无固定接触式肌电采集系统及其肌电采集方法技术方案

本发明专利技术公开了一种无固定接触式肌电采集系统及其肌电采集方法，所述系统包括：多个肌电采集单元以阵列的形式可拆卸地安装在电极阵列固定装置上，其中每一个肌电采集单元均与无线射频接收模块无线连接；电极阵列固定装置，用于放置肌电采集单元，通过调节电极阵列固定装置使肌电采集单元与皮肤紧密接触，并为各个肌电采集单元提供参考电位的连接通路；无线射频接收模块，与多个肌电采集单元无线连接，用于接收每一个肌电采集单元发送的肌电信号特征信息，并将肌电信号特征信息传送至信息处理终端；本发明专利技术改变了以往复杂笨重的肌电采集装置，代之以体积小，质量轻，价格低，放置灵活，可重复使用的无线肌电信号采集装置，具备较大的应用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电生理诊断类设备
的生物电信号的采集、处理和传输仪器，具体是一种基于人体生理特征的。
技术介绍
随着科学技术的不断进步，以及医院就医人数的不断增长，便携式医疗设备应运而生，人们可以足不出户即可使用安全可靠的医疗设备。 肌电信号是肌肉收缩时伴随的电信号，是在体表无创检测肌肉活动的重要方法。通过电极从肌肉表面采集神经肌肉生物电信号，并将其记录，放大，传导和反馈，从而进行肌肉功能的量化评定。它可以对所检查的肌肉进行工作状况、工作效率的量化，指导患者进行神经、肌肉功能训练。其应用背景主要集中在康复医学和体育科学两大领域。临床肌电图的分析大多是肌电图专家通过目测标注的方法来理解和评价，容易引起误差和疲劳，且使得临床上多导肌电信号的“数据压缩”和“特征提取”一直停留在主观处理水平上。上世纪中后期，计算机辅助肌电信号分析和肌电信号自动分析系统的开发研究，从工程角度提出许多对肌电信号进行分析的方法，并取得了一些进展和成绩。 然而通常的肌电信号采集系统使用繁琐、造价较高而且通常需要随身佩戴一个信息记录装置，而且需要在皮肤上涂抹导电介质，值得患者体验较差。而且每个电极需要通过导线与信息记录装置连接，使得患者在测量过程中身上常常缠满了导线，不但影响运动且运动过程中由于电极的移位对信号产生很大干扰。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种。 本专利技术是通过以下技术方案实现的。 —种无固定接触式肌电采集系统，包括多个肌电采集单元、电极阵列固定装置以及无线射频接收模块，其中: -多个肌电采集单元以阵列的形式可拆卸地安装在电极阵列固定装置上，其中每一个肌电采集单元均与无线射频接收模块无线连接； -电极阵列固定装置，用于放置肌电采集单元，通过调节电极阵列固定装置使肌电采集单元与采集部位紧密接触，并为各个肌电采集单元提供参考电位的连接通路； -无线射频接收模块，与多个肌电采集单元无线连接，用于接收每一个肌电采集单元发送的肌电信号特征信息，并将肌电信号特征信息传送至信息处理终端； 所述每一个肌电采集单元均包括:集成的参考电极、肌电测量电极、电源以及信号处理及无线射频发射模块，所述参考电极和肌电测量电极构成肌电采集单元的采集端，所述电源和信号处理及无线射频发射模块构成肌电采集单元的固定端，其中: -肌电测量电极，整体为环形结构，用于采集肌电信号数据； -参考电极，设置在肌电测量电极的通孔中心处，可根据需要选择，并为肌电测量电极提供参考电位； -电源，设置在参考电极的背面，用于向信号处理及无线射频发射模块供电； -信号处理及无线射频发射模块，设置在肌电测量电极的背面，与无线射频接收模块无线连接，用于对肌电测量电极采集到的肌电信号进行放大、滤波和模式识别，将提取到的肌电信号特征信息发送至无线射频接收模块。 所述肌电测量电极和参考电极均包括:导电材料，填充内胆和底衬，所述导电材料包裹在填充内胆的外部，并安装在底衬上，其中，所述参考电极的底衬为带有弹簧结构的绝缘塑料，所述测量电极的底衬为不带弹簧结构的绝缘塑料；所述肌电测量电极和参考电极的导电材料均为银纤维导电布或电镀银涂层；所述肌电测量电极和参考电极的填充内胆均为海绵或绝缘塑料。 所述导电材料为银纤维，所述填充内胆为海绵填充内胆。 所述肌电测量电极和参考电极均可拆卸。 所述电源为可充电锂电池。 所述肌电采集单元的大小为2X2X1.5cm。 所述电极阵列固定装置包括多个肌电采集单元固定槽以及自粘弹性绑带，所述多个肌电采集单元固定槽以阵列的形式设置在自粘弹性绑带上，每一个肌电采集单元固定槽的槽底均为金属导电材料，多个肌电采集单元固定槽的槽底通过柔性导线相互连接，所述肌电采集单元固定槽与肌电采集单元的固定端的形状相适配。 所述白粘弹性绑带的形状呈十字叉状、带状、扇形或蝶形。 所述无线射频接收模块,包括射频天线以及micro USB接口，其中,所述射频天线用于接收信号处理及无线射频发射模块发送的肌电信号特征信息，所述micro USB接口用于与信息处理终端相连接。 所述射频天线为板载射频天线或外接2db_9db天线。 所述无线射频接收模块的大小为2x4x0.5cm。 上述无固定接触式肌电采集系统，还包括肌电采集单元充电座，所述肌电采集单元充电座包括充电槽和USB接口，所述USB接口用于与外部电源相连接，所述充电槽与肌电采集单元的固定端的形状相适配，并用于肌电采集单元的使用前充电。 —种无固定接触式肌电采集系统的肌电采集方法，包括以下步骤: 步骤I，肌电信号数据采集:多个肌电采集单元构成肌电采集单元阵列: -任一个肌电采集单元的参考电极为弹起状态时，能够作为该肌电采集单元的肌电测量电极的参考电极，并为其他肌电采集单元提供参考电位；或 -任一个肌电采集单元的参考电极为按下状态时，该该肌电采集单元的肌电测量电极使用其他肌电采集单元提供的参考电位； 从而完成多路肌电信号的数据采集； 步骤2，肌电信号预处理:将步骤I中采集到的肌电信号送至信号处理及无线射频发射模块，进行放大和滤波，并通过模式匹配的方法提取肌电信号特征信息； 步骤3，肌电信号特征信息的无线射频发送:将步骤2中得到的肌电信号特征信息，通过无线射频发送至无线射频接收模块； 步骤4，肌电信号特征信息的无线射频接收:无线射频接收模块可同时接受多路肌电信号及其特征信息，并通过micro USB 口转发给信息处理终端。 所述步骤I中，参考电极的状态选择方法为，按下对应采集单元的参考电极按钮。 所述步骤2中，肌电采集单元无需用户配置传输地址，并且在测量时加入更多的肌电采集单元而不影响正在工作的肌电采集单元。 所述信号处理及无线射频发射模块采用智能中继多点无线医疗设备通信协议，包括=IEEEl 1073定义的医疗设备互联通信标准和IEC80001医疗设备IT网络风险管理协议。 所述步骤2和步骤3中使用的信号处理及信号传输代码均在信号处理及无线射频发射模块的嵌入式系统中实现。 本专利技术的第一创新点在于本肌电采集系统包含多个参考电极，通过按下和弹起参考电极，从而在使用时可以根据需要选择其中任意一个或几个参考电极作为系统的参考电极，这一创新克服了传统肌电测量过程中需多次选择参考电极的测量位置时需要反复粘黏电极的问题； 本专利技术的第二创新点在于将肌电信号的采集，特征提取及无线射频发送均集成在一个由锂电池供电的肌电采集单元中，并可以将多个采集单元组合使用，这一创新克服了现有肌电采集系统需要通过凝胶将电极粘贴于患处、信号干扰强、电极容易脱落、需要很长的传输电缆连接到肌电图仪等问题，随着目前低功耗芯片制造技术，锂电池供电技术的极大发展和成本的持续降低，本专利技术将可充电锂电池和信号处理及无线发射模块压缩在2-4cm大小的模块中并可持续工作10小时，重复充电1000次以上； 本专利技术的第三创新点在于电极阵列固定装置为带有肌电采集单元固定槽的白粘弹性绑带，根据用于人体患处的不同(手臂，腿部，肩颈)呈十字叉状，带状，扇形，蝶形等，电极阵列固定装置无需使用任何有机溶剂，能够使电极紧贴在人体的各个部位上，佩戴者体验舒适轻便，不影响日常活本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无固定接触式肌电采集系统，其特征在于，包括多个肌电采集单元、电极阵列固定装置以及无线射频接收模块，其中：‑多个肌电采集单元以阵列的形式可拆卸地安装在电极阵列固定装置上，其中每一个肌电采集单元均与无线射频接收模块无线连接；‑电极阵列固定装置，用于放置肌电采集单元，通过调节电极阵列固定装置使肌电采集单元与采集部位紧密接触，并为各个肌电采集单元提供参考电位的连接通路；‑无线射频接收模块，与多个肌电采集单元无线连接，用于接收每一个肌电采集单元发送的肌电信号特征信息，并将肌电信号特征信息传送至信息处理终端；所述每一个肌电采集单元均包括：集成的参考电极、肌电测量电极、电源以及信号处理及无线射频发射模块，所述参考电极和肌电测量电极构成肌电采集单元的采集端，所述电源和信号处理及无线射频发射模块构成肌电采集单元的固定端，其中：‑肌电测量电极，整体为环形结构，用于采集肌电信号数据；‑参考电极，设置在肌电测量电极的通孔中心处，为肌电测量电极提供参考电位；‑电源，设置在参考电极的背面，用于向信号处理及无线射频发射模块供电；‑信号处理及无线射频发射模块，设置在肌电测量电极的背面，与无线射频接收模块无线连接，用于对肌电测量电极采集到的肌电信号进行放大、滤波和模式识别，将提取到的肌电信号特征信息发送至无线射频接收模块。...

【技术特征摘要】
1.一种无固定接触式肌电采集系统，其特征在于，包括多个肌电采集单元、电极阵列固定装置以及无线射频接收模块，其中: -多个肌电采集单元以阵列的形式可拆卸地安装在电极阵列固定装置上，其中每一个肌电采集单元均与无线射频接收模块无线连接； -电极阵列固定装置，用于放置肌电采集单元，通过调节电极阵列固定装置使肌电采集单元与采集部位紧密接触，并为各个肌电采集单元提供参考电位的连接通路； -无线射频接收模块，与多个肌电采集单元无线连接，用于接收每一个肌电采集单元发送的肌电信号特征信息，并将肌电信号特征信息传送至信息处理终端； 所述每一个肌电采集单元均包括:集成的参考电极、肌电测量电极、电源以及信号处理及无线射频发射模块，所述参考电极和肌电测量电极构成肌电采集单元的采集端，所述电源和信号处理及无线射频发射模块构成肌电采集单元的固定端，其中: -肌电测量电极，整体为环形结构，用于采集肌电信号数据； -参考电极，设置在肌电测量电极的通孔中心处，为肌电测量电极提供参考电位； -电源，设置在参考电极的背面，用于向信号处理及无线射频发射模块供电； -信号处理及无线射频发射模块，设置在肌电测量电极的背面，与无线射频接收模块无线连接，用于对肌电测量电极采集到的肌电信号进行放大、滤波和模式识别，将提取到的肌电信号特征信息发送至无线射频接收模块。2.根据权利要求1所述的无固定接触式肌电采集系统，其特征在于，所述肌电测量电极和参考电极均包括:导电材料，填充内胆和底衬，所述导电材料包裹在填充内胆的外部，并安装在底衬上，其中，所述参考电极的底衬为带有弹簧结构的绝缘塑料，所述测量电极的底衬为不带弹簧结构的绝缘塑料；所述肌电测量电极和参考电极的导电材料均为银纤维导电布或电镀银涂层；所述肌电测量电极和参考电极的填充内胆均为海绵或绝缘塑料。3.根据权利要求1所述的无固定接触式肌电采集系统，其特征在于，所述电源为可充电锂电池。4.根据权利要求1所述的无固定接触式肌电采集系统，其特征在于，所述电极阵列固定装置包括多个肌电采集单元固定槽以及自粘弹性绑带，所述多个肌电采集单元固定槽以阵列的形式设置在白粘弹性绑带上，每一个肌电采集单元固定槽的槽底均为金属导电材料，多个肌电采集单元固定槽的槽底通过柔性导线相互连接，所述肌电采集单元固定槽与肌电采集单元的固定端的形状相适配； 所述自粘弹性绑带的形状呈十字叉状、带状、扇形或蝶形。...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘晶，阮昊，夏知拓，胡文璐，刘胜林，赵品桥，
申请(专利权)人：潘晶，阮昊，
类型：发明
国别省市：上海;31