有源点阵式柔性电极贴装置制造方法及图纸
Active dot matrix flexible electrode sticking device
The invention discloses an active dot matrix flexible electrode sticking device, which is applied to the acquisition technology of the human body surface electrophysiology signals in the medical health field. The device integrates a flexible dry electrode module, a signal acquisition circuit system and an accessory component into a sticky patch. Flexible dry electrode module and direct contact with human body surface EMG signal acquisition, impedance matching is realized through a voltage follower circuit, signal acquisition circuit amplification filtering and A/D conversion of the EMG signal impedance matching, the EMG incoming client through wireless communication module. The device has the advantages of easy to wear and soft, and is suitable for long-term use for 24 hours every day, so as to meet the needs of human-computer interaction such as rehabilitation, disease, etc.. The method can be used to collect the electrophysiological signals of the irregular or small muscle groups of the muscle fiber, and the multi-dimensional differential calculation can be realized to improve the spatial filtering effect.
【技术实现步骤摘要】
有源点阵式柔性电极贴装置
本专利技术涉及一种电生理信号采集装置，特别是设计一种肌电信号采集装置，应用于医用和健康用检测器械
技术介绍
肌电信号广泛应用于医院和家庭的患者监护和健康检查，肌电信号的采集通常采用湿电极来实现，但是该类电极不适合每天24小时在长期康复、诊疗等人机交互的需求。干电极和人体皮肤接触会产生高达几百毫伏的直流极化电压，若不能消除该直流偏置，会造成运放过载，无法有效放大信号，因此采用电极的有源设计，即信号在进入放大器之前直接对信号进行预处理，可以有效改善肌电信号的采集质量。相比于硬质材料电极，具有较高的机械柔性的材料更适用于各种弯曲的皮肤表面，而采用多通道的高密度肌电电极可有效提高表面肌电信号的运动单位动作电位(MUAP)的区分度。人体肌电信号是易受外界干扰的微弱的电信号，各电极间不同的电极差分结构具有不同的空间滤波效果。电极排列方向与肌纤维走向夹角的不同会导致采集到的肌电信号也略有不同，一般电极根据肌纤维走向进行放置，但在面对肌纤维走向不确定的复杂肌群时，设计一种能测得多维肌纤维走向的肌电电极结构便很有必要了。传统的肌电监测仪中，各硬件...
【技术保护点】
一种有源点阵式柔性电极贴装置，其特征在于，主要由柔性干电极模组(Ⅰ)、信号采集电路系统(Ⅱ)和附属组件(Ⅲ)组成，具体为：所述柔性干电极模组(Ⅰ)为薄片形，采用一个绝缘的柔性电路板基底(1)作为载体基板，在柔性电路板基底(1)的正面上，按照设定的电极排列方式安装一系列圆盘电极，所述圆盘电极能与人体皮肤表面直接接触采集人体肌电信号，各所述圆盘电极采用点阵式的电极排布方式设置，并采用圆盘电极两两组合形成多维差分方式，组成多通道圆盘电极阵列(2)，使每两个圆盘电极形成一个采集肌电信号的独立通道，在柔性电路板基底(1)的背面上还设有一系列电子元器件(17)，并组成电压跟随电路(4)...
【技术特征摘要】
1.一种有源点阵式柔性电极贴装置，其特征在于，主要由柔性干电极模组(Ⅰ)、信号采集电路系统(Ⅱ)和附属组件(Ⅲ)组成，具体为：所述柔性干电极模组(Ⅰ)为薄片形，采用一个绝缘的柔性电路板基底(1)作为载体基板，在柔性电路板基底(1)的正面上，按照设定的电极排列方式安装一系列圆盘电极，所述圆盘电极能与人体皮肤表面直接接触采集人体肌电信号，各所述圆盘电极采用点阵式的电极排布方式设置，并采用圆盘电极两两组合形成多维差分方式，组成多通道圆盘电极阵列(2)，使每两个圆盘电极形成一个采集肌电信号的独立通道，在柔性电路板基底(1)的背面上还设有一系列电子元器件(17)，并组成电压跟随电路(4)，每一个圆盘电极与电压跟随电路(4)直接相连进行阻抗匹配；所述信号采集电路系统(Ⅱ)也为薄片形，采用另一个绝缘的柔性电路板基底(1)作为载体基板，使所述柔性干电极模组(Ⅰ)和所述信号采集电路系统(Ⅱ)的柔性电路板基底(1)形成层叠片式的器件组合，主要由设置于对应的柔性电路板基底(1)上的一系列电子元器件(18)和(19)组成，所述电子元器件(18)和(19)主要构成了放大滤波模块(20)、微控制器模块(30)、A/D转换模块(40)、无线通信模块(50)、数据存储模块(60)和电源模块(6)，所述微控制器模块(30)分别与放大滤波模块(20)、A/D转换模块(40)、无线通信模块(50)和数据存储模块(60)连接，所述柔性干电极模组(Ⅰ)的电压跟随电路(4)通过在柔性电路板基底(1)上直接安置运算放大器，为每个通道采集到的肌电信号进行阻抗匹配，将高输出阻抗的表面肌电信号转变为低输出阻抗，使经过阻抗匹配后的每一个通道的肌电信号与放大滤波模块(20)的放大滤波电路相连，对所述信号采集电路系统(Ⅱ)采集的肌电信号进行放大和滤波处理，所述数据存储模块(60)对肌电信号监测过程中所产生的数据进行存储，电源模块(6)为所述柔性干电极模组(Ⅰ)和所述信号采集电路系统(Ⅱ)的电子元器件(17)供电；所述附属组件(Ⅲ)主要包括柔性排线(7)、弹性体(8)和粘性医用胶布(10)，弹性体(8)设置在所述柔性干电极模组(Ⅰ)和所述信号采集电路系统(Ⅱ)的两片柔性电路板基底(1)之间，使所述柔性干电极模组(Ⅰ)的圆盘电极形成凸起的结构，从而让圆盘电极表面与皮肤表面实现充分接触，所述粘性医用胶布(10)覆盖在所述信号采集电路系统(Ⅱ)的柔性电路板基底(1)的一侧，将所述柔性干电极模组(Ⅰ)、所述信号采集电路系统(Ⅱ)以及所述附属组件(Ⅲ)的柔性排线(7)和弹性体(8)封装成贴片式形状的柔性电极贴装置，使所述柔性干电极模组(Ⅰ)和所述信号采集电路系统(Ⅱ)位于所述粘性医用胶布(10)的粘贴面侧，使用所述粘性医用胶布(10)能将有源点阵式柔性电极贴装置固定于需要监测的肌肉部位对应的皮肤表面位置处；使用时，将多通道圆盘电极阵列(2)的圆盘电极贴放置在需要监测的肌肉部位，并对采集到的肌电信号通过电压跟随电路(4)进行阻抗匹配，信号再通过柔性排线(7)传输到所述信号采集电路系统(Ⅱ)中的放大滤波模块(20)进行放大和滤波处理，微控制器模块(30)采用预先编入相应的程序的固件，对经过放大滤波处理的肌电信号进行肌电信号去噪，并通过A/D转换模块(40)进行A/D转换预处理，然后预处理后的信号变成数字信号通过无线通信模块(50)采用无线传输的方式传至上位机，在上位机进一步对信号进行处理，提取出信号特征后对生理功能进行分析，评定肌肉的健康状况。2.根据权利要求1所述有源点阵式柔性电极贴装置，其特征在于，多通道圆盘电极阵列(2)采用点阵式电极排列方式，对人体肌电信号进行采集，同时进行多维差分计算，通过软件计算选取所需方向的运动单位动作电位，在所述柔性干电极模组(Ⅰ)的柔性电路板基底(1)的正面上，各所述圆盘电极采用两两组合，形成射线式排列方式或矩阵式排列方式的多维差分通道形式设置，使所述柔性干电极模组(Ⅰ)的通道个数为大于2的偶数，具体为：当多通道圆盘电极阵列(2)采用矩阵式排列方式对圆盘电极进行排布设置时，主要应用在肌纤维呈线性规则排布的情况进行肌电信号采集；或者，当多通道圆盘电极阵列(2)采用射线式排列方式对圆盘电...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵翠莲，费森杰，柳叶潇，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：上海,31
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