專利名稱：一種盆底肌電生物反饋儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種醫(yī)療器械，尤其涉及一種盆底肌電生物反饋儀。
背景技術(shù)：
生物反饋(biofeedback)又稱生物回授。它在不同的場合下具有不同的涵義， 既可以指有機(jī)體內(nèi)發(fā)生的一種過程；又可以表示一種方法；還可以表示一種特殊的治療手段。肌電反饋(EMG feedback)屬于生物反饋的一種，是指把微弱的肌電信號加以放大，以聲或光的形式反饋給被試，被試根據(jù)這種反饋信號操縱肌肉活動(dòng)，從而使肌肉放松或增強(qiáng)的一種反饋方式。肌電反饋可分為三種情況一種是將少數(shù)肌纖維的電位變化反饋給被試。這種反饋是利用插入肌肉的針電極進(jìn)行的。這種反饋方法的優(yōu)點(diǎn)是，可以使被試在短短的幾分鐘內(nèi)增加其肌電電位，其缺點(diǎn)是效果不鞏固。第二種情況是，利用表面電極對肌肉舒縮情況進(jìn)行反饋訓(xùn)練，目的是使肌肉放松，或使肌肉收縮力量增加。第三種是位置反饋(position feedback)通過這種反饋訓(xùn)練可以使被試學(xué)會對身體的某一部分進(jìn)行控制，使其保持某種位置，或者使肌肉運(yùn)動(dòng)更為協(xié)調(diào)、準(zhǔn)確。如果使用的是表面電極，兩個(gè)電極在皮膚表面的位置，應(yīng)當(dāng)正對著欲受訓(xùn)練肌肉的肌腹部位。通常用聲音作為肌電反饋的信號，當(dāng)肌電水平上升(肌肉緊張度增加)達(dá)到某一預(yù)定值時(shí)，就可聽到聲音(或使原有的聲音消失)，隨著肌肉緊張程度的增加，聲音響度越來越大(或音調(diào)越來越高)，反之亦然。肌電反饋的用途是幫助病人(或被試)進(jìn)行放松訓(xùn)練，降低他們的喚醒水平，作為治療多種心因性疾患的輔助手段，幫助病人恢復(fù)某一部分肌肉的力量(比如面部或其它麻痹了的肌肉)，從而達(dá)到治療疾病的目的。由于人身體上的生物信號非常的微小，一般只有幾微伏到幾十微伏電壓數(shù)值，我們的微處理器一般很難識別到如此小范圍的電壓數(shù)值，所以我們必須將人體的肌電信號經(jīng)過一個(gè)電子放大電路將人體生物信號放大數(shù)千倍后以便處理器能夠識別。生物反饋的儀器就是一種利用上述技術(shù)進(jìn)行盆底訓(xùn)練治療的儀器，但是現(xiàn)有的生物反饋儀器體積都比較龐大，用戶只能到醫(yī)院進(jìn)行訓(xùn)練治療，非常不方便。

實(shí)用新型內(nèi)容實(shí)用新型目的本實(shí)用新型的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種便攜式的盆底肌電生物反饋儀，以滿足用戶隨身攜帶使用的需要。技術(shù)方案本實(shí)用新型所述的盆底肌電生物反饋儀，包括盆底主機(jī)和與計(jì)算機(jī)端通過數(shù)據(jù)線連接的無線接收盒；所述盆底主機(jī)由MCU模塊、USB模塊、無線發(fā)送模塊、模擬放大電路模塊和大容量 FLASH模塊5個(gè)模塊組成；所述MCU模塊用于處理主機(jī)系統(tǒng)的所有數(shù)據(jù)，并控制操作其他4 個(gè)模塊；所述USB模塊用于存儲測量到的盆底生物反饋數(shù)據(jù)；所述無線發(fā)送模塊用于發(fā)送實(shí)時(shí)測量到的盆底生物反饋數(shù)據(jù)；所述模擬放大電路模塊用于將人體微弱的盆底生物肌電信號放大數(shù)千倍得以讓MCU模塊能夠識別；所述大容量FLASH模塊用于存儲系統(tǒng)基本信息和用戶的得分記錄；所述無線接收盒由MCU模塊、無線接收模塊和USB轉(zhuǎn)串口模塊3個(gè)模塊組成；所述 MCU模塊用于處理無線接收盒的所有數(shù)據(jù)，并控制操作其他2個(gè)模塊；所述無線接收模塊用于接收所述盆底主機(jī)發(fā)送來的數(shù)據(jù)包；所述USB轉(zhuǎn)串口模塊用于將接收到的數(shù)據(jù)包再次打包傳輸?shù)接?jì)算機(jī)端。所述盆底主機(jī)中的MCU模塊為ARM處理器，該ARM處理器為最先進(jìn)的TI公司(美國德州儀器公司一全球最大的半導(dǎo)體芯片)WMellaris系列ARM內(nèi)核的芯片。Stellaris 系列ARM實(shí)施了業(yè)界首個(gè)最全面的CorteX-M3和Thumb_2指令集。具有令人驚嘆的快速響應(yīng)能力，Thumb-2技術(shù)將16位和32位指令相結(jié)合，使代碼密度和性能達(dá)到了最佳平衡。Thumb-2比純32位代碼使用的內(nèi)存要少沈％，從而降低了系統(tǒng)成本，同時(shí)將性能提高了 25%。本實(shí)用新型采用的MCU屬于Mellaris系列ARM中的5000系列ARM，該款A(yù)RM支持最大主頻為 50 MHz 的 ARM Cortex_M3 內(nèi)核，1 KByte FLASH，32 64 KByte SRAM, LQFP-64/ LQFP-100封裝。集成CAN控制器、USBH0ST/DEVICE/0TG、睡眠模塊、正交編碼器、ADC、帶死區(qū)PWM、溫度傳感器、模擬比較器、UART, SSI、通用定時(shí)器，I2C, CCP、DMA控制器等外設(shè)。芯片內(nèi)部固化驅(qū)動(dòng)庫。所述盆底主機(jī)中的無線發(fā)送模塊為無線射頻電路，可以采用2. 4G無線射頻技術(shù)， 可以將采集到的信號數(shù)據(jù)通過無線傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中。本實(shí)用新型無線射頻部分電路采用的是挪威的NODIC公司生產(chǎn)的Nrf24L01模塊。該模塊的技術(shù)特點(diǎn)如下①真正的GFSK單片式收發(fā)芯片；②內(nèi)置硬件鏈路層；③增強(qiáng)型SiockBurst功能；④自動(dòng)應(yīng)答及自動(dòng)重發(fā)功能； ⑤地址及CRC檢驗(yàn)功能；⑥無線速率1或2Mbps ；⑦125個(gè)可選工作頻道；⑧低工作電壓 1.9V到3. 6V;⑨SPI接口速率為0-8Mbps ；⑩I/O可接受5V電平的輸入。所述無線接收盒中的MCU模塊為單片機(jī)，通常為51系列單片機(jī)。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果是1、本實(shí)用新型各個(gè)模塊布局緊湊合理，儀器的體積小，便于攜帶，可以隨時(shí)隨地的進(jìn)行盆底訓(xùn)練治療。方便用戶在家進(jìn)行盆底訓(xùn)練。用戶可以不必親自去醫(yī)院進(jìn)行訓(xùn)練治療，從而節(jié)約去醫(yī)院和治療排隊(duì)時(shí)間。2、本實(shí)用新型可以單機(jī)訓(xùn)練，用戶在做盆底訓(xùn)練的過程中可以實(shí)時(shí)將采集到的信號數(shù)據(jù)存儲到U盤中，以便用戶將訓(xùn)練的過程和狀況還原，醫(yī)生可以根據(jù)該過程和狀況對用戶進(jìn)行訓(xùn)練評價(jià)。
3、本實(shí)用新型還可以通過無線聯(lián)機(jī)功能，系統(tǒng)將用戶身體上測量得到的盆底信號數(shù)值打包成數(shù)據(jù)包通過無線模塊發(fā)送到計(jì)算機(jī)端，用戶就可以根據(jù)計(jì)算機(jī)端的軟件進(jìn)行評估，訓(xùn)練。
4、本實(shí)用新型還可以通過無線聯(lián)機(jī)連接到計(jì)算機(jī)端，利用上位機(jī)軟件提供的訓(xùn)練游戲來達(dá)到訓(xùn)練盆底肌的效果，增強(qiáng)訓(xùn)練過程的趣味和娛樂的效果，從而使用戶訓(xùn)練的不枯燥。

圖1為盆底主機(jī)的原理示意圖。圖2為無線接收盒的原理示意圖。
具體實(shí)施方式
下面對本實(shí)用新型技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不局限于所述實(shí)施例。實(shí)施例本實(shí)用新型盆底肌電生物反饋儀，主要包括盆底主機(jī)和與計(jì)算機(jī)端通過數(shù)據(jù)線連接的無線接收盒；盆底主機(jī)為便攜式手持設(shè)備，用于隨時(shí)隨地進(jìn)行盆底訓(xùn)練治療； 無線接收盒用于接收盆底主機(jī)中的數(shù)據(jù)，并通過USB接口輸入到計(jì)算機(jī)端。可使用盆底主機(jī)進(jìn)行單機(jī)訓(xùn)練，用戶在做盆底訓(xùn)練的過程中可以實(shí)時(shí)將采集到的信號數(shù)據(jù)存儲到U盤中，以便用戶將訓(xùn)練的過程和狀況還原，醫(yī)生可以根據(jù)該過程和狀況對用戶進(jìn)行訓(xùn)練評價(jià)； 也可以通過無線接收盒與計(jì)算機(jī)端連接，利用計(jì)算機(jī)端安裝的盆底肌電生物反饋軟件實(shí)現(xiàn)如下3大功能，(1)評估功能一評估用戶盆底肌的真實(shí)情況，并制定訓(xùn)練計(jì)劃；(2)訓(xùn)練功能一根據(jù)不同的訓(xùn)練類型和等級來達(dá)到用戶盆底肌的訓(xùn)練目的；(3)游戲功能一增加訓(xùn)練的趣味型，使得訓(xùn)練不再枯燥無味。如圖1所示，本實(shí)用新型所述盆底主機(jī)由MCU模塊、USB模塊、無線發(fā)送模塊、模擬放大電路模塊和大容量FLASH模塊5個(gè)模塊組成；所述MCU模塊采用ARM處理器，用于處理主機(jī)系統(tǒng)的所有數(shù)據(jù)，并控制操作其他4個(gè)模塊；所述USB模塊用于存儲測量到的盆底生物反饋數(shù)據(jù)；所述無線發(fā)送模塊采用2. 4G無線射頻技術(shù)，用于發(fā)送實(shí)時(shí)測量到的盆底生物反饋數(shù)據(jù)，可以將采集到的信號數(shù)據(jù)通過無線傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中；所述模擬放大電路模塊用于將人體微弱的盆底生物肌電信號放大數(shù)千倍得以讓MCU模塊能夠識別；所述大容量FLASH 模塊用于存儲系統(tǒng)基本信息和用戶的得分記錄。如圖2所示，本實(shí)用新型所述無線接收盒由MCU模塊、無線接收模塊和USB轉(zhuǎn)串口模塊3個(gè)模塊組成；所述MCU模塊采用51單片機(jī)，用于處理無線接收盒的所有數(shù)據(jù)，并控制操作其他2個(gè)模塊；所述無線接收模塊用于接收所述盆底主機(jī)發(fā)送來的數(shù)據(jù)包；所述USB 轉(zhuǎn)串口模塊用于將接收到的數(shù)據(jù)包再次打包傳輸?shù)接?jì)算機(jī)端。如上所述，盡管參照特定的優(yōu)選實(shí)施例已經(jīng)表示和表述了本實(shí)用新型，但其不得解釋為對本實(shí)用新型自身的限制。在不脫離所附權(quán)利要求定義的本實(shí)用新型的精神和范圍前提下，可對其在形式上和細(xì)節(jié)上作出各種變化。
權(quán)利要求1.一種盆底肌電生物反饋儀，其特征在于包括盆底主機(jī)和與計(jì)算機(jī)端通過數(shù)據(jù)線連接的無線接收盒；所述盆底主機(jī)由MCU模塊、USB模塊、無線發(fā)送模塊、模擬放大電路模塊和大容量FLASH 模塊5個(gè)模塊組成；所述MCU模塊用于處理主機(jī)系統(tǒng)的所有數(shù)據(jù)，并控制操作其他4個(gè)模塊；所述USB模塊用于存儲測量到的盆底生物反饋數(shù)據(jù)；所述無線發(fā)送模塊用于發(fā)送實(shí)時(shí)測量到的盆底生物反饋數(shù)據(jù)；所述模擬放大電路模塊用于將人體微弱的盆底生物肌電信號放大數(shù)千倍得以讓MCU模塊能夠識別；所述大容量FLASH模塊用于存儲系統(tǒng)基本信息和用戶的得分記錄；所述無線接收盒由MCU模塊、無線接收模塊和USB轉(zhuǎn)串口模塊3個(gè)模塊組成；所述MCU 模塊用于處理無線接收盒的所有數(shù)據(jù)，并控制操作其他2個(gè)模塊；所述無線接收模塊用于接收所述盆底主機(jī)發(fā)送來的數(shù)據(jù)包；所述USB轉(zhuǎn)串口模塊用于將接收到的數(shù)據(jù)包再次打包傳輸?shù)接?jì)算機(jī)端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的盆底肌電生物反饋儀，其特征在于所述盆底主機(jī)中的MCU 模塊為ARM處理器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的盆底肌電生物反饋儀，其特征在于所述盆底主機(jī)中的無線發(fā)送模塊為無線射頻電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的盆底肌電生物反饋儀，其特征在于所述無線接收盒中的MCU 模塊為單片機(jī)。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種盆底肌電生物反饋儀，包括盆底主機(jī)和與計(jì)算機(jī)端通過數(shù)據(jù)線連接的無線接收盒；所述盆底主機(jī)由MCU模塊、USB模塊、無線發(fā)送模塊、模擬放大電路模塊和大容量FLASH模塊5個(gè)模塊組成；所述無線接收盒由MCU模塊、無線接收模塊和USB轉(zhuǎn)串口模塊3個(gè)模塊組成。本實(shí)用新型各個(gè)模塊布局緊湊合理，儀器的體積小，便于攜帶，可以隨時(shí)隨地的進(jìn)行盆底訓(xùn)練治療。方便用戶在家進(jìn)行盆底訓(xùn)練。用戶可以不必親自去醫(yī)院進(jìn)行訓(xùn)練治療，從而節(jié)約去醫(yī)院和治療排隊(duì)時(shí)間。
文檔編號A61B5/00GK202235313SQ20112033296
公開日2012年5月30日 申請日期2011年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月6日
發(fā)明者仇凱, 劉傲, 史志懷, 周干, 張茂柏, 楊瑞嘉, 焦靖, 王志愚 申請人:南京偉思醫(yī)療科技有限責(zé)任公司, 南京偉思瑞翼電子科技有限公司