[发明专利]一种用于肌电信号监测及产生相应电刺激信号的设备

说明书

一种用于肌电信号监测及产生相应电刺激信号的设备，包括：监测与刺激设备、卡片式控制器以及数据处理与显示装置，其中所述监测与刺激设备采用创可贴式设计，同时具有肌电信号采集模块与一个或多个电刺激模块，所述一个或多个电刺激模块用于产生一种或多种放电刺激；所述数据处理与显示装置可以对肌电信号中的多种特征进行提取，从而获得多个肌电信号特征。本发明通过获得肌电信号的多个特征，并对肌电信号的多特征进行融合，使得其能够对多种肌肉状态进行更全面的分析；此外，本发明中的刺激波形由方波和正弦波两种组成，并具有低频与中频之分，使其能够产生多种电刺激方案；又通过采用双相电刺激方式，使得其更加安全、通用性更强。

技术领域

本发明涉及医疗设备领域，特别是涉及了一种用于肌电信号监测及产生相应电刺激信号的设备，用于肌电状态的分析与电刺激信号的产生。

背景技术

肌肉是人体运动力量的主要源泉，在人体内分布极为广泛，约占人体总体重的40％。当肌电状态时，人体整体的精神状态和运动感知功能会逐渐衰退，表现为注意力涣散、操作速度减慢、动作的协调性和灵活性降低，最终将减弱整个人体的工作能力，增加差错及事故发生率，导致完成任务的效率降低，肌肉严重疲劳时甚至会影响人体正常的工作与生活秩序。但是随着生活节奏变快，很多白领、学生、IT从业者等长期伏案工作很容易颈肩酸痛，一些客运或货运司机常因长期驾驶汽车而导致肩周、腰部肌肉不适，运动员和体育爱好者也会由于过度运动和锻炼引起身体各部位肌电状态与损伤。据统计，在高负荷工作和不科学的运动方法过程中，因固定久坐、姿势不良、过度活动等不良因素引起的肌电状态和疼痛症状正逐年递增。

目前，市场中较为成熟的肌电状态监测技术，如表面肌电(Surfaceelectromyography，SEMG)技术，该技术能够客观地反映肌肉活动水平和功能状态，具有操作准确、可重复测量监测的特性，实现无创、实时、定量地评估和测定肌电状态情况。但是大部分应用该技术的产品功能单一，电刺激波形固定，电刺激方案固定，导致其不能满足不同使用者的要求，通用性较差。具体缺点如下所述：

(1)主要基于独立通道模式，功能单一，使用范围小，往往限于特定的肌电状态监测，抑或是限定于单一电刺激信号的放电，集成性较低、扩展性较弱。

(2)一部分肌电状态监测、电刺激的机构体积过大、价格昂贵、结构复杂，需专业人员操作，使用场所受到限制，不易穿戴，无法适合大规模实际应用。

(3)没有基于用户本身的状态和局部肌电的状态，用户不能根据自己的实际情况通过自适应的算法，自行对电刺激的信号进行调整，导致其效果不佳或具有危害。

发明内容

针对上述问题，本发明公开了一种用于肌电信号监测及产生相应电刺激信号的设备，包括：监测与刺激设备、卡片式控制器以及数据处理与显示装置；其中，所述监测与刺激设备采用创可贴式设计，包括，肌电信号采集模块与电刺激模块，所述电刺激模块用于产生一种或多种放电刺激；所述数据处理与显示装置可以对肌电信号中的多种特征进行提取，获得多个肌电信号特征；所述监测与刺激设备与所述数据处理与显示装置分别通过无线传输方式与所述卡片式控制器通信。

优选的，所述多种放电刺激包括：低频放电刺激与中频放电刺激。

优选的，所述多种特征包括：时域特征、频域特征、双频域特征以及时频域特征。

优选的，所述监测与刺激设备包括：表面肌电电极、表面阵列电刺激电极、肌电信号反馈显示模块、第一无线通信模块以及电池，其中所述表面肌电电极与所述表面阵列电刺激电极采用阵列式设计，分别用于肌电信号的采集与电刺激信号的放电。

更优选的，所述肌电状态反馈显示模块包括：蜂鸣器元件以及LED显示灯元件，所述肌电状态反馈显示模块用于通过声光结合的方式反馈显示肌电信号中包含的状态信息。