[发明专利]一种单相电源阵列式双相电刺激反馈系统

说明书

本发明公开了一种单相电源阵列式双相电刺激反馈系统。微控制器模块发出控制信号协调控制双相电刺激脉冲发生模块和多通道电刺激电极阵列模块；双相电刺激脉冲发生模块接收微控制器模块的控制信号进而产生可调节双相电刺激脉冲输出到多通道电刺激电极阵列模块；多通道电刺激电极阵列模块接收微控制器模块的控制信号实时将双相电刺激脉冲转为电刺激并调节改变电极和强度大小；单相电源模块供电。本发明用于肢体感知的智能反馈，解决现有电刺激反馈系统不能让使用者感受到多模式而又无电击感的电刺激反馈的技术问题，切换电流正反向较快，能实现多模式、无电击感的电刺激反馈。

技术领域

本发明属于医疗康复器械领域的一种电刺激反馈系统，涉及了应用于肢体感知反馈的一种单相电源阵列式双相电刺激反馈系统。

背景技术

肢体性残疾和神经系统疾病(尤其针对肢体的感觉障碍)成为我国的重大疾病之一。肢体在日常生活中的地位极其重要，失去对肢体控制和感知的人在日常生活上将面临极大的不便。失去肢体感知可以使用辅助感知设备。目前商业化假肢的交互系统都缺乏合适的感觉反馈，这影响了使用假肢的便捷性和功能性，具备感觉反馈系统的假肢和辅助设备在进行操作时可以提升动作的准确性，一定程度上减少对其余感觉器官的依赖。因此，开发具有适合的信息反馈的假肢和辅助设备更具有实用性。

由于电刺激能使神经元膜电位变化形成动作电位从而传递到中枢神经系统使人产生感觉，所以常用在感觉反馈中。然而，由于电刺激反馈的位置和模式单一，长时间特定位置和特定模式的电刺激作用于神经，会使神经纤维产生适应性而减弱感知能力；在皮肤表面施加单相刺激脉冲电流，由于脉冲频率较高(500Hz以上)，脉冲通过两电极作用于人体时，人体会将电刺激脉冲滤波，从而原本的电刺激脉冲变为单相偏置的锯齿波，因此使用者会在电极下方的皮肤表面因电荷积聚而感受到被电击的不适感；正负双电源的双相电刺激脉冲电路对模拟开关芯片的要求高(要求模拟开关芯片能承受较大的正电压和负电压)，不便于高速多通道模拟开关的选型和应用，难以实现阵列式的多模式双相电刺激反馈。

发明内容

鉴于现有技术的上述缺陷，本发明目的在于提出了一种单相电源阵列式双相电刺激反馈系统，应用于肢体感知反馈，解决了目前电刺激反馈系统不能使患者感受到无电击感而又稳定的、多模式的电刺激反馈的问题。

本发明其技术方案具体如下：

本发明包括微控制器模块、双相电刺激脉冲发生模块、多通道电刺激电极阵列模块和仅一个单相电源模块；

所述微控制器模块用于接收和处理反馈信息，分别连接双相电刺激脉冲发生模块和多通道电刺激电极阵列模块，发出控制信号协调控制双相电刺激脉冲发生模块和多通道电刺激电极阵列模块；

所述双相电刺激脉冲发生模块用于生成和调节双相电刺激脉冲，分别连接微控制器模块和多通道电刺激电极阵列模块，接收微控制器模块的控制信号进而产生幅值、脉宽均可调节的双相电刺激脉冲并输出到多通道电刺激电极阵列模块；

所述多通道电刺激电极阵列模块用于接收和处理双相电刺激脉冲，分别连接微控制器模块和双相电刺激脉冲发生模块，接收微控制器模块的控制信号实时将双相电刺激脉冲转为电刺激作用于人体并且切换电刺激产生的电极用于实现多通道组合电刺激；

所述单相电源模块分别连接微控制器模块、双相电刺激脉冲发生模块和多通道电刺激电极阵列模块进行供电。

所述双相电刺激脉冲发生模块包含脉冲幅值控制模块、双向电流逻辑控制模块和电流放大模块；

所述脉冲幅值控制模块受控于微控制器模块用于控制双相电刺激脉冲的幅值；

所述双向电流逻辑控制模块受控于微控制器模块用于控制施加到多通道电刺激电极阵列模块的电流流向和流通时间，进而产生双相脉冲并且控制双相脉冲的脉宽。

所述电流放大模块用于放大施加到多通道电刺激电极阵列模块的电流。