本發(fā)明涉及醫(yī)療器械領(lǐng)域，尤其是一種基于肌電反饋的多通道電刺激裝置。

背景技術(shù)：

肌電圖(electromyography，英文簡稱emg)，應(yīng)用電子學(xué)儀器記錄肌肉靜止或收縮時(shí)的電活動，及應(yīng)用電刺激檢查神經(jīng)、肌肉興奮及傳導(dǎo)功能的方法。通過此檢查能夠確定周圍神經(jīng)、神經(jīng)元、神經(jīng)肌肉接頭及肌肉本身的功能狀態(tài)。

針對人體的電刺激是指利用一定強(qiáng)度的低頻脈沖電流，通過預(yù)先設(shè)定的程序來刺激一組或多組肌肉，最早被應(yīng)用于矯正偏癱患者的足下垂步態(tài)。隨著技術(shù)和研究的發(fā)展，從初期以改善或恢復(fù)被刺激肌肉或肌群功能為目的功能性電刺激，逐步延伸出緩解疼痛、人體感覺再現(xiàn)應(yīng)用。在假肢領(lǐng)域，電刺激反饋能夠提高病人對假肢的本體感受。

在康復(fù)醫(yī)療領(lǐng)域，肌電診斷與電刺激治療已在肢體功能康復(fù)治療中得到廣泛的應(yīng)用，但多數(shù)情況下都是兩者獨(dú)立使用，兼容性差，通道數(shù)低，肌電與電刺激電極不統(tǒng)一，且設(shè)備笨重，實(shí)際使用中帶來諸多不便，無法或難以實(shí)時(shí)根據(jù)患側(cè)肌肉狀態(tài)調(diào)控電刺激治療輸出實(shí)現(xiàn)主動康復(fù)，無法實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位病態(tài)肌群和靶向刺激增強(qiáng)達(dá)到精準(zhǔn)康復(fù)治療。因此，一種真正意義上的肌電檢測與電刺激輸出軟硬件兼容集成，具備友好交互界面的便攜閉環(huán)系統(tǒng)的研發(fā)具有很大的商業(yè)價(jià)值與應(yīng)用潛力。

基于以上問題，本發(fā)明提出一種基于肌電反饋的多通道功能性電刺激系統(tǒng)。其將電刺激與肌電檢測軟硬件集成形成閉環(huán)控制系統(tǒng)，電刺激輸出基于相應(yīng)肌肉肌電信號的檢測分析反饋，肌電與電刺激電極共用，交互界面友好，便攜且易用，臨床使用上達(dá)到主動康復(fù)，精確定位與診斷以及靶向刺激治療的目的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是肌電診斷與電刺激治療獨(dú)立使用，兼容性差，無法或難以實(shí)時(shí)根據(jù)患側(cè)肌肉狀態(tài)調(diào)控電刺激治療輸出實(shí)現(xiàn)主動康復(fù)，通道數(shù)低，肌電與電刺激電極不統(tǒng)一，無法實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位病態(tài)肌群和靶向刺激增強(qiáng)，且設(shè)備笨重；通過集成肌電診斷與電刺激治療形成閉環(huán)控制，以得到肌電診斷與電刺激電極分時(shí)共用配合度高，兼容性好，便攜易用的電刺激裝置，臨床上達(dá)到主動康復(fù)，精確定位與診斷以及靶向刺激治療的目的。

基于以上技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種基于肌電反饋的多通道電刺激裝置，包括肌電信號采集/電刺激輸出儀、上位機(jī)、信號采集/輸出部件，所述肌電信號采集/電刺激輸出儀和所述上位機(jī)通信連接，所述肌電信號采集/電刺激輸出儀和所述信號采集/輸出部件通過電線連接，所述信號采集/輸出部件連接到人體；基于肌電反饋的多通道電刺激裝置是將多通道肌電檢測與多通道電刺激相結(jié)合的閉環(huán)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)有機(jī)的將肌電采集信號與電刺激信號相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)生物反饋與電刺激輸出的閉環(huán)控制。

進(jìn)一步地，所述肌電信號采集/電刺激輸出儀包括模式切換電路、多通道肌電采集電路、多通道電刺激輸出電路和主控芯片電路，所述模式切換電路與所述多通道肌電采集電路和所述多通道電刺激輸出電路連接，所述多通道肌電采集電路和所述多通道電刺激輸出電路與所述主控芯片電路連接。

進(jìn)一步地，所述肌電信號采集/電刺激輸出儀還包括通信接口電路和電源管理電路，所述主控芯片電路與所述通信接口電路連接，所述電源管理電路分別與所述模式切換電路、所述多通道肌電采集電路、所述多通道電刺激輸出電路、所述主控芯片電路和所述通信接口電路連接。

進(jìn)一步地，所述模式切換電路用于實(shí)現(xiàn)所述肌電信號采集/電刺激輸出儀工作模式在肌電采集模式與電刺激輸出模式之間切換，使肌電采集與電刺激輸出分時(shí)進(jìn)行，所述模式切換電路將所述信號采集/輸出部件獲取的肌電信號傳輸至多通道肌電采集電路，或所述模式切換電路將多通道電刺激輸出電路輸出的電刺激信號傳輸至所述信號采集/輸出部件實(shí)現(xiàn)電刺激。

進(jìn)一步地，多通道肌電采集電路由預(yù)處理電路和單片機(jī)模數(shù)轉(zhuǎn)換器adc采樣組成，預(yù)處理電路由16個(gè)預(yù)處理電路模塊組成，能夠同時(shí)處理16通道的原始肌電數(shù)據(jù)，每個(gè)預(yù)處理電路模塊對應(yīng)一個(gè)通道的肌電數(shù)據(jù)；所述多通道肌電采集電路與所述信號采集/輸出部件通過所述模式切換電路連接，所述多通道肌電采集電路在肌電采集模式下通過電子開關(guān)模塊的控制能夠?qū)崿F(xiàn)16通道的肌電信號采集，所述多通道肌電采集電路用于對原始肌電信號的預(yù)處理以及將處理后的肌電信號傳輸給所述主控芯片電路進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換器(adc，analogtodigitalconverter)采樣。

進(jìn)一步地，對原始肌電信號的預(yù)處理步驟為：在預(yù)處理模塊中所述原始肌電信號依次經(jīng)過低通濾波、儀表放大器、帶通濾波、陷波濾波、主放大器和電位提升。

進(jìn)一步地，所述多通道電刺激輸出電路包括高壓升壓模塊、同相比例放大模塊、電子開關(guān)模塊、安全保護(hù)模塊以及基于光耦、運(yùn)算放大器與功率mos管的恒流源刺激電流波形發(fā)生模塊，所述基于光耦、運(yùn)算放大器與功率mos管的恒流源刺激電流波形發(fā)生模塊分別與所述高壓升壓模塊、所述同相比例放大模塊和所述安全保護(hù)模塊連接，所述安全保護(hù)模塊與所述電子開關(guān)模塊連接；所述多通道電刺激輸出電路在電刺激模式下通過電子開關(guān)模塊的控制能夠?qū)崿F(xiàn)16通道刺激電流的分時(shí)輸出。多通道電刺激輸出電路通過信號采集/輸出部件的電極將電刺激電流作用于人體，使人產(chǎn)生觸覺或與本體感類似的感覺，還能夠用于刺激肌肉收縮以完成相應(yīng)的運(yùn)動或康復(fù)治療；電刺激輸出的形式為頻率與脈寬可調(diào)的正負(fù)雙相脈沖方波電流或單相脈沖方波電流，電流大小在幾毫安到上百毫安范圍可調(diào)；電流刺激形式為正負(fù)雙相脈沖方波時(shí)，單個(gè)周期刺激脈沖方波包括一定脈寬與幅值的正負(fù)兩部分方波，能夠有效防止電荷在刺激對象皮膚上的積累引起的不適；具體刺激頻率與脈寬以及刺激電流的大小根據(jù)設(shè)計(jì)的刺激模式可通過上位機(jī)軟件給出，根據(jù)刺激模式的不同配置電極位置、刺激通道數(shù)量、刺激電流強(qiáng)度、刺激脈沖脈寬、單通道刺激時(shí)間以及兩個(gè)相鄰?fù)ǖ篱g的刺激時(shí)間間隔。

進(jìn)一步地，所述主控芯片電路包括stm32主控芯片和外圍電路，所述主控芯片電路在肌電采集模式下將多通道肌電采集電路采集所述的肌電信號通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器采集并傳輸?shù)酵ㄐ沤涌陔娐?，再通過所述通信接口電路傳輸?shù)剿錾衔粰C(jī)；所述主控芯片電路通過通信接口電路接收來自上位機(jī)的控制指令；所述主控芯片電路控制所述模式切換電路進(jìn)行肌電采集模式與電刺激模式切換；所述主控芯片電路還控制所述多通道電刺激輸出電路在通道中輸出一定波形刺激電流。

進(jìn)一步地，所述通信接口電路通信連接所述主控芯片電路和所述上位機(jī)，所述通信連接方式為有線連接或無線藍(lán)牙連接。

進(jìn)一步地，所述上位機(jī)的軟件是人機(jī)交互界面，所述上位機(jī)的能夠?qū)Σ杉募‰娦盘栠M(jìn)行分析處理與存儲，如對肌電信號特征提取與分類識別；所述上位機(jī)根據(jù)對采集的所述肌電信號的處理結(jié)果結(jié)合數(shù)據(jù)庫自動或人為配置生成相應(yīng)的刺激模式并發(fā)送命令控制所述肌電信號采集/電刺激輸出儀實(shí)現(xiàn)電刺激輸出；或者所述上位機(jī)的不依靠所述肌電信號的分析結(jié)果人為配置生成相應(yīng)的刺激模式并發(fā)送命令控制所述肌電信號采集/電刺激輸出儀實(shí)現(xiàn)電刺激輸出，僅作為控制電刺激輸出的上位機(jī)軟件。

進(jìn)一步地，所述信號采集/輸出部件是直接與人體接觸的部分，起到傳遞肌電信號或電刺激電流的作用；所述采集/輸出部件由電極和袖套組成，每兩個(gè)電極組成一個(gè)肌電信號采集通道或電刺激輸出通道；所述采集/輸出部件用于上臂肌電采集或電刺激輸出，在僅用于上臂肌電采集時(shí)使用干電極，在用于肌電采集與電刺激輸出時(shí)采集/輸出部件使用濕電極。

進(jìn)一步地，所述電源管理電路將外界電源轉(zhuǎn)化為肌電信號采集/電刺激輸出儀所需電壓，所述外界電源包括電池或usb線連接的上位機(jī)。

本發(fā)明將肌肉電信號獲取、分析處理與電刺激相結(jié)合提供一種具備實(shí)時(shí)反饋的閉環(huán)控制系統(tǒng)，有以下效果及優(yōu)點(diǎn)：

1、本發(fā)明將肌電信號采集儀與電刺激輸出儀在硬件上集成，通過有線或藍(lán)牙方式與上位機(jī)通信，體積小便攜。

2、本發(fā)明基于肌電反饋的多通道電刺激裝置的閉環(huán)控制系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)采集肌電信號并完成分析，根據(jù)分析結(jié)果配置刺激模式輸出刺激，能夠定點(diǎn)定量對某部分肌肉生理參數(shù)分析與電刺激。

3、本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)同時(shí)采集的肌電通道數(shù)和分時(shí)輸出電刺激通道數(shù)最多為16個(gè)，肌電信息采集點(diǎn)豐富，對肌肉的刺激范圍廣。

4、本發(fā)明能根據(jù)應(yīng)用場景產(chǎn)生不同，輸出不同的刺激模式，通過刺激使被刺激者產(chǎn)生類似觸覺以及本體感覺或讓被刺激者產(chǎn)生肌肉收縮達(dá)到激發(fā)肌肉活力、康復(fù)理療目的。

5、本發(fā)明上位機(jī)軟件界面友好，既能單獨(dú)用于多通道肌電信號的采集分析存儲、單獨(dú)用于多通道電刺激輸出的控制，也能夠?qū)烧呓Y(jié)合形成肌電反饋電刺激輸出的閉環(huán)控制系統(tǒng)。

綜上所述，本發(fā)明在殘疾人輔助醫(yī)療器械、康復(fù)醫(yī)療、玩具娛樂諸多領(lǐng)域有著非常廣泛的應(yīng)用前景；可用于任何以肌肉活動為誘發(fā)信號的生機(jī)控制系統(tǒng)，同時(shí)此類系統(tǒng)將控制目標(biāo)狀態(tài)以電刺激形式作用于人體本身，以提升控制穩(wěn)定性，提升人體對外部設(shè)備的本體感受，也能夠達(dá)到康復(fù)治療目的。

以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進(jìn)一步說明，以充分地了解本發(fā)明的目的、特征和效果。

附圖說明

圖1是基于肌電反饋的多通道電刺激裝置的整體框架圖。

圖2是肌電信號采集/電刺激輸出儀的電路框圖。

圖3a是單通道肌電信號預(yù)處理過程的流程圖。

圖3b是單通道肌電信號預(yù)處理電路的電路結(jié)構(gòu)圖。

圖4是多通道肌電采集電路主要功能模塊與肌電信號采集/電刺激輸出儀其他功能模塊配合的結(jié)構(gòu)圖。

圖5是多通道電刺激輸出電路主要功能模塊與肌電信號采集/電刺激輸出儀其他功能模塊配合的結(jié)構(gòu)圖。

圖6a是基于運(yùn)算放大器、光耦以及功率mos管的恒流源波形發(fā)生電路的第一輸出out1的原理圖。

圖6b是基于運(yùn)算放大器、光耦以及功率mos管的恒流源波形發(fā)生電路的第二輸出out2的原理圖。

圖7是電刺激電流單相脈沖波形圖。

圖8是電刺激電流雙相對稱脈沖波形圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的手功能康復(fù)實(shí)施例作詳細(xì)說明：實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的運(yùn)作流程。應(yīng)當(dāng)指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還能夠做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

如圖1所示，本發(fā)明提供一種基于肌電反饋的多通道電刺激裝置，包括肌電信號采集/電刺激輸出儀、上位機(jī)、信號采集/輸出部件，肌電信號采集/電刺激輸出儀和上位機(jī)通信連接，肌電信號采集/電刺激輸出儀和信號采集/輸出部件通過電線連接，信號采集/輸出部件連接到人體。首先將16通道信號采集/輸出部件的袖套戴在手功能缺陷患者上臂，確保電極與皮膚接觸良好的情況下，開啟肌電信號采集/電刺激輸出儀，在肌電采集模式下采集1至16通道的肌電數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)線或藍(lán)牙無線傳輸?shù)缴衔粰C(jī)，上位機(jī)接收數(shù)據(jù)并將各通道數(shù)據(jù)以波形顯示出來，同時(shí)上位機(jī)軟件將數(shù)據(jù)存儲并進(jìn)行分析計(jì)算，如提取各通道的時(shí)域與頻域的特征，并將數(shù)據(jù)分析結(jié)果顯示出來，康復(fù)人員通過可視化數(shù)據(jù)分析結(jié)果對16通道對應(yīng)的肌肉健康狀況進(jìn)行評估；完成數(shù)據(jù)采集和分析后，在不解下袖套的情況下上位機(jī)配置好刺激電流的頻率、脈寬、幅值、通道信息通過有線或藍(lán)牙方式將配置信息發(fā)送給肌電信號采集/電刺激輸出儀，將其切換至電刺激模式，通過袖套定點(diǎn)對肌電數(shù)據(jù)不理想的肌肉群進(jìn)行刺激治療，各通道電刺激之間是分時(shí)關(guān)系，某一時(shí)刻進(jìn)行一個(gè)通道刺激輸出。

如圖2所示，肌電信號采集/電刺激輸出儀包括模式切換電路、多通道肌電采集電路、多通道電刺激輸出電路、主控芯片電路、通信接口電路和電源管理電路，模式切換電路與多通道肌電采集電路和多通道電刺激輸出電路連接，多通道肌電采集電路和多通道電刺激輸出電路與主控芯片電路連接；主控芯片電路與通信接口電路連接，電源管理電路分別與模式切換電路、多通道肌電采集電路、多通道電刺激輸出電路、主控芯片電路和通信接口電路連接，并為連接的各電路提供電源。

模式切換電路用于實(shí)現(xiàn)肌電信號采集/電刺激輸出儀工作模式在肌電采集模式與電刺激輸出模式之間切換，使肌電采集與電刺激輸出分時(shí)進(jìn)行，模式切換電路將信號采集/輸出部件獲取的肌電信號傳輸至多通道肌電采集電路，或模式切換電路將多通道電刺激輸出電路輸出的電刺激信號傳輸至信號采集/輸出部件實(shí)現(xiàn)電刺激。

多通道肌電采集電路由預(yù)處理電路和單片機(jī)模數(shù)轉(zhuǎn)換器adc采樣組成，預(yù)處理電路由16個(gè)預(yù)處理電路模塊組成，能夠同時(shí)處理16通道的原始肌電數(shù)據(jù)，每個(gè)預(yù)處理電路模塊對應(yīng)一個(gè)通道的肌電數(shù)據(jù)；多通道肌電采集電路與信號采集/輸出部件通過模式切換電路連接；多通道電刺激輸出電路中，基于光耦、運(yùn)算放大器與功率mos管的恒流源刺激電流波形發(fā)生模塊分別與高壓升壓模塊、同相比例放大模塊和安全保護(hù)模塊連接、安全保護(hù)模塊和電子開關(guān)模塊連接；多通道肌電采集電路在肌電采集模式下通過電子開關(guān)模塊的控制能夠?qū)崿F(xiàn)16通道的肌電信號采集，多通道肌電采集電路用于對原始肌電信號的預(yù)處理以及將處理后的肌電信號傳輸給主控芯片電路進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換器(adc，analogtodigitalconverter)采樣。

如圖3a所示，對原始肌電信號的預(yù)處理步驟為：在預(yù)處理模塊中原始肌電信號依次經(jīng)過低通濾波、儀表放大器、帶通濾波、陷波濾波、主放大器和電位提升。如圖3b所示，肌電信號預(yù)處理使用的電路結(jié)構(gòu)如下：主要元器件是儀表放大器ad620,雙路軌至軌輸入和輸出運(yùn)算放大器lmc6482以及相關(guān)外圍電容電阻，該電路設(shè)計(jì)的突出優(yōu)點(diǎn)在于能夠很好節(jié)省單片機(jī)計(jì)算資源直接通過硬件而不是軟件處理完成如圖3a中對原始肌電信號的預(yù)處理的過程，去除了大部分肌電信號的潛在噪聲，得到高信噪比且頻率范圍位為20hz-500hz的肌電信號供模數(shù)轉(zhuǎn)換器采樣。

圖4是多通道肌電采集電路主要功能模塊與肌電信號采集/電刺激輸出儀其他功能模塊配合的結(jié)構(gòu)圖，16個(gè)通道的肌電信號經(jīng)過16個(gè)預(yù)處理電路模塊后被stm32單片機(jī)采樣，stm32單片機(jī)即為stm32主控芯片，采樣頻率為1khz，采樣后單片機(jī)通過有線方式或藍(lán)牙無線方式將數(shù)據(jù)上傳到上位機(jī)作進(jìn)一步的分析處理。

如圖5所示為多通道電刺激輸出電路主要功能模塊結(jié)構(gòu)圖，多通道電刺激輸出電路包括高壓升壓模塊、同相比例放大模塊、電子開關(guān)模塊、安全保護(hù)模塊以及基于光耦、運(yùn)算放大器與功率mos管的恒流源刺激電流波形發(fā)生模塊，基于光耦、運(yùn)算放大器與功率mos管的恒流源刺激電流波形發(fā)生模塊分別與高壓升壓模塊、同相比例放大模塊和安全保護(hù)模塊連接，安全保護(hù)模塊與電子開關(guān)模塊連接，多通道電刺激輸出電路在電刺激模式下通過電子開關(guān)模塊的控制能夠?qū)崿F(xiàn)16通道刺激電流的分時(shí)輸出。電源管理電路為高壓升壓模塊提供輸入電壓u1，為電子開關(guān)模塊提供電壓u7，為基于運(yùn)算放大器、光耦以及功率mos管的恒流源波形發(fā)生模塊中的運(yùn)算放大器和光耦開關(guān)分別提供電壓u2和u6，為同相比例放大模塊提供電壓u3，高壓升壓模塊將u1升壓至u5給恒流源供電。

圖6a和圖6b是基于運(yùn)算放大器、光耦以及功率mos管的恒流源波形發(fā)生模塊原理圖，該模塊工作流程是：上位機(jī)對所采集的肌電數(shù)據(jù)分析處理后通過有線或藍(lán)牙向下位機(jī)，即肌電信號采集/電刺激輸出儀下達(dá)包含刺激模式信息的控制指令，stm32單片機(jī)解析上位機(jī)指令后將模式切換電路切換為電刺激輸出模式，并按指令實(shí)現(xiàn)數(shù)模轉(zhuǎn)換器(dac，digitaltoanalogconverter)輸出、配置刺激波形以及控制電子開關(guān)模塊配置刺激通道，其中配置刺激波形用于設(shè)置刺激頻率、脈寬、單雙相。具體說來，數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出至同相比例放大模塊放大成u4給基于運(yùn)算放大器、光耦以及功率mos管的恒流源波形發(fā)生電路用于調(diào)整刺激電流大小，電流大小的計(jì)算公式是：

同時(shí)stm32單片機(jī)產(chǎn)生pwm方波控制信號用于控制刺激電流的方波頻率和脈寬，其中pwm控制信號1和4分別控制光耦開關(guān)1和4使out1和out2輸出正相方波，同理，pwm控制信號2和3分別控制光耦開關(guān)2和3使out1和out2輸出負(fù)相方波，之后刺激電流通過安全保護(hù)模塊、電子開關(guān)模塊到達(dá)電極，電子開關(guān)模塊選用的是光耦aqw216，每一個(gè)aqw216對應(yīng)一個(gè)刺激通道，通過使能不同的電子開關(guān)即可選通不同的刺激通道。由于信號采集/輸出部件的電極在手臂上的位置未改變，刺激電流能夠精準(zhǔn)定點(diǎn)刺激肌電數(shù)據(jù)差的肌群；刺激結(jié)束后系統(tǒng)再次切換至肌電采集模式重復(fù)上述過程。總的說來，整個(gè)系統(tǒng)基于肌電反饋控制電刺激輸出，形成一個(gè)閉環(huán)，達(dá)到手功能康復(fù)治療目的；功能性電刺激發(fā)生電路產(chǎn)生的電流參數(shù)為：強(qiáng)度0-100ma可調(diào)，頻率1-100hz可調(diào)、脈寬0-1000us可調(diào)。

如圖7所示為電刺激電流脈沖單相波形圖，電刺激電流脈沖為一系列的單相正脈沖，a表示脈寬，b表示刺激電流的強(qiáng)度，c表示刺激脈沖的周期，實(shí)際使用過程中可實(shí)現(xiàn)軟件更改a、c以及刺激時(shí)長以達(dá)到理想刺激模式及效果。上述波形適合應(yīng)用在用于假肢手控制時(shí)的電觸覺反饋，電刺激電流比較微弱，作用于殘肢端皮膚僅用于激活皮膚內(nèi)觸覺感受器，改變a、b、c能夠獲得不同的觸覺感受，如振動、壓力、粗糙度。

如圖8所示為電刺激電流雙相波形圖，圖8滿足正負(fù)脈沖與橫軸所圍面積相等；其中a為脈寬、b為電流幅值，c為刺激脈沖的周期，實(shí)際使用過程中可通過軟件更改a、b、c以及刺激時(shí)長以達(dá)到理想刺激模式及效果。上述波形適合應(yīng)用在用于使肌肉產(chǎn)生收縮或抑制痙攣場合，電刺激電流比較大，用于激活骨骼肌以及相關(guān)神經(jīng)來引發(fā)肌肉收縮，用于偏癱患者前臂肌肉康復(fù)時(shí)，改變a、b、c能夠使肌肉收縮程度與速度不同從而激發(fā)腕關(guān)節(jié)以不同角度與速度運(yùn)動，雙相的電流刺激效果更明顯，在大電流下雙相的形式能夠防止電荷在皮膚表面積累從而避免引發(fā)組織損傷。如在針對腦卒中患者前臂肌肉康復(fù)時(shí)，根據(jù)某通道肌電數(shù)據(jù)分析結(jié)果配置該通道的刺激模式為刺激頻率50hz，脈寬300us，電流強(qiáng)度30ma，一個(gè)刺激療程刺激時(shí)間可設(shè)為20分鐘，其中刺激持續(xù)5分鐘間歇20s；當(dāng)多通道刺激輸出治療時(shí)，不同通道對應(yīng)檢測分析肌肉的狀態(tài)可能不同，則對應(yīng)的刺激模式不同，如通道一刺激頻率50hz，脈寬300us，電流強(qiáng)度30ma，通道二刺激頻率50hz，脈寬300us，電流強(qiáng)度45ma，通道三刺激頻率30hz，脈寬200us，電流強(qiáng)度20ma，各通道分時(shí)輸出，間隔時(shí)間可設(shè)為50ms，一個(gè)刺激療程總的刺激時(shí)間可為20分鐘，其中刺激持續(xù)5分鐘間歇20s。

主控芯片電路包括stm32主控芯片和外圍電路，主控芯片電路在肌電采集模式下將多通道肌電采集電路采集的肌電信號通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器采集并傳輸?shù)酵ㄐ沤涌陔娐?；主控芯片電路通過通信接口電路接收來自上位機(jī)的控制指令；主控芯片電路控制模式切換電路進(jìn)行肌電采集模式與電刺激模式切換；主控芯片電路還控制多通道電刺激輸出電路在通道中輸出波形刺激電流。

通信接口電路通信連接主控芯片電路和上位機(jī)，通信連接方式為有線連接或無線藍(lán)牙連接。

上位機(jī)的軟件是人機(jī)交互界面，上位機(jī)的能夠?qū)Σ杉募‰娦盘栠M(jìn)行分析處理與存儲，如對肌電信號特征提取與分類識別；上位機(jī)的根據(jù)對采集的肌電信號的處理結(jié)果結(jié)合數(shù)據(jù)庫自動或人為配置生成相應(yīng)的刺激模式并發(fā)送命令控制電刺激輸出；或者上位機(jī)的不依靠肌電信號的分析結(jié)果人為配置生成相應(yīng)的刺激模式并發(fā)送命令控制電刺激儀實(shí)現(xiàn)電刺激輸出，僅作為控制電刺激輸出的上位機(jī)軟件。

信號采集/輸出部件是直接與人體接觸的部分，起到傳遞肌電信號或電刺激電流的作用；采集/輸出部件由電極和袖套組成，每兩個(gè)電極組成一個(gè)肌電信號采集通道或電刺激輸出通道；采集/輸出部件用于上臂肌電采集或電刺激輸出，在僅用于上臂肌電采集時(shí)使用干電極，在用于肌電采集與電刺激輸出時(shí)采集/輸出部件使用濕電極。

電源管理電路將外界電源轉(zhuǎn)化為肌電信號采集/電刺激輸出儀所需電壓，外界電源包括電池或usb線連接的上位機(jī)。

綜上所述，本發(fā)明能夠檢測分析肌電信號配置不同模式的電刺激實(shí)現(xiàn)肌電反饋的電刺激閉環(huán)輸出，肌電檢測與電刺激輸出共用袖套，能夠?qū)崿F(xiàn)肌肉群的定位檢測診斷以及定點(diǎn)刺激，同時(shí)系統(tǒng)包含保護(hù)電路，增強(qiáng)可靠性，避免用戶在使用過程中發(fā)生危險(xiǎn)。

以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的較佳具體實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員無需創(chuàng)造性勞動就能夠根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思作出諸多修改和變化。因此，凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者有限的實(shí)驗(yàn)?zāi)軌虻玫降募夹g(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。