一种无引线功能性肌肉刺激及监测系统技术方案

本发明专利技术提供了一种无引线功能性肌肉刺激及监测系统，包括置于皮肤下的采集体内靶肌肉肌电信号的内置组件和通过电连接接收所述体内靶肌肉肌电信号的置于皮肤之外的外置组件；其特征在于，所述外置组件还包含人机交互模块，用于输入刺激程序的靶肌肉电刺激值和实时显示靶肌肉肌电特征值；所述内置组件中还包括刺激模块，根据接收到的自于外置组件的靶肌肉电刺激值，对靶肌肉输出相应的电刺激。本发明专利技术可通过无引线功能性肌肉刺激及监测系统的内置组件精确刺激一组靶肌肉，使患者快速、准确完成康复动作，缩短患者康复周期。缩短患者康复周期。缩短患者康复周期。

【技术实现步骤摘要】
一种无引线功能性肌肉刺激及监测系统
[0001]
：本专利技术涉及肌肉刺激及监测领域，具体涉及一种功能性肌肉刺激及监测系统。
[0002]
技术介绍
：人体各种动作是在很多靶肌肉的共同作用下完成的，当大脑发出某一动作的运动指令后，运动神经会发送这些信息到相应肌肉群，引起一些肌肉（称为靶肌肉）的不同程度的收缩，完成这一特定动作，同时伴随这些靶肌肉因不同的参与程度而导致的不同强度和频率的肌电信号的产生，这些肌肉信号之间有规律性。可逆过程同样成立，对于脑卒中后和脊髓损伤后患者，负责肢体运动的中枢神经受损，肢体运动记忆消失，导致患者失去运动功能；如果对患者的靶肌肉按其之间的规律进行电刺激，使人体完成某一特定动作，同时这些相应的电刺激也会传入中枢神经，在中枢留下持久的记忆，使中枢神经发生可塑性的变化，使患者可重新准确的做出这些动作。
[0003]功能性电刺激(functional electrical stimulation，FES)正是作为这样一种新兴的刺激疗法。目前，恢复一种动作时，功能性电刺激还只是限于一块或几块靶肌肉的单独刺激，靶肌肉并未按相互之间的规律性进行刺激，所以电刺激所产生的这些动作的准确度低，恢复慢，效果有待提高。
[0004]申请号为2021101913322的专利技术专利（一种注入式人体运动意图信号生成装置)申请了一种通过注入皮肤下的采集体内肌肉信号（肌电信号和肌肉形变信号）的内置组件来进行人体运动意图信号生成的装置。包括注入皮肤下的采集体内肌肉信号的内置组件和接收所述体内肌肉信号的外置组件；其特征在于，所述内置组件注入皮肤下的肌肉中采集体内肌肉信号并通过电连接传送体内肌肉信号给外置组件，置于皮肤之外的外置组件处理成反映人体运动意图的各种动作的模式代码并发送给执行机构去执行相应动作。
[0005]当正常人体做某一动作时，使用此项专利可精确采集到相互之间有规律性的靶肌肉的肌电信号。
[0006]要解决的技术问题：本专利技术要解决现有的功能性电刺激程序在恢复患者某一动作时，完成动作的准确度低、患者恢复慢的技术问题。
[0007]专利技术创造内容：帮助脑卒中后和脊髓损伤后患者的肢体运动功能恢复和重建时，所需要的刺激程序无法从患者身上获得。首先需要建立刺激特征匹配数据库，首先对不同年龄、性别、肌肉强壮程度等多维度下的正常人在自主意识状态下进行各种特定动作（比如握手、开掌、三指对捏）时的靶肌肉肌电信号值采集；随后，这些正常人不使用自主意识情况下，对靶肌肉进行电刺激来完成各种特定动作，并调节电刺激参数使得采集到的靶肌肉肌电信号值与自主意识状态下采集的靶肌肉肌电信号值一致，此时存储电刺激参数即为某一特定维度下正常人完成某一动作的靶肌肉电刺激值，以此来建立刺激特征匹配数据库；患者治疗时，选定需要恢复的动作，根据自身的年龄、性别、肌肉强壮程度等维度即可在刺激特征匹配数据库中匹配到适合自己的刺激程序的靶肌肉电刺激值。
[0008]同时，因每个人都有其独特的靶肌肉状态，所以在选定和其匹配的刺激程序的靶肌肉电刺激值后，还需要在刺激时，根据患者所做出动作的状态，微调刺激程序的靶肌肉电刺激值，以精确符合其靶肌肉状态。
[0009]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种无引线功能性肌肉刺激及监测系统，包括置于皮肤下的采集体内靶肌肉肌电信号的内置组件和通过电连接接收所述体内靶肌肉肌电信号的置于皮肤之外的外置组件；其特征在于，所述外置组件还包含人机交互模块，用于输入刺激程序的靶肌肉电刺激值和实时显示靶肌肉肌电特征值；所述内置组件中还包括刺激模块，根据接收到的自于外置组件的靶肌肉电刺激值，对靶肌肉输出相应的电刺激。
[0010]在一些示例中，所述外置组件包括无线通讯模块、信号处理模块、人机交互模块和壳体。无线通讯模块接收内置组件的靶肌肉肌电信号送入信号处理模块，并接收信号处理模块中靶肌肉电刺激值发送给内置组件；信号处理模块被配置成通过算法把靶肌肉肌电信号转化为靶肌肉肌电特征值传入人机交互模块并从人机交互模块取得靶肌肉电刺激值及协调控制其他模块；人机交互模块被配置成用于输入刺激程序的靶肌肉电刺激值和实时显示肌电信号特征值；壳体封围信号处理模块、人机交互模块、无线通讯模块。
[0011]在一些实施方案中，所述外置组件的人机交互模块为通过电连接的带图形及输入方式的显示屏或上位机，可手动输入靶肌肉电刺激值，亦可实时显示靶肌肉肌电特征值。
[0012]在一些示例中，所述外置组件还包括无线电力模块及线圈，其线圈和内置组件无线电力接收线圈位置相配对，二者可耦合；线圈通过电连接和无线电力模块相连，用柔性绝缘体包裹和外部绝缘。
[0013]在一些示例中，所述内置组件包括采集模块、刺激模块、无线通讯模块和壳体。采集组件采集靶肌肉肌电信号值并处理成数字信号；刺激模块把靶肌肉电刺激值转化为周期性电压\电流输出，施加在电极上刺激靶肌肉；无线通讯模块把采集模块的靶肌肉肌电信号数字值传输给外置组件，并接收外置组件的靶肌肉电刺激值传入刺激模块；壳体封围采集模块、刺激模块、无线通讯模块。
[0014]在一些示例中，所述内置组件还包括无线电力接收模块及线圈，其线圈伸出内置组件壳体之外，用于无线电力的接收；其用柔性绝缘体包裹和外部绝缘。
[0015]在一些实施方案中，无引线功能性肌肉刺激及监测系统还包括固定套，所述固定套呈长桶状，径向可弹性撑开；外置组件固定于其特定位置上。
[0016]技术有益效果：本专利技术可通过无引线功能性肌肉刺激及监测系统的内置组件精确刺激一组靶肌肉，使患者快速、准确完成康复动作，缩短患者康复周期。
[0017]附图及附图说明：图1示例内置组件图2示例内置组件功能框图图3示例外置组件图4示例外置组件功能框图图5示例包含外置组件的固定套图6示例植入的无引线功能性肌肉刺激及监测系统具体实施方式：
本专利技术的无引线功能性肌肉刺激及监测系统通过将一些内置组件置入人体一些靶肌肉处采集靶肌肉肌电信号传送给外置组件，并从外置组件处接收靶肌肉电刺激值并刺激靶肌肉；外置组件置于皮肤之外，从内置组件接收靶肌肉肌电信号转化为靶肌肉肌电特征值并实时显示，同时把靶肌肉电刺激值传送给内置组件。
[0018]靶肌肉肌电特征值是表征某一段时间内靶肌肉状态的包含强度和频率信息的肌电值。肌电特征值包含某一段时间内肌电值的均值或标准差或方差或积分肌电值IEMG或均方根RMS等时域指标的强度值和包含某一段时间内肌电值平均功率频率MPF或中值频率MF等频域指标的频率值。
[0019]靶肌肉电刺激值是包含刺激电压/电流强度和电压/电流频率信息的值。
[0020]内置组件包括气密密封的壳体，该壳体具有允许内置组件被植入到靶肌肉内的尺寸和形状。在一些示例中，壳体可具有胶囊形状。壳体可包括将壳体连接至肌肉上的固定倒钩。固定倒钩可将内置组件锚固至肌肉上。内置组件的壳体可容纳采集模块、刺激模块、无线通讯模块。
[0021]内置组件包括被用于采集肌肉电信号的多个电极。例如，可包括环形电极；环形电极可位于壳体上。例如，环形电极可部本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无引线功能性肌肉刺激及监测系统，包括置于皮肤下的采集体内靶肌肉肌电信号的内置组件和通过电连接接收所述体内靶肌肉肌电信号的置于皮肤之外的外置组件；其特征在于，所述外置组件还包含人机交互模块，用于输入刺激程序的靶肌肉电刺激值和实时显示靶肌肉肌电特征值；所述内置组件中还包括刺激模块，根据接收到的自于外置组件的靶肌肉电刺激值，对靶肌肉输出相应的电刺激。2.根据权利要求1所述的无引线功能性肌肉刺激及监测系统，其特征在于，所述外置组件包括无线通讯模块、信号处理模块、人机交互模块和壳体；无线通讯模块接收内置组件的靶肌肉肌电信号送入信号处理模块，并接收信号处理模块中靶肌肉电刺激值发送给内置组件；信号处理模块被配置成通过算法把靶肌肉肌电信号转化为靶肌肉肌电特征值传入人机交互模块并从人机交互模块取得靶肌肉电刺激值及协调控制其他模块；人机交互模块被配置成用于输入刺激程序的靶肌肉电刺激值和实时显示肌电信号特征值；壳体封围信号处理模块、人机交互模块、无线通讯模块。3.根据权利要求2所述的无引线功能性肌肉刺激及监测系统，其特征在于，所述外置组件的人机交互模块为通过电连接的带图形及输入方式的显示屏或上位机，可手动输入靶肌肉电刺激值，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张海红，
申请(专利权)人：盐木医疗科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：