[发明专利]基于高密度肌电采集阵列的咬合运动情况监测分析系统

权利要求书

1.一种基于高密度肌电采集阵列的咬合运动情况监测分析系统，其特征在于，通过对颞肌的肌肉运动单元的放电信号进行采集，采用智能算法，对微观神经肌肉工作机制为基础的人类口腔咬合运动情况进行监测分析，包含两大部分：采集模块及下位机、上位机；两个部分之间通过有线及无线传输设备进行数据传输；所述采集模块及下位机中包括前端采集设备和信号处理硬件电路两个部分；所述上位机是用户客户端电脑，预装载有信号分析和信息展示交流两个程序模块，其中，信号分析程序模块包括信号预处理及智能算法两个子模块；客户端将从下位机接收到的信息采集并分析后的结果展现在图形用户界面中；其中：

所述前端采集设备，包括：高密度肌电采集阵列、参考电极和接地电极；其中，接地电极布设于使用者左耳或右耳乳凸处，参考电极布设于眉心处；高密度肌电采集阵列布置在用户两侧颞肌表皮之上；所述高密度肌电采集阵列至少有两个电极片，每个电极片包含不小于32个触点，两片合计不小于64个触点；各采集阵列上的触点整合于一片材质柔软的可以与皮肤共形好的基材上，组成高密度肌电采集阵列；触点使用部分过孔设计，各触点通过表面镀金的铜制排线连接至采集阵列电极尾端的排插接口；高密度肌电采集阵列与皮肤固定；

所述信号处理硬件电路，包括信号放大模块和主控板；其中：

所述信号放大模块，通过排插接口与高密度肌电采集阵列连接，将采集得到的原始高密度肌电信号放大，以保证此后用于分析的信号有较高的信噪比；信号放大模块采用多个并行多通道生物电放大量化模拟前端设计；所有模拟前端共地，在主控板的控制下同步采集全部通道对共同接地点的电势差；

所述主控板，负责：为整个采集模块及下位机部分供电，控制采样同步时钟、采样频率、模拟前端放大倍率、数据精度等采样相关参数，存储采集到的数据，并根据传输协议将分段数据通过有线或无线的方式传输到上位机；

主控板包括电源控制模块、高性能微处理器、本地存储模块插口、无线传输模块、USB接口、放大模块接口；电源控制模块通过电池或USB电源为电路各部分供电，并维护电池充放电；高性能微处理器采用并行多SPI接口，同时控制模拟前端，并提供统一的采样时钟输出至模拟前端，采集各个时刻的全部肌电原始信号并将数据进行本地存储或通过有线/无线的传输至上位机；存储至存储卡、通过USB接口上传；本地存储模块插口可以插入TF卡，高性能微处理器将数据按约定格式存储至TF卡中；

所述信号预处理子模块，用于对主控板得到的原始信号进行包括带通滤波、工频去除、伪迹消除、坏道检测和损坏数据剔除预处理工作；然后将经过预处理的信号传递给智能算法子模块；

所述智能算法子模块， 根据经过预处理的信号进行计算，得到咬合发生的时域信息和空间信息，以及各个咬合动作颞肌区域的肌肉运动单元的各个神经单元发放电信息，进而可以拟合出使用者的下颌咬合面的相对运动情况；

所述信息展示交流程序模块，用于将智能算法子模块的分析计算结果，组织成用户容易理解的信息，通过图形化的形式在屏幕界面上呈现出来，提供给使用者；可呈现的数据包括：咬合面相对运动与时间关系、咬合合力轨迹、咬合运动情况分类。

2.根据权利要求1所述的咬合运动情况监测分析系统，其特征在于，所述高密度肌电采集阵列所固定的方向为与颞肌肌纤维长势成正交的角度方向，最大程度覆盖颞肌且避免电极片与头发接触。

3.根据权利要求1所述的咬合运动情况监测分析系统，其特征在于，所述信号放大模块采采用大于8个的并行8通道生物电放大量化模拟前端ADS1299进行信号放大模块设计。

4.根据权利要求1所述的咬合运动情况监测分析系统，其特征在于，所述上位机是个人电脑、平板电脑或手机。