專利名稱：便攜式多媒體反饋訓練設備的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種便攜式醫(yī)療器械，具體涉及一種便攜式多媒體反饋訓練設備。
背景技術：
中國目前約有600萬-700萬腦卒中患者，每年新發(fā)卒中200萬例，每年約有150萬人死于腦血管病。在卒中存活者中約有3/4不同程度喪失勞動能力，其中重殘者約占40%。隨著人口的老齡化，卒中的問題將日益嚴重(中國腦血管病防治指南，國際腦血管病雜志2006，14 :561-564)。生物反饋療法一般是指應用電子儀器將人們通常情況下意識不到的生理活動和 生理功能(如肌電、肌張力、關節(jié)活動度、皮溫和血壓等)變化，轉變?yōu)榭梢员蝗烁杏X到的信號(如聲、光及圖像等)，再讓病人根據(jù)這些信號學會控制自身不隨意功能的治病或訓練方法。在腦卒中偏癱的治療中，雖然生物反饋療法并不能使已經受到損害的腦神經細胞復原，但它可以促進代償功能，使受抑制的神經通路開通，最大限度地動員仍然保留的那部分神經肌肉組織的潛力，使其重新發(fā)揮正常生理功能。專利201010253238. 7介紹了一種肌電反饋訓練和功能評測遙操作裝置以及方法，包括控制端和探頭端，控制端為用戶提供被動訓練和主動訓練兩種模式進行選擇，在用戶選擇被動訓練時無線遠程控制探頭端產生相應電脈沖刺激相關肌肉；在用戶選擇主動訓練時，為用戶提供多種訓練模型供用戶選擇參照進行主動訓練，無線遠程控制探頭端收集相關肌肉反饋的肌電信號，控制端接收肌電信號與用戶選擇的訓練模型進行對比，獲取對比結果對用戶主動訓練進行引導，并對相關肌肉功能進行評測，給出評測值。本儀器主要通過反饋電刺激進行康復訓練，但是，該裝置僅能給出單一的測評值，不能提供多媒體反饋訓練來增加患者康復鍛煉的趣味性。而現(xiàn)有多媒體反饋訓練設備需要帶有臺式電腦或筆記本電腦，采集的人體生理信號需通過數(shù)據(jù)傳輸傳到臺式電腦或筆記本電腦上，再通過臺式電腦或筆記本電腦的上位機軟件進行多媒體反饋訓練。由于需要有臺式電腦或筆記本電腦使得設備的體積較大，用戶的康復訓練受到移動的限制，使用不方便。

實用新型內容本實用新型的目的在于提供一種便攜式多媒體反饋訓練設備，以解決現(xiàn)有便攜式反饋訓練裝置不能提供多媒體反饋訓練，而多媒體反饋訓練設備體積大、攜帶使用不方便的技術問題。為達到上述目的，本實用新型提供一種便攜式多媒體反饋訓練設備，包括肌力傳感器、若干肌電傳感器、便攜終端和電源管理模塊，肌力傳感器和肌電傳感器分別用以檢測肌力信號和肌電信號，便攜終端分別與肌力傳感器和肌電傳感器連接，用以接收肌力信號和肌電信號并對肌電信號和肌力信號進行處理和顯示，其進一步包括微處理器控制電路、核心板以及液晶屏，微處理器控制電路用以通過串口把接收到的肌力信號和肌電信號傳送給核心板；核心板連接至微處理器控制電路，核心板內預先存儲有多媒體游戲，其用以對肌電信號和肌力信號進行處理，并將肌電信號和肌力信號與多媒體游戲相結合，以圖像的形式顯示肌力信號和肌電信號；液晶屏與核心板連接，用以顯示核心板處理后的圖像信號；電源管理模塊分別與肌力傳感器、肌電傳感器、微處理器控制電路、核心板和液晶屏連接，用以提供電力。依照本實用新型較佳實施例所述的一種便攜式多媒體反饋訓練設備，其便攜終端還包括肌力信號預處理電路、肌電信號預處理電路和A/D轉換電路，肌力信號預處理電路分別與肌力傳感器和A/D轉換電路連接，用以對采集到的肌力信號進行放大處理；肌電信號預處理電路分別與肌電傳感器和A/D轉換電路連接，用以對肌電信號進行放大處理；A/D轉換電路連接至微處理器控制電路，用以將經預處理后的肌力信號和肌電信號轉換為數(shù)字信號并發(fā)送至微處理器控制電路。依照本實用新型較佳實施例所述的一種便攜式多媒體反饋訓練設備，該核心板內還預先存儲肌力信號和肌電信號的訓練最高點和最低點，訓練時，若肌力信號或肌電信號低于設定的最低點，則多媒體圖像引導用戶增加肌肉收縮；若肌力信號或肌電信號高于設定的最高點，則多媒體圖像引導用戶放松。依照本實用新型較佳實施例所述的一種便攜式多媒體反饋訓練設備，該微處理器控制電路采用C8051R)60微處理器。依照本實用新型較佳實施例所述的一種便攜式多媒體反饋訓練設備，該肌力傳感器采用抓握釋放壓力傳感器。依照本實用新型較佳實施例所述的一種便攜式多媒體反饋訓練設備，上述肌力傳感器的測量范圍為0 50Kg ;采樣頻率為100Hz。依照本實用新型較佳實施例所述的一種便攜式多媒體反饋訓練設備，該肌電傳感器采用電極線傳感器。依照本實用新型較佳實施例所述的一種便攜式多媒體反饋訓練設備，該肌電信號預處理電路包括一自增益電路，自增益電路包括數(shù)字電位器和放大器，數(shù)字電位器與放大器連接。依照本實用新型較佳實施例所述的一種便攜式多媒體反饋訓練設備，該數(shù)字電位器采用AD5160數(shù)字電位器。依照本實用新型較佳實施例所述的一種便攜式多媒體反饋訓練設備，該放大器采用TL064放大器。本實用新型采集相關肌肉的原始肌電信號或肌力信號，然后通過核心板內安裝的嵌入式軟件系統(tǒng)把所采集的信號和預先存儲的多媒體游戲關聯(lián)起來，通過用戶肌肉收縮或放松使采集信號產生大小的變化，嵌入式軟件系統(tǒng)比較信號是否落入訓練模塊的區(qū)域內，若信號低于訓練模塊設定的最低點，則多媒體游戲引導用戶增加肌肉收縮，若信號高于訓練模塊設定的最高點，則多媒體游戲引導用戶放松肌肉。進而控制多媒體游戲的進行，達到肌肉多媒體反饋鍛煉的目的。本實用新型的便攜終端上可實現(xiàn)對采集信號的處理和多媒體反饋小游戲的運行，克服了現(xiàn)有便攜式反饋訓練裝置不能提供多媒體反饋訓練的缺點。同時，通過嵌入式軟件系統(tǒng)的應用，使設備的軟件系統(tǒng)達到和臺式電腦等同的多媒體游戲反饋訓練功能，但體積大大縮小，具有便攜性。
圖I是本實用新型便攜式多媒體反饋訓練設備的結構示意圖；圖2是本實用新型便攜式多媒體反饋訓練設備的結構原理圖；圖3是本實用新型實施例的肌電多媒體游戲原理圖；圖4是本實用新型實施例的肌力多媒體游戲原理具體實施方式
以下結合附圖，具體說明本實用新型。請同時參閱圖I與圖2，一種便攜式多媒體反饋訓練設備，包括肌力傳感器I、兩個肌電傳感器2、便攜終端3和電源管理模塊4，肌力傳感器I和肌電傳感器2分別用以檢 測肌力信號和肌電信號，便攜終端3分別與肌力傳感器I和肌電傳感器2連接，用以接收肌力信號和肌電信號并對肌電信號和肌力信號進行處理和顯示，其進一步包括微處理器控制電路31、核心板32、液晶屏33、肌力信號預處理電路34、肌電信號預處理電路35和A/D轉換電路36。肌力信號預處理電路34分別與肌力傳感器I和A/D轉換電路36連接，用以對采集到的肌力信號進行放大處理；肌電信號預處理電路35分別與肌電傳感器2和A/D轉換電路36連接，用以對肌電信號進行放大處理；A/D轉換電路36連接至微處理器控制電路31，用以將經預處理后的肌力信號和肌電信號轉換為數(shù)字信號并發(fā)送至微處理器控制電路31。微處理器控制電路31用以通過串口把接收到的肌力信號和肌電信號傳送給核心板32 ;核心板32連接至微處理器控制電路31，核心板內安裝有嵌入式軟件系統(tǒng)，并預先存儲有多媒體游戲，其用以對肌電信號和肌力信號進行處理，并將肌電信號和肌力信號與多媒體游戲相結合，以圖像的形式顯示肌力信號和肌電信號；液晶屏33與核心板32連接，用以顯示核心板處理后的圖像信號。電源管理模塊4分別與肌力傳感器I、肌電傳感器2、微處理器控制電路31、核心板32、液晶屏33、肌力信號預處理電路34、肌電信號預處理電路35和A/D轉換電路36連接，用以提供電力。核心板2內還預先存儲肌力信號和肌電信號的訓練最高點和最低點，訓練時，若肌力信號或肌電信號低于設定的最低點，則多媒體圖像引導用戶增加肌肉收縮；若肌力信號或肌電信號高于設定的最高點，則多媒體圖像引導用戶放松。更具體地，微處理器控制電路31采用C8051F060微處理器。肌力傳感器I采用抓握釋放壓力傳感器，其測量范圍為0 50Kg ;采樣頻率為IOOHz ;測量誤差不大于1% ;采樣精度16bit。肌電傳感器2采用電極線傳感器，其包括與便攜終端3相連的六芯電極線接頭，和尾端的電極線正極、負極和地線，可采集肌電信號，通過電極線把信號傳給便攜終端3。進一步地，肌電信號預處理電路35包括自增益電路，自增益電路包括數(shù)字電位器和放大器，數(shù)字電位器與放大器連接，具體地數(shù)字電位器采用AD5160數(shù)字電位器，放大器采用TL064放大器。以下分別結合圖I、圖3與圖4對本實用新型便攜式多媒體反饋訓練設備的肌力多媒體反饋訓練和肌電多媒體反饋訓練的過程進行說明。[0028]如圖I、圖3所示，肌力模式反饋訓練通過肌力傳感器I采集肌力信號，肌力信號預處理電路34對肌力信號進行放大預處理，A/D轉換電路36把采集的信號轉換為數(shù)字信號，微處理器控制電路31通過串口把數(shù)據(jù)傳送給核心板32，核心板32安裝嵌入式軟件系統(tǒng)，把人體的肌力信號和多媒體小游戲相關聯(lián)，以圖像的形式顯示肌力信號，在液晶屏33上，用戶可以看到自己肌肉收縮或放松時的肌力信號和相關聯(lián)的圖像，并通過訓練模塊比較肌力信號是否落入訓練模塊的區(qū)域內，若肌力信號低于訓練模塊設定的最低點，則圖像引導用戶增加肌肉收縮，若肌力信號高于訓練模塊設定的最高點，則多媒體游戲引導用戶放松，最終以多媒體的方式反饋用戶肌肉肌力信號變化，引導用戶控制肌肉的收縮或放松，使采集的肌力信號變大或縮小，促進多媒體小游戲完成相應的任務。如圖I、圖4所示，肌電模式反饋訓練通過肌電傳感器2采集肌電信號，肌電信號預處理電路35對肌電信號進行放大預處理，A/D轉換電路36把采集的信號轉換為數(shù)字信號，微處理器控制電路31通過串口把數(shù)據(jù)傳送給核心板32，核心板32安裝嵌入式軟件系統(tǒng)，把人體的肌電信號和多媒體小游戲相關聯(lián)，以圖像的形式顯示肌電信號，在液晶屏33上用戶 可以看到自己肌肉收縮或放松時的肌電信號和相關聯(lián)的圖像，并通過訓練模塊比較肌電信號是否落入訓練模塊的區(qū)域內，若肌電信號低于訓練模塊設定的最低點，則圖像引導用戶增加肌肉收縮，若肌電信號高于訓練模塊設定的最高點，則多媒體游戲引導用戶放松，最終以多媒體的方式反饋用戶肌肉肌電信號變化，引導用戶控制肌肉的收縮或放松，使采集的肌電信號變大或縮小，促進多媒體小游戲完成相應的任務。以上所述，僅是本實用新型的較佳實施實例而已，并非對本實用新型做任何形式上的限制，任何未脫離本實用新型技術方案的內容，依據(jù)本實用新型的技術實質對以上實施實例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均屬于本實用新型技術方案的范圍。
權利要求1.一種便攜式多媒體反饋訓練設備，其特征在于，包括肌力傳感器、若干肌電傳感器、便攜終端和電源管理模塊，所述肌力傳感器和肌電傳感器分別用以檢測肌力信號和肌電信號，所述便攜終端分別與所述肌力傳感器和肌電傳感器連接，用以接收肌力信號和肌電信號并對所述肌電信號和肌力信號進行處理和顯示，其進一步包括微處理器控制電路、核心板以及液晶屏，所述微處理器控制電路用以通過串口把接收到的肌力信號和肌電信號傳送給所述核心板；所述核心板連接至所述微處理器控制電路，所述核心板內預先存儲有多媒體游戲，其用以對肌電信號和肌力信號進行處理，并將肌電信號和肌力信號與多媒體游戲相結合，以圖像的形式顯示肌力信號和肌電信號；所述液晶屏與所述核心板連接，用以顯示所述核心板處理后的圖像信號；所述電源管理模塊分別與所述肌力傳感器、肌電傳感器、微處理器控制電路、核心板和液晶屏連接，用以提供電力。
2.如權利要求I所述的一種便攜式多媒體反饋訓練設備，其特征在于，所述便攜終端還包括肌力信號預處理電路、肌電信號預處理電路和A/D轉換電路，所述肌力信號預處理電路分別與所述肌力傳感器和A/D轉換電路連接，用以對采集到的肌力信號進行放大處理；所述肌電信號預處理電路分別與所述肌電傳感器和A/D轉換電路連接，用以對肌電信號進行放大處理；所述A/D轉換電路連接至所述微處理器控制電路，用以將經預處理后的肌力信號和肌電信號轉換為數(shù)字信號并發(fā)送至所述微處理器控制電路。
3.如權利要求I所述的一種便攜式多媒體反饋訓練設備，其特征在于，所述微處理器控制電路采用C8051F060微處理器。
4.如權利要求I所述的一種便攜式多媒體反饋訓練設備，其特征在于，所述肌力傳感器采用抓握釋放壓力傳感器。
5.如權利要求I或4所述的一種便攜式多媒體反饋訓練設備，其特征在于，所述肌力傳感器的測量范圍為O 50Kg ;采樣頻率為100Hz。
6.如權利要求I所述的一種便攜式多媒體反饋訓練設備，其特征在于，所述肌電傳感器采用電極線傳感器。
7.如權利要求I所述的一種便攜式多媒體反饋訓練設備，其特征在于，所述肌電信號預處理電路包括一自增益電路，所述自增益電路包括數(shù)字電位器和放大器，所述數(shù)字電位器與所述放大器連接。
8.如權利要求7所述的一種便攜式多媒體反饋訓練設備，其特征在于，所述數(shù)字電位器采用AD5160數(shù)字電位器。
9.如權利要求7所述的一種便攜式多媒體反饋訓練設備，其特征在于，所述放大器采用TL064放大器。
專利摘要本實用新型涉及一種便攜式多媒體反饋訓練設備，包括肌力傳感器、若干肌電傳感器、便攜終端和電源管理模塊，肌力傳感器和肌電傳感器分別用以檢測肌力信號和肌電信號，便攜終端分別與肌力傳感器和肌電傳感器連接，用以接收肌力信號和肌電信號，對肌電信號和肌力信號進行處理并與多媒體游戲相結合，最終以圖像的形式進行顯示；電源管理模塊分別與肌力傳感器、肌電傳感器和便攜終端連接，用以提供電力。本實用新型能夠達到和臺式電腦等同的多媒體游戲反饋訓練功能，但體積大大縮小，具有便攜性，克服了現(xiàn)有便攜式反饋訓練裝置不能提供多媒體反饋訓練的缺點。
文檔編號A61B5/0488GK202776300SQ20122015784
公開日2013年3月13日 申請日期2012年4月13日 優(yōu)先權日2012年4月13日
發(fā)明者楊武慶, 李超, 劉慶廣 申請人:上海諾誠電氣有限公司