一种肌电采集放大的微型传感器及基于传感器的训练方法技术

本发明专利技术涉及的一种肌电采集放大的微型传感器属于肌电信号采集装置，其包括肌电信号采集电极、信号处理模块、模数转换模块、调制发射模块和显示模块，所述的肌电采集电极与信号处理模块电连接，所述的信号处理模块包括抑制射频干扰电路、三级放大电路、全波整流电路、滤波电路，信号处理模块与模数转换模块电连接，模数转换模块与调制发射模块电连接，显示模块上设有蓝牙接收器，显示模块通过蓝牙接收器接收调制发射模块发出的信号。本发明专利技术涉及的肌电采集放大的微型传感器可结合显示面板上的游戏进行肌肉的康复训练，增加肌肉训练的趣味性，且传感器无连接线，避免了受试者测试时各种导连线连接造成的束缚。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种肌电信号采集装置，尤其涉及一种肌电采集放大的微型传感器，本专利技术还公开了基于该传感器的肌肉康复训练方法。
技术介绍
随着神经医学、运动与健康科学、康复工程的发展，人们越来越重视采用表面肌电信号检测方法来对肌肉机能状态进行评价。临床上使用的仪器包括康复训练仪、康复机器人，通常是使用一次性湿电极与传感器分离，采集时使用导联线进行连接。人体骨骼肌繁多，且肌肉位置错中复杂，检测时需要比较精准的采集点且可进行反复测量。湿电极需要导电膏或生理盐水与皮肤接触来减小接触阻抗，导致电极容易因为移动产生运动伪差，每次置放位置容易发生偏差，同个采集点重复检测难以实现。此外，传统的导联线连接，在人机交互的实现非常不便利，受试者需要绑上很多导联线，不利于受试者的大幅度动作，且容易产生工频干扰，且该设备还存在装置体积较大，重量较重，不便于携带，使用上述康复训练设备进行康复训练存在效率低、内容枯燥、评价指标不够精确等缺点。针对湿电极不利影响，目前出现了各类阵列式电极，但阵列式电极不仅不能精准采集单个肌肉，而且只能佩戴于四肢，造价昂贵。中国专利CN 102989124 B针对上述康复训练存在效率低、内容枯燥等问题，公开了一种便携式肢体运动康复训练装置，该装置的软件部分包括：康复游戏算法模块、康复游戏动作显示模块、康复游戏背景显示模块、康复游戏内容显示模块和得分评估模块。该康复训练系统整体结构简洁，易操作，接受训练的肢体可以在三维空间的运动，不必局限于平面，训练内容丰富，人机交互性强。但是此种训练装置中的拉线传感器是根据拉线被拉长的长度变化量作为传感器输出，这就需要对传感器一端进行固定，另一端与肢体连接，这种方式还不能完全脱离辅助器械且给训练者带来束缚感。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对上述康复训练仪器存在的缺陷，涉及一种具有无线化、操作简易、可进行远程稳定传输、体积小的肌电采集放大的微型传感器，采用该微型传感器的肌肉训练方法训练内容丰富，由于设备无线，可避免受试者测试时各种导线连接造成的束缚。为了达到目的，本专利技术提供的技术方案为：本专利技术涉及的一种肌电采集放大的微型传感器，其特征在于：其包括肌电信号采集电极、信号处理模块、模数转换模块、调制发射模块和显示模块，所述的肌电采集电极与信号处理模块电连接，所述的信号处理模块包括抑制射频干扰电路、三级放大电路、全波整流电路、滤波电路，信号处理模块与模数转换模块电连接，模数转换模块与调制发射模块电连接，显示模块上设有蓝牙接收器，显示模块通过蓝牙接收器接收调制发射模块发出的信号。优选地，所述的肌电采集电极采用干电极，干电极包括三块经抛光的不锈钢板，不锈钢板尺寸为8×4×3mm，干电极嵌入传感器内，表面露出传感器表面0.9mm～1.1mm。优选地，所述的其中的两块不锈钢板作为差分电极平行放置，间距为9.5～10.5mm，另一块不锈钢板作为参考电极置于与差分电极垂直的位置，间距为14.5～15.5mm。上述的肌电采集放大的微型传感器可与六轴陀螺仪传感器配合使用，显示面板上的蓝牙接收器可同时接收肌电采集放大的微型传感器和六轴陀螺仪传感器发生的信号。一种基于权利要求1所述的肌电采集放大的微型传感器进行康复训练的方法包括以下步骤：(1)将传感器直接固定于待测肌肉表面，启动显示模块，显示模块播放游戏画面，训练者根据游戏画面运动待测肌肉；(2)肌电采集电极采集肌电信号，并将信号传输给信号处理模块；(3)抑制射频干扰电路用于抑制电磁干扰，三级放大电路通过电路中的电阻进行第一级放大倍数的调节，高通滤波后进行第二级放大，低通滤波后进行第三级放大，整流电路把交流转换成单一方向电流的电路，滤波电路用于平滑采样数据，平滑后的采样数据传输给模数转换模块；(4)模数转换模块将模拟信号转化为数字信号并传输给调制发射模块；(5)调制发射模块对从模数转换过来的信号进行调制，然后通过无线蓝牙方式进行发射；(6)显示模块上的蓝牙接收器接收信号，并将该信号转化为游戏画面内的指定动作，实现游戏的通关。优选地，所述的传感器通过绑带或医用粘胶固定在患肢。采用本专利技术提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：本专利技术涉及的肌电采集放大的微型传感器较传统的肌肉康复训练仪器相比，可直接贴于待测肌肉表面，而不仅局限于四肢或者大块的骨骼肌表面；将采集电极与传感器合二为一，避免了受试者测试时各种导连线连接造成的束缚；传感器与显示面板采用无线蓝牙连接方式，这种无线化给受试者可多方位大幅度进行肌肉测试创造了条件，康复训练方式可与游戏相结合，增加了康复训练的趣味性。附图说明图1是本专利技术肌电采集放大的微型传感器的原理图。具体实施方式为进一步了解本专利技术的内容，结合实施例对本专利技术作详细描述，以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。实施例一本专利技术涉及的一种肌电采集放大的微型传感器包括肌电信号采集电极、信号处理模块、模数转换模块、调制发射模块和显示模块，所述的肌电采集电极用于采集肌电，并将信号传输给信号处理模块，肌电采集电极采用干电极，干电极包括三块经抛光的不锈钢板，不锈钢板尺寸为8×4×3mm，其中的两块不锈钢板作为差分电极平行放置，间距为10mm，另一块不锈钢板作为参考电极置于与差分电极垂直的位置，间距为15mm，干电极嵌入传感器内，表面露出传感器表面1.0mm。肌电采集电极与信号处理模块电连接，信号处理模块包括抑制射频干扰电路、三级放大电路、全波整流电路、滤波电路，抑制射频干扰电路用于抑制电磁干扰，三级放大电路用于信号放大，整流电路把交流转换成单一方向电流的电路，二级低通滤波电路则用于平滑采样数据。信号处理模块与模数转换模块电连接，模数转换模块与调制发射模块电连接，显示模块上设有蓝牙接收器，显示模块通过蓝牙接收器接收调制发射模块发出的信号。一种采用上述肌电采集放大的微型传感器进行康复训练的方法包括以下步骤：步骤一：将多个传感器通过绑带或医用粘胶固定在患肢待测肌肉表面，启动显示模块，显示模块播放游戏画面，训练者根据游戏画面运动待测肌肉；步骤二：运动过程中肌电采集电极采集肌电信号，并将信号传输给信号处理模块；步骤三：抑制射频干扰电路用于抑制电磁干扰，三级放大电路通过电路中的电阻进行第一级放大倍数的调节，高通滤波后进行第二级放大，低通滤波后进行第三级放大，整流电路把交流转换成单一方向电流的电路，滤波电路用于平滑采样数据，平滑后的采样数据传输给模数转换模块；步骤四：模数转换模块将模拟信号转化为数字信号并传输给调制发射模块；步骤五：调制发射模块对从模数转换过来的信号进行调制，然后通过无线蓝牙方式进行发射；步骤六：显示模块上的蓝牙接收器接收多个传感器发出的信号，并将该信号转化为游戏画面内的指定动作，比如跳跃动作，实现游戏内跳跃障碍物的指定动作。实施例二本实施例的传感器的结构与实施例一相同，其不同之处在于：使用时，将本专利技术涉及的传感器配合六轴陀螺仪传感器一起使用，显示模块通过蓝牙接收器同时接收六轴陀螺仪传感器和微型传感器发出的信号，完成游戏内的划切、搬运等动作。以上结合实施例对本专利技术进行了详细说明，但所述内容仅为本专利技术的较佳实施例，不能被认为用于限定本专利技术的实施范围。凡依本专利技术申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍属于本专利技术的专利涵盖范本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种肌电采集放大的微型传感器，其特征在于：其包括信号肌电采集电极、信号处理模块、模数转换模块、调制发射模块和显示模块，所述的肌电采集电极与信号处理模块电连接，所述的信号处理模块包括抑制射频干扰电路、三级放大电路、全波整流电路、滤波电路，信号处理模块与模数转换模块电连接，模数转换模块与调制发射模块电连接，显示模块上设有蓝牙接收器，显示模块通过蓝牙接收器接收调制发射模块发出的信号。

【技术特征摘要】
1.一种肌电采集放大的微型传感器，其特征在于：其包括信号肌电采集电极、信号处理模块、模数转换模块、调制发射模块和显示模块，所述的肌电采集电极与信号处理模块电连接，所述的信号处理模块包括抑制射频干扰电路、三级放大电路、全波整流电路、滤波电路，信号处理模块与模数转换模块电连接，模数转换模块与调制发射模块电连接，显示模块上设有蓝牙接收器，显示模块通过蓝牙接收器接收调制发射模块发出的信号。2.根据权利要求1所述的肌电采集放大的微型传感器，其特征在于：所述的肌电采集电极采用干电极，干电极包括三块经抛光的不锈钢板，不锈钢板尺寸为8×4×3mm，干电极嵌入传感器内，表面露出传感器表面0.9mm～1.1mm。3.根据权利要求2所述的肌电采集放大的微型传感器，其特征在于：所述的其中的两块不锈钢板作为差分电极平行放置，间距为9.5～10.5mm，另一块不锈钢板作为参考电极置于与差分电极垂直的位置，间距为14.5～15.5mm。4.一种基于权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶可涵，
申请(专利权)人：上海丞电电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31