一种多通道电刺激系统与刺激方法技术方案

现有商业化假肢手系统已经发展出较为美观外形与足够多驱动自由度，可以满足截肢患者的日常生活，然而普遍缺乏有效的感觉反馈功能而无法将假手设备纳入到本体感觉映像。一方面使得残肢患者在使用过程中容易产生控制疲劳感与心理抵触情绪，造成灵巧手设备使用频率的大幅度较少或者放弃使用的现象；另一方面，压力觉、位置觉等多重感觉反馈的缺失也导致患者无法实时做出捏取、抓握、触摸等精细动作，成为当前假手研究领域亟需解决的关键技术环节。本发明专利技术提供了一种用于灵巧手触觉与位置觉反馈的多通道电刺激系统和刺激方法，可以输出高实时性、宽频率、多通道的便携式电刺激设备，专门设计多通道选通电路用于扩展恒压源刺激通道数量，解决电路尺寸过大与假手系统便携性要求之间的矛盾；同时匹配设计电流监测电路，防止由皮肤阻抗变化或电极脱落导致的电流聚集现象发生。象发生。象发生。

A multi-channel electrical stimulation system and stimulation method

【技术实现步骤摘要】
一种多通道电刺激系统与刺激方法


[0001]本专利技术属于假肢触觉反馈采集领域，具体涉及一种适用于灵巧手触觉与位置觉反馈的多通道电刺激系统与信息反馈方法。

技术介绍

[0002]现有商业化假肢手系统已经发展出较为美观外形与足够多驱动自由度，可以满足截肢患者的日常生活，然而普遍缺乏有效的感觉反馈功能而无法将假手设备纳入到本体感觉映像。一方面使得残肢患者在使用过程中容易产生控制疲劳感与心理抵触情绪，造成灵巧手设备使用频率的大幅度较少或者放弃使用的现象；另一方面，压力觉、位置觉等多重感觉反馈的缺失也导致患者无法实时做出捏取、抓握、触摸等精细动作，成为当前假手研究领域亟需解决的关键技术环节。
[0003]人体前臂皮肤组织的一般平均厚度为0.2mm，主要分为表皮层和真皮层，其中游离神经末梢位于表皮层，主要感受温度觉、轻触觉(较小应力)、痛觉刺激；迈斯钠小体与环层小体位于皮肤真皮层，前者可以感受精细触觉(纹理觉)，后者能够接收较强的应力、压觉、振动觉刺激；手指位置觉主要通过判断多个肌梭内的Ia纤维信息来确定手指状态。鉴于各类本体感觉的形成机理与电信本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于灵巧手多重感知反馈的多通道电刺激系统，其特征在于：包括电源模块、主控芯片模块、信号发生模块、比例放大模块、精密采样模块、电流检测模块、蓝牙通讯模块、多通道选通模块、LCD驱动与按键模块和电极接口阵列；其中，电源模块将电池电压转化为稳压电源，为其它模块提供电源供应，主控芯片模块通过逻辑控制信号控制各个模块，假手设备与触觉感知设备通过蓝牙通讯模块或UART串口与主控芯片模块进行连接通讯，信号发生模块通过SPI接口与主控芯片模块连接，产生具有独立频率和电压强度的多通道刺激波形，信号发生模块将刺激波形发送至比例放大模块，对刺激波形进行放大提升，再经过精密采样电阻后，输出至电流检测模块和多通道选通模块，多通道选通模块进一步扩展电刺激通道数目，将信号发送至电极接口阵列，从而输出至外部多通道电刺激电极阵列，多通道刺激电流通过电流检测模块滤除中频信号后，通过ADC接口反馈回主控芯片模块，使其对各通道刺激电流进行闭环调控。2.如权利要求1所述的一种适用于灵巧手多重感知反馈的多通道电刺激系统，其特征在于：所述主控芯片模块为STM32F407ZGT6型号芯片，通过与假手设备和触觉感知设备连接，实时获取位置觉、压力觉信息，进而调整刺激选通模式、载波频率和刺激强度。3.如权利要求1所述的一种适用于灵巧手多重感知反馈的多通道电刺激系统，其特征在于：所述信号发生模块采用AD9959芯片，利用直接数字频率合成产生多通道正弦信号，调制频率最高可达500MHz，电压波形幅值范围为1.8V
±
0.5V。4.如权利要求1所述的一种适用于灵巧手多重感知反馈的多通道电刺激系统，其特征在于：各通道波形具备独立频率、相位和幅度调制能力，主控芯片模块可以通过I/O并口实时更新存储转换字、相位偏置字和幅度控制比例。5.如权利要求1所述的一种适用于灵巧手多重感知反馈的多通道电刺激系统，其特征在于：比例放大模块采用差分放大电路形式对波形进行信号调理，运放芯片采用...

【专利技术属性】
技术研发人员：高文锐，尹奎英，刘川，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十四研究所，
类型：发明
国别省市：