一种即插即用功能性电刺激电激发器系统及方法技术方案

本公开提供了一种即插即用功能性电刺激电激发器系统及方法。其中，一种即插即用功能性电刺激电激发器系统，包括主控制器，所述主控制器通过总线连接至少两个串联连接的电激发器；所述主控制器用于接收运动任务文件，执行运动任务文件，通过总线协调多通道电激发器输出逻辑时序；所述运动任务文件由根据患者的肌肉受损程度而设置的控制参数构成；所述控制参数包括：与功能性训练任务相对应的可自定义状态机不同状态的数量，状态转换所需的触发条件以及每一个状态的功能性电刺激输出参数。

A plug and play functional electrical stimulator system and method

【技术实现步骤摘要】
一种即插即用功能性电刺激电激发器系统及方法
本公开属于电子设备领域，尤其涉及一种即插即用功能性电刺激电激发器系统及方法。
技术介绍
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。脑中风是一组以脑部缺血及出血性损伤症状为主要临床表现的疾病，中风后幸存者中约75％有不同程度的残疾，其中重残占40％，给患者身体上和精神上带来极大的伤害。当前国内具备专业性的康复设备的医院和康复机构数量少而且费用相对较高，大量的中风患者得不到及时有效的康复治疗，迫切需要一种便携式易操作的中风治疗系统来帮助患者进行日常的康复治疗。常规的电刺激通过低强度的脉冲电流刺激神经或者肌肉，使其产生特定的动作，可以明显改善中风后肌体的运动功能。专利技术人发现现有的表面贴片功能性电刺激系统存在以下缺陷：(1)电刺激通道数量为固定，不具备可扩展功能，因此其通用性受到限制，使用者无法根据患者的情况和对电刺激通道数量的需求在不同的应用场景中应用。(2)电刺激系统是台式或者轮式车结构，体积庞大，无法做到便携式。(3)没有PC机软件对电刺激系统的通道数量进行设置，只能设置固定电刺激通道数的系统。(4)电激发器为内置，各电激发器间无法进行串联连接。(5)电激发器为内置，单独电激发器无法独立工作完成简单功能。(6)电激发器为内置，没有做到完全模块化，使用者无法做到即插即用。(7)电激发器为内置，单独电激发器不具备显示功能，无法方便的向患者或医护人员提供基本参数信息的显示，满足其电激发器独立工作完成简单功能的设计要求。
技术实现思路
根据本公开的一个或多个实施例的一个方面，提供一种即插即用功能性电刺激电激发器系统，其可根据患者运动功能不同的受损程度和对电刺激通道数量的不同需求，提供多个电刺激通道，完成特定需求运动动作。本公开的一种即插即用功能性电刺激电激发器系统，包括：主控制器，所述主控制器通过总线连接至少两个串联连接的电激发器；所述主控制器用于接收运动任务文件，执行运动任务文件，通过总线协调多通道电激发器输出逻辑时序；所述运动任务文件由根据患者的肌肉受损程度而设置的控制参数构成；所述控制参数包括：与功能性训练任务相对应的可自定义状态机不同状态的数量，状态转换所需的触发条件以及每一个状态的功能性电刺激输出参数。在一个或多个实施例中，所述电激发器，包括：控制模块，其用于在电激发器独立工作时提供动作的定时器控制；放电模块，其用于产生激发患者肌肉收缩的刺激信号；存储模块，其用于存储相应功能性电刺激参数；数据命令通讯模块，其用于接收主控制器的输出命令且为主控制器提供反馈信息；电源管理模块，其用于为当前电激发器工作提供能源，在多个电激发器进行串联连接时用于为下一串联电激发器进行供电。其中，功能性电刺激参数包括：上坡时间，峰值，下坡时间和延迟时间设置参数。在一个或多个实施例中，任意两个电激发器之间也通过总线通信。在一个或多个实施例中，所述主控制器与上位机相连，所述上位机用于形成运动任务文件并发送至主控制器。在一个或多个实施例中，所述主控制器与移动终端相连，所述移动终端用于形成运动任务文件并发送至主控制器。在一个或多个实施例中，所述电激发器，还包括：显示模块，其用于显示基本参数信息。在一个或多个实施例中，所述电激发器，还包括：升压电路，其用于将放电模块产生激发患者肌肉收缩的刺激信号的电压值升至预设电压值。在一个或多个实施例中，所述电激发器，还包括：恒流源电路，其用于保持激发患者肌肉收缩的刺激信号的恒定。在一个或多个实施例中，所述电激发器，还包括：放电保护电路，其用于监控电压和电流的大小，防止电压过高或者电流过大，通过比较器电路，当电压过高时比较器输出反转，通知控制模块立即关断电压输出。在一个或多个实施例中，所述电激发器内部还集成了运动传感器，运动传感器将其采集的角度变化传送至控制模块，在控制模块内判断当前动作的执行情况，组成一个闭环的反馈系统，协调完成一次完整的动作。在一个或多个实施例中，所述放电模块为对称脉冲发生电路，其用于负责产生正负方向相反的脉冲电流，保证注入和流出被刺激肌肉的电荷等量。根据本公开的一个或多个实施例的另一个方面，提供一种即插即用功能性电刺激电激发器系统的工作方法，其可根据患者运动功能不同的受损程度和对电刺激通道数量的不同需求，提供多个电刺激通道，实现电刺激的时序同步。本公开的一种即插即用功能性电刺激电激发器系统的工作方法，包括：主控制器上电后读取其自身存储器中的参数信息，等待设置新的参数或者等待启动默认的训练任务，如果没有参数设置或者启动新的训练任务，主控制器进入待机状态；待机过程中，主控制器根据已经插入的电激发器的ID以及已经设定好的参数，与各个电激发器进行通讯，确定各自工作状态以及工作时序。在一个或多个实施例中，所述即插即用功能性电刺激电激发器系统的工作方法，还包括：待机过程或者工作过程中，一旦有新的电激发器连接到系统中，主控制器停机进入待机状态；主控制器接收到电激发器发送的登录注册命令后分配新的动作任务给插入的电激发器，读取存储器中是否已经有新插入的电激发器的动作任务，若有，则提示使用者选择对应的动作任务；否则，提示使用者重新编辑动作任务，按照新编辑的动作任务运行。在一个或多个实施例中，所述即插即用功能性电刺激电激发器系统的工作方法，还包括：主控制器运行状态中，如果按下停止按钮，那么主控制器会通过命令立即停止各个电激发器的输出。在一个或多个实施例中，所述即插即用功能性电刺激电激发器系统的工作方法，还包括：主控制器运行状态中，如果有电激发器从总线拔掉或者脱落，主控制器立即进入待机状态，并且提示使用者拔掉或者更新动作任务。在一个或多个实施例中，为保证电流在同一时间只有一个注入方向和注入肌肉位置，实现电刺激的时序同步，保证每个电激发器时间同步误差在预设范围内，其具体过程为：主控制器检测并保证当前动作任务所需要的电激发器均已注册连接在总线上且均已正常工作；主控制器根据动作任务下发每一个电激发器的动作任务，配置和修改相应的参数；主控制器通过广播命令发送时序矫正帧，等待各个电激发器回复矫正确认帧，主控制器等待电激发器回复的同时记录延时矫正：如果延时小于或等于预设阈值，则认为时序同步正常，同时向相应电激发器回送时序矫正完成帧，电激发器收到时序矫正完成帧后退出时序同步流程，进入正常待机模式；如果延时超过预设阈值，则认为同步异常，重新发送时序矫正帧直到每一个电激发器均同步正常。在一个或多个实施例中，在主控制器中还设置有每个电激发器重复尝试同步的次数阈值，若超过次数阈值即认为电激发器时序异常，主控制器报错退出。在一个或多个实施例中，所述即插即用功能性电刺激电激发器系统的工作方法，还包括：主控制器与电激本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种即插即用功能性电刺激电激发器系统，其特征在于，包括：/n主控制器，所述主控制器通过总线连接至少两个串联连接的电激发器；所述主控制器用于接收运动任务文件，执行运动任务文件，通过总线协调多通道电激发器输出逻辑时序；/n所述运动任务文件由根据患者的肌肉受损程度而设置的控制参数构成；所述控制参数包括：与功能性训练任务相对应的可自定义状态机不同状态的数量，状态转换所需的触发条件以及每一个状态的功能性电刺激输出参数。/n

【技术特征摘要】
1.一种即插即用功能性电刺激电激发器系统，其特征在于，包括：
主控制器，所述主控制器通过总线连接至少两个串联连接的电激发器；所述主控制器用于接收运动任务文件，执行运动任务文件，通过总线协调多通道电激发器输出逻辑时序；
所述运动任务文件由根据患者的肌肉受损程度而设置的控制参数构成；所述控制参数包括：与功能性训练任务相对应的可自定义状态机不同状态的数量，状态转换所需的触发条件以及每一个状态的功能性电刺激输出参数。


2.如权利要求1所述的一种即插即用功能性电刺激电激发器系统，其特征在于，所述电激发器，包括：
控制模块，其用于在电激发器独立工作时提供动作的定时器控制；
放电模块，其用于产生激发患者肌肉收缩的刺激信号；
存储模块，其用于存储相应功能性电刺激参数；
数据命令通讯模块，其用于接收主控制器的输出命令且为主控制器提供反馈信息；
电源管理模块，其用于为当前电激发器工作提供能源，在多个电激发器进行串联连接时用于为下一串联电激发器进行供电。


3.如权利要求1所述的一种即插即用功能性电刺激电激发器系统，其特征在于，任意两个电激发器之间也通过总线通信。


4.如权利要求1所述的一种即插即用功能性电刺激电激发器系统，其特征在于，所述主控制器与上位机相连，所述上位机用于形成运动任务文件并发送至主控制器；
或所述主控制器与移动终端相连，所述移动终端用于形成运动任务文件并发送至主控制器。


5.如权利要求2所述的一种即插即用功能性电刺激电激发器系统，其特征在于，所述电激发器，还包括：显示模块，其用于显示基本参数信息；
或所述电激发器，还包括：升压电路，其用于将放电模块产生激发患者肌肉收缩的刺激信号的电压值升至预设电压值；
或所述电激发器，还包括：恒流源电路，其用于保持激发患者肌肉收缩的刺激信号的恒定；
或所述电激发器，还包括：放电保护电路，其用于监控电压和电流的大小，防止电压过高或者电流过大，通过比较器电路，当电压过高时比较器输出反转，通知控制模块立即关断电压输出；
或所述电激发器内部还集成了运动传感器，运动传感器将其采集的角度变化传送至控制模块，在控制模块内判断当前动作的执行情况，组成一个闭环的反馈系统，协调完成一次完整的动作。


6.如权利要求2所述的一种即插即用功能性电刺激电激发器系统，其特征在于，所述放电模块为对称脉冲发生电路，其用于负责产生正负方向相反的脉冲电流，保证注入和流出被刺激肌肉的电荷等量。


7.一种如权利要求1-6中任一项所述的即插即用功能性电刺激电激发器系统的工作方法，其特征在于，包括：
主控制器上电后读取其自身存储器中的参数信息，等待设置新的参数或者等待启动默认的训练任务，如果没有参数设置或者启动新的训练任务，主控制器进入待机状态；
待机过程中，主控制器根据已经插入的电激发器的ID以及已经设定好的参数，与各个电激发器进行通讯，确定各自工作状态以及工作时序。


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【专利技术属性】
技术研发人员：孙明旭，孙兴伟，翟亚楠，
申请(专利权)人：山东蓓明医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37