一种可穿戴功能性电刺激系统及其电刺激方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114344721A(43)申请公布日2022.04.15(21)申请号202210038677.9(22)申请日2022.01.13(71)申请人长三角(嘉兴)纳米应用技术研究院地址314000浙江省嘉兴市秀洲区桃园路1133号申请人嘉兴启林科技有限公司(72)发明人唐伟王中林徐淑星孙林林杨岚馨(74)专利代理机构北京知呱呱知识产权代理有限公司11577代理人朱芳(51)Int.Cl.A61N1/36(2006.01)A61B5/395(2021.01)权利要求书2页说明书5页附图4页(54)发明名称一种可穿戴功能性电刺激系统及其电刺激方法(57)摘要本发明实施例公开了一种可穿戴功能性电刺激系统及其电刺激方法，采用患腿股直肌的肌肉电信号作为控制开关来开启功能性电刺激，以正常腿迈步与患腿迈步时的肌肉电信号对比来实时调节电刺激的脉冲强度，从而输出更加贴合步态过程以及更适合患者生理特性的电脉冲刺激，有效辅助足下垂患者的行走。解决了传统功能性电刺激仪的电刺激开启时机不恰当、输出强度单一、按键调节盲目的缺点，使得患者步态更加贴合正常人水平。而且多点分布的肌肉电采集模块采用无线通信，使得穿戴安装更加方便。CN114344721ACN114344721A权利要求书1/2页1.一种可穿戴功能性电刺激系统，其特征在于，所述系统包括多点式分布的肌肉电信号采集模块、功能性电刺激模块、微处理器主机以及WiFi模块；所述肌肉电信号采集模块用于采集患患腿胫骨前肌电信号和正常腿胫骨前肌电信号，并能将采集到的肌肉电信号通过WiFi模块发送给微处理器主机，所述微处理器主机用于根据患腿胫骨前肌电信号和正常腿胫骨前肌电信号的对比结果实时调节功能性电刺激输出的电脉冲强度，所述功能性电刺激模块用于对患腿胫骨前肌输出电脉冲刺激信号。2.根据权利要求1所述的一种可穿戴功能性电刺激系统，其特征在于，所述肌肉电信号采集模块还用于采集患腿股直肌电信号，所述微处理器主机还用于根据获取的患腿股直肌电信号来控制功能性电刺激的开启和关闭。3.根据权利要求2所述的一种可穿戴功能性电刺激系统，其特征在于，所述系统还包括微处理器从机，用于采集患腿股直肌电信号、正常腿胫骨前肌电信号的肌肉电信号采集模块连接微处理器从机，所述微处理器从机通过WiFi模块连接微处理器主机，用于采集患腿胫骨前肌电信号的肌肉电信号采集模块连接所述微处理器主机。4.根据权利要求3所述的一种可穿戴功能性电刺激系统，其特征在于，所述WiFi模块包括WiFi模块主机和WiFi模块从机，所述微处理器从机连接WiFi模块从机，所述WiFi模块主机连接所述微处理器主机，所述WiFi模块主机和WiFi模块从机通过WiFi连接。5.根据权利要求1所述的一种可穿戴功能性电刺激系统，其特征在于，所述肌肉电信号采集模块包括差分运放电路、滤波电路、积分电路以及运算放大电路，该模块的差分输入端分别接到肌肉的中央，参考端接到肌肉的旁边，差分运放电路输出后的信号经过滤波、积分和运算放大后传输到微处理器的采集端口。6.根据权利要求1所述的一种可穿戴功能性电刺激系统，其特征在于，所述功能性电刺激模块包括升压电路和全桥控制电路，升压电路在PWM波的驱动下实现电感的充放电，进而使电压得到提升，升压电路的电压输出与PWM波的占空比相关，通过比较患腿胫骨前肌和正常腿胫骨前肌的表面肌肉电信号来得出PWM波的相应占空比，进而得出适合于患者当前时刻步态的刺激电压幅值；全桥控制电路将其他两路PWM波转换成双相的脉冲方波，并配合升压部分所输出的电压，得到适合于当前时刻步态的电刺激脉冲。7.根据权利要求3所述的一种可穿戴功能性电刺激系统，其特征在于，所述微处理器主机、微处理器从机采用STM32F103C8T6型芯片。8.根据权利要求1所述的一种可穿戴功能性电刺激系统，其特征在于，所述WiFi模块的型号为ESP32‑C3‑MINI‑1。9.根据权利要求1‑8中任一所述的一种可穿戴功能性电刺激系统的电刺激方法，其特征在于，所述方法包括：采集患腿胫骨前肌电信号以及正常腿胫骨前肌电信号；将患腿胫骨前肌电信号和正常腿胫骨前肌电信号进行对比，根据对比结果实时调节功能性电刺激输出的电脉冲强度。10.根据权利要求9中所述的一种可穿戴功能性电刺激系统的电刺激方法，其特征在于，所述方法还包括：采集患腿股直肌电信号；判断获取的患腿股直肌电信号的电压值是否超过预设阈值，若超过，则控制功能性电2CN114344721A权利要求书2/2页刺激开启，若未超过，则控制功能性电刺激关闭。3CN114344721A说明书1/5页一种可穿戴功能性电刺激系统及其电刺激方法技术领域[0001]本发明实施例涉及生物医学技术领域，具体涉及一