：运动传感器、肌电信号传感器、脑电信号采集器、运动信号采集器、惯性信号采集器、数据储存器和cpu处理器，运动传感器和肌电信号传感器均固定放置于下肢表面，数据储存器和cpu处理器安装于同一位置。

3、优选的，运动传感器包括髋关节运动传感器、膝关节运动传感器和踝关节运动传感器，髋关节运动传感器通过胶贴固定放置于髋部，膝关节运动传感器通过胶贴固定放置于膝部，踝关节运动传感器通过胶贴固定放置于踝部。

4、优选的，肌电信号传感器包括髋部肌电信号采集器、膝部肌电信号采集器和踝部肌电信号采集器，髋部肌电信号采集器通过胶贴固定放置于髋部皮外层，膝部肌电信号采集器通过胶贴固定放置于膝部皮外层，踝部肌电信号采集器通过胶贴固定放置于踝部皮外层。

5、优选的，脑电信号采集器包括脑皮层电极传感器和脑电信号采集器，且脑皮层电极传感器通过胶贴固定放置于大脑外层外部。

6、优选的，运动传感器与运动信号采集器之间通过无线数据连接，肌电信号传感器与惯性信号采集器之间通过无线数据连接。

7、优选的，数据储存器分别与脑电信号采集器、运动信号采集器及惯性信号采集器之间通过nb-iot无线数据通讯连接。

8、优选的，数据储存器与cpu处理器之间通过rs-485通信连接。

9、有益效果

10、本实用新型提供了一种下肢多模态信号综合采集系统。与现有技术相比具备以下有益效果：

11、该下肢多模态信号综合采集系统，通过运动传感器、肌电信号传感器及脑电信号采集器，不同的感觉信号采入设备，对采集的数据进行统合，实现完整综合的下肢运动采集数据系统。

技术特征：

1.一种下肢多模态信号综合采集系统，其特征在于，包括：运动传感器（1）、肌电信号传感器（2）、脑电信号采集器（3）、运动信号采集器（4）、惯性信号采集器（5）、数据储存器（6）和cpu处理器（7），所述运动传感器（1）和肌电信号传感器（2）均固定放置于下肢表面，所述数据储存器（6）和cpu处理器（7）安装于同一位置。

2.根据权利要求1所述的一种下肢多模态信号综合采集系统，其特征在于：所述运动传感器（1）包括髋关节运动传感器、膝关节运动传感器和踝关节运动传感器，所述髋关节运动传感器通过胶贴固定放置于髋部，所述膝关节运动传感器通过胶贴固定放置于膝部，所述踝关节运动传感器通过胶贴固定放置于踝部。

3.根据权利要求1所述的一种下肢多模态信号综合采集系统，其特征在于：所述肌电信号传感器（2）包括髋部肌电信号采集器、膝部肌电信号采集器和踝部肌电信号采集器，所述髋部肌电信号采集器通过胶贴固定放置于髋部皮外层，所述膝部肌电信号采集器通过胶贴固定放置于膝部皮外层，所述踝部肌电信号采集器通过胶贴固定放置于踝部皮外层。

4.根据权利要求1所述的一种下肢多模态信号综合采集系统，其特征在于：所述脑电信号采集器（3）包括脑皮层电极传感器和脑电信号采集器，且脑皮层电极传感器通过胶贴固定放置于大脑外层外部。

5.根据权利要求1所述的一种下肢多模态信号综合采集系统，其特征在于：所述运动传感器（1）与运动信号采集器（4）之间通过无线数据连接，所述肌电信号传感器（2）与惯性信号采集器（5）之间通过无线数据连接。

6.根据权利要求1所述的一种下肢多模态信号综合采集系统，其特征在于：所述数据储存器（6）分别与脑电信号采集器（3）、运动信号采集器（4）及惯性信号采集器（5）之间通过nb-iot无线数据通讯连接。

7.根据权利要求1所述的一种下肢多模态信号综合采集系统，其特征在于：所述数据储存器（6）与cpu处理器（7）之间通过rs-485通信连接。

技术总结
本技术公开了一种下肢多模态信号综合采集系统，本技术涉及下肢信号综合采集技术领域，包括：运动传感器、肌电信号传感器、脑电信号采集器、运动信号采集器、惯性信号采集器、数据储存器和CPU处理器，运动传感器和肌电信号传感器均固定放置于下肢表面，数据储存器和CPU处理器安装于同一位置。该下肢多模态信号综合采集系统，通过运动传感器、肌电信号传感器及脑电信号采集器，不同的感觉信号采入设备，对采集的数据进行统合，实现完整综合的下肢运动采集数据系统。

技术研发人员：臧大维,胡安明,王拥军,姜悦
受保护的技术使用者：首都医科大学附属北京天坛医院
技术研发日：20230508
技术公布日：2024/1/15