專利名稱：抑制病態(tài)顫抖的穿戴式電刺激系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種康復(fù)醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域的系統(tǒng)，具體是一種抑制病態(tài)顫抖的 穿戴式電刺激系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
病態(tài)顫抖是老年人常見的一種疾病，表現(xiàn)特征是身體的某些部分不由自主地有節(jié) 律地抖動(dòng)。病因有很多種，比如帕金森癥、中風(fēng)(腦卒中)、外傷性腦部損傷和多發(fā)性僵化 等。與人類正?；顒?dòng)相比較，這是一種高頻抖動(dòng)。一般來說，動(dòng)作性顫抖的頻率范圍是3-5 赫茲，姿態(tài)性顫抖的頻率范圍是6-12赫茲，靜止性顫抖的頻率范圍是3-6赫茲。病態(tài)顫抖看 上去不是致命的疾病，但是它會(huì)嚴(yán)重影響病人的生活質(zhì)量，一些簡單的日?；顒?dòng)比如寫字、 敲鍵盤、拿水杯、系扣子等都不能正常地完成。而且，病態(tài)顫抖使病人在公共場合很尷尬，會(huì) 給病人造成心理負(fù)擔(dān)，給他們帶來社交障礙，甚至導(dǎo)致自閉癥。從現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)的檢索發(fā)現(xiàn)，目前病態(tài)顫抖的治療方式主要有兩種，一是藥物治 療，二是手術(shù)治療。藥物治療是首選，但是現(xiàn)有數(shù)據(jù)表明至少有50%的患者無法通過藥物治 療治愈。手術(shù)治療也有局限，比如典型的深部腦刺激(需要腦部微創(chuàng)手術(shù))只是對(duì)部分帕 金森癥引起的病態(tài)顫抖有效，另外手術(shù)治療危險(xiǎn)性大、費(fèi)用高，很多病人不愿冒風(fēng)險(xiǎn)接受這 種方式。因此，還未發(fā)現(xiàn)與本發(fā)明密切相關(guān)的抑制病態(tài)顫抖的電刺激系統(tǒng)。經(jīng)對(duì)現(xiàn)有文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，中國專利申請(qǐng)?zhí)枮?200420082995. 2，名稱為具有電刺 激效果的人體穿戴物，該技術(shù)包含一穿戴在人體上的環(huán)覆體，所述環(huán)覆體具有混合有介電 材料的一織造層或PVC或硅膠，及形成在該織造層或PVC或硅膠上且可導(dǎo)電至該織造層或 PVC或硅膠的一接頭；一電頻刺激裝置，所述電頻刺激裝置與所述環(huán)覆體的接頭電性連接， 所述電頻刺激裝置輸出低頻率的交流電，使該電流透過織造層或PVC或硅膠傳導(dǎo)至人體。 但是該技術(shù)重在強(qiáng)調(diào)環(huán)覆體的材質(zhì)，缺乏應(yīng)用目標(biāo)(例如抑制病態(tài)顫抖)，實(shí)際上只是一種 電刺激接口的設(shè)計(jì)，不具備整個(gè)電刺激系統(tǒng)的完整性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種抑制病態(tài)顫抖的穿戴式電 刺激系統(tǒng)。本發(fā)明采用穿戴式，無需手術(shù)和吃藥，通過表面電刺激系統(tǒng)刺激產(chǎn)生顫抖的相關(guān) 肌肉群，可以抑制病態(tài)顫抖，同時(shí)保證不影響病人自主的正常運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明包括穿戴式綁縛結(jié)構(gòu)、傳感器裝置、信息處理器、控制器和執(zhí)行器，其中 傳感器裝置與信息處理器相連傳輸顫抖肢體運(yùn)動(dòng)信息和原始肌電信息，信息處理器與控制 器相連傳輸濾波后的顫抖肢體運(yùn)動(dòng)信息和肌電信息，控制器與執(zhí)行器相連傳輸電刺激信 號(hào)，傳感器裝置、信息處理器、控制器和執(zhí)行器分別設(shè)置在穿戴式綁縛結(jié)構(gòu)上，穿戴式綁縛 結(jié)構(gòu)綁縛在病態(tài)顫抖肢體上。所述的傳感器裝置包括角度測量儀、加速度儀和肌電儀，其中角度測量儀與信
3息處理器相連傳輸顫抖肢體的顫抖關(guān)節(jié)角度信息，加速度儀與信息處理器相連傳輸顫抖肢 體的顫抖加速度信息，肌電儀與信息處理器相連傳輸顫抖肢體的原始肌電信息。所述的信息處理器包括信息分離單元和消除干擾單元，其中信息分離單元與 傳感器裝置相連傳輸顫抖肢體運(yùn)動(dòng)信息和原始肌電信息，信息分離單元與消除干擾單元相 連傳輸濾除人體自主信息后的病態(tài)顫抖信息，消除干擾單元與控制器相連傳輸濾除電刺激 給信號(hào)帶來的人工干擾后的顫抖肢體運(yùn)動(dòng)信息和肌電信息。所述的執(zhí)行器包括電刺激器和表面電極片，其中電刺激器與表面電極片相連 傳輸電刺激信號(hào)，表面電極片貼在顫抖肢體的肌肉上且將電刺激信號(hào)傳遞給肌肉。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是改變了傳統(tǒng)的治療病態(tài)顫抖的方式，病人 在藥物治療無效的情況下，可在顫抖肢體穿戴本系統(tǒng)，依靠電刺激抑制顫抖，無需手術(shù)和吃 藥，方便易用，成本較低，適用范圍廣，不影響病人自主的正常運(yùn)動(dòng)，且療效顯著。


圖1是實(shí)施例的系統(tǒng)組成示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的系統(tǒng)進(jìn)一步描述本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提 下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述 的實(shí)施例。實(shí)施例本實(shí)施例用于抑制手臂的病態(tài)顫抖，如圖1所示，本實(shí)施例包括穿戴式綁縛結(jié) 構(gòu)、傳感器裝置、信息處理器、控制器和執(zhí)行器，其中傳感器裝置與信息處理器相連傳輸顫 抖手臂運(yùn)動(dòng)信息和原始肌電信息，信息處理器與控制器相連傳輸濾波后的顫抖手臂運(yùn)動(dòng)信 息和肌電信息，控制器與執(zhí)行器相連傳輸電刺激信號(hào)，傳感器裝置、信息處理器、控制器和 執(zhí)行器分別設(shè)置在穿戴式綁縛結(jié)構(gòu)上，穿戴式綁縛結(jié)構(gòu)綁縛在病態(tài)顫抖手臂上。所述的穿戴式綁縛結(jié)構(gòu)用于將整個(gè)系統(tǒng)綁縛在顫抖的手臂上。所述的傳感器裝置包括角度測量儀、加速度儀和肌電儀，其中角度測量儀與信 息處理器相連傳輸顫抖手臂的顫抖角度信息，加速度儀與信息處理器相連傳輸顫抖手臂的 顫抖加速度信息，肌電儀與信息處理器相連傳輸顫抖手臂的原始肌電信息。所述的信息處理器包括信息分離單元和消除干擾單元，其中信息分離單元與 傳感器裝置相連傳輸顫抖肢體運(yùn)動(dòng)信息和原始肌電信息，信息分離單元與消除干擾單元相 連傳輸濾除人體自主信息后的病態(tài)顫抖信息，消除干擾單元與控制器相連傳輸濾除電刺激 給信號(hào)帶來的人工干擾后的顫抖手臂運(yùn)動(dòng)信息和肌電信息。本實(shí)施例中所述的信息分離單元采用的是高通濾波器，其用于分離人體自主的信 息和手臂病態(tài)顫抖的信息。本實(shí)施例中所述的消除干擾單元采用的是梳狀濾波器，其用于消除使用電刺激后 對(duì)信號(hào)帶來的人工干擾。所述的執(zhí)行器包括電刺激器和表面電極片，其中電刺激器與表面電極片相連 傳輸電刺激信號(hào)，表面電極片貼在顫抖手臂的肌肉上且將電刺激信號(hào)傳遞給肌肉。
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本實(shí)施例中電刺激器采用的是瑞士的Compex Motion II。本實(shí)施例所述的控制器采用的是DSP芯片，其通過分析濾波后的顫抖肢體運(yùn)動(dòng)信 息和肌電信息，向執(zhí)行器傳輸合適的電脈沖模式信息，該電脈沖模式信息針對(duì)是病態(tài)顫抖 手臂的相關(guān)肌肉，對(duì)一對(duì)對(duì)抗肌交替的實(shí)施電刺激脈沖，使肌肉收縮，以抵消病態(tài)顫抖，同 時(shí)避免影響病人的自主運(yùn)動(dòng)。本實(shí)施例的工作過程包括以下步驟1)設(shè)置在病態(tài)顫抖手臂上的傳感器裝置采集顫抖手臂的運(yùn)動(dòng)信息和原始肌電信 息，傳感器裝置將采集的信息傳遞給信息處理器；2)信息處理器先是分離人體自主的信息和手臂病態(tài)顫抖的信息，并濾除人體自主 的信息；然后消除使用電刺激后對(duì)信號(hào)帶來的人工干擾，最后將處理后的信息傳遞給控制 器；3)控制器通過分析濾波后的顫抖肢體運(yùn)動(dòng)信息和肌電信息，向執(zhí)行器傳輸合適的 電脈沖模式信息；4)執(zhí)行器通過電刺激器產(chǎn)生電刺激信號(hào)，并將該電刺激信號(hào)傳遞給貼在顫抖手臂 的肌肉上的表面電極片，最后由表面電極片將電刺激信號(hào)傳遞給肌肉。本實(shí)施例通過檢測顫抖手臂的運(yùn)動(dòng)信號(hào)和肌電信號(hào)，進(jìn)而通過調(diào)節(jié)電脈沖強(qiáng)度和 模式來刺激顫抖手臂的相關(guān)的肌肉群，并將整個(gè)系統(tǒng)綁縛在顫抖手臂上，使得整個(gè)操作簡 單、安全、成本低，對(duì)人體造成的副作用小。
權(quán)利要求
一種抑制病態(tài)顫抖的穿戴式電刺激系統(tǒng)，其特征在于，包括穿戴式綁縛結(jié)構(gòu)、傳感器裝置、信息處理器、控制器和執(zhí)行器，其中傳感器裝置與信息處理器相連傳輸顫抖肢體運(yùn)動(dòng)信息和原始肌電信息，信息處理器與控制器相連傳輸濾波后的顫抖肢體運(yùn)動(dòng)信息和肌電信息，控制器與執(zhí)行器相連傳輸電刺激信號(hào)，傳感器裝置、信息處理器、控制器和執(zhí)行器分別設(shè)置在穿戴式綁縛結(jié)構(gòu)上，穿戴式綁縛結(jié)構(gòu)綁縛在顫抖肢體上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抑制病態(tài)顫抖的穿戴式電刺激系統(tǒng)，其特征是，所述的傳感 器裝置包括角度測量儀、加速度儀和肌電儀，其中角度測量儀與信息處理器相連傳輸顫 抖肢體的顫抖關(guān)節(jié)角度信息，加速度儀與信息處理器相連傳輸顫抖肢體的顫抖加速度信 息，肌電儀與信息處理器相連傳輸顫抖肢體的原始肌電信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抑制病態(tài)顫抖的穿戴式電刺激系統(tǒng)，其特征是，所述的信息 處理器包括信息分離單元和消除干擾單元，其中信息分離單元與傳感器裝置相連傳輸 顫抖肢體運(yùn)動(dòng)信息和原始肌電信息，信息分離單元與消除干擾單元相連傳輸濾除人體自主 信息后的病態(tài)顫抖信息，消除干擾單元與控制器相連傳輸濾除電刺激給信號(hào)帶來的人工干 擾后的顫抖肢體運(yùn)動(dòng)信息和肌電信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的抑制病態(tài)顫抖的穿戴式電刺激系統(tǒng)，其特征是，所述的信息 分離單元是高通濾波器。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的抑制病態(tài)顫抖的穿戴式電刺激系統(tǒng)，其特征是，所述的消除 干擾單元是梳狀濾波器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抑制病態(tài)顫抖的穿戴式電刺激系統(tǒng)，其特征是，所述的執(zhí)行 器包括電刺激器和表面電極片，其中電刺激器與表面電極片相連傳輸電刺激信號(hào)，表面 電極片貼在顫抖肢體的肌肉上且將電刺激信號(hào)傳遞給肌肉。
全文摘要
一種康復(fù)醫(yī)療技術(shù)領(lǐng)域的抑制病態(tài)顫抖的穿戴式電刺激系統(tǒng)，包括穿戴式綁縛結(jié)構(gòu)、傳感器裝置、信息處理器、控制器和執(zhí)行器，其中傳感器裝置與信息處理器相連傳輸顫抖肢體運(yùn)動(dòng)信息和原始肌電信息，信息處理器與控制器相連傳輸濾波后的顫抖肢體運(yùn)動(dòng)信息和肌電信息，控制器與執(zhí)行器相連傳輸電刺激信號(hào)，傳感器裝置、信息處理器、控制器和執(zhí)行器分別設(shè)置在穿戴式綁縛結(jié)構(gòu)上，穿戴式綁縛結(jié)構(gòu)綁縛在顫抖肢體上。本發(fā)明改變了傳統(tǒng)的治療病態(tài)顫抖的方式，病人在藥物治療無效的情況下，可在顫抖肢體穿戴本系統(tǒng)，依靠電刺激抑制顫抖，無需手術(shù)和吃藥，方便易用，成本較低，適用范圍廣，不影響病人自主的正常運(yùn)動(dòng)，無需醫(yī)生的指導(dǎo)，且療效顯著。
文檔編號(hào)A61N1/38GK101920066SQ20101025119
公開日2010年12月22日 申請(qǐng)日期2010年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月11日
發(fā)明者張定國, 朱向陽 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)