CN116173407A - 基于肌电信号采集和中频电刺激的镇痛仪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及肌电镇痛技术领域。本发明涉及基于肌电信号采集和中频电刺激的镇痛仪。其包括电信号采集模块、肌电信息处理***、云端处理模块和肌肉镇痛刺激模块。本发明信息储存模块收集过往患者的肌电信息、肌体状态信息和刺激电流的信息，在患者使用该镇痛仪时，采集患者的肌电信息，根据和信息储存模块和中储存的信息进行对比，进而得出合适的刺激电流，并且在患者使用的过程中实时监控患者的肌电信息，避免出现电流过大或过小的现象出现，同时在出现信息储存模块中没有出现过的信息时，将信息上传至云端，通过人工手动添加的方式进行镇痛治疗，增加数据的丰富程度，同时保证肌肉刺激决断模块控制的电流处在恰当的范围，镇痛效果更好。

Description

基于肌电信号采集和中频电刺激的镇痛仪

技术领域

本发明涉及肌电镇痛技术领域，具体地说，涉及基于肌电信号采集和中频电刺激的镇痛仪。

背景技术

生物体的神经活动和肌肉运动等都伴随着很微弱的电流和电位变化，这种电流叫生物电流，在患者的肌肉组织有痛感时，神经***通过电流的方式将信号传回大脑，而患者的肌肉张力也会因为痛感发生变化，也就是说患者的肌肉会发生活动，产生生物电流，而肌肉的痛感目前没有药物可直接消除，所以采用电流进行镇痛治疗，而不同患者、不同肌***置的肌肉电流和情况都不尽相同，不能对所有患者的所有部位都进行同样强度的电流进行治疗，需要对患者肌肉的实际情况进行区别分析，因此，提出基于肌电信号采集和中频电刺激的镇痛仪。

发明内容

本发明的目的在于提供基于肌电信号采集和中频电刺激的镇痛仪，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，提供了基于肌电信号采集和中频电刺激的镇痛仪，包括电信号采集模块、肌电信息处理***、云端处理模块和肌肉镇痛刺激模块；

所述电信号采集模块用于对患者的肌肉电流信息进行实时采集；

所述肌电信息处理***根据电信号采集模块采集的信息对患者的肌肉情况进行分析；

所述云端处理模块根据肌电信号采集模块和肌电信息处理***的信息对肌电信息处理***进行调整；

所述肌肉镇痛刺激模块采用肌电信息处理***的分析结果对患者进行电流刺激治疗。

作为本技术方案的进一步改进，所述电信号采集模块包括肌电设备感应单元和肌电信号采集单元；

所述肌电设备感应单元用于感应患者的基础生理信息，并将感应结果传输至肌电信号采集单元；

所述肌电信号采集单元对患者的肌肉电流信息进行实时采集。

作为本技术方案的进一步改进，所述肌电信息处理***包括电信号分析模块、信息储存模块和肌肉刺激决断模块；

所述电信号分析模块用于对肌电信号采集单元采集的信息进行分析；

所述信息储存模块将所有患者的肌电信息进行储存；

所述肌肉刺激决断模块根据肌电信号采集单元和信息储存模块的信息对肌肉镇痛刺激模块进行控制。

作为本技术方案的进一步改进，所述电信号分析模块包括肌电信号对比单元和肌电信号分析单元；

所述肌电信号对比单元将肌电信号采集单元中患者的肌电信息和信息储存模块中储存的肌电信息进行对比，所述肌电信号对比单元采用肌电对比算法进行计算；

所述肌电信号分析单元根据肌电信号对比单元的对比结果对患者的肌体状态进行分析，所述肌电信号分析单元采用肌体状态分析算法进行分析。

作为本技术方案的进一步改进，所述肌电对比算法的步骤如下：

；

；

…×/>

；

当

∈k时，则表示A和B的肌电信息接近；当/>

∉k时，则表示A和B的肌电信息不接近；A表示当前患者各个阶段肌电电流的集合；B表示肌电信号储存单元中储存案例的各个阶段肌电电流的集合；/>

表示A代表患者各个阶段肌电电流和B代表患者各个阶段肌电电流的整体比值；k表示A代表患者各个阶段肌电电流和B代表患者各个阶段肌电电流相似时的整体比值。

作为本技术方案的进一步改进，所述肌体状态分析算法的步骤如下：

①、将肌电信号对比单元的对比结果输入信息储存模块中，寻找肌电信息最接近的若干案例；

②、将该患者的历史肌电信息和①中若干案例患者的历史肌电信息进行对比；

③、将②中对比结果最接近的案例作为该患者的对照组，案例中患者的肌体状态变化作为当前患者的肌体状态预测案例；

④、随着治疗的深入，在③中当前患者的肌电信息和案例患者的肌电信息发生较大变化时，通过①进行新一轮的对比。

作为本技术方案的进一步改进，所述信息储存模块包括肌电信号储存单元和刺激电流储存单元；

所述肌电信号储存单元用于对所有患者的肌电变化信息进行储存；

所述刺激电流储存单元将治疗患者的刺激电流信息进行储存。

作为本技术方案的进一步改进，所述肌肉刺激决断模块包括肌电信号判断单元和肌肉刺激控制单元；

所述肌电信号判断单元根据肌电信号采集单元的信息对患者的肌电信息是否安全进行判断；

所述肌肉刺激控制单元用于根据肌电信号判断单元的判断结果对刺激电流进行控制。

作为本技术方案的进一步改进，所述云端处理模块包括云端信息显示单元和云端信息输入单元；

所述云端信息显示单元用于将肌电信号对比单元和肌电信号分析单元中的信息上传至云端；

所述云端信息输入单元将控制结果传输至肌肉刺激控制单元。

作为本技术方案的进一步改进，所述肌肉镇痛刺激模块包括肌肉刺激输出单元和肌肉刺激阻断单元；

所述肌肉刺激输出单元根据肌肉刺激控制单元的信息输出刺激电流；

所述肌肉刺激阻断单元在感受到患者肌体电流发生不正常变化时阻断肌肉刺激输出单元的输出。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

该基于肌电信号采集和中频电刺激的镇痛仪中，信息储存模块收集过往患者的肌电信息、肌体状态信息和刺激电流的信息，在患者使用该镇痛仪时，采集患者的肌电信息，根据和信息储存模块和中储存的信息进行对比，进而得出合适的刺激电流，并且在患者使用的过程中实时监控患者的肌电信息，避免出现电流过大或过小的现象出现，同时在出现信息储存模块中没有出现过的信息时，将信息上传至云端，通过人工手动添加的方式进行镇痛治疗，增加数据的丰富程度，同时保证肌肉刺激决断模块控制的电流处在恰当的范围，镇痛效果更好，并且在没有操作者在云端操作时，选择最接近且安全的电流释放，避免出现镇痛仪没有响应的现象，提高患者的使用感受。

附图说明

图1为本发明的整体流程框图；

图2为本发明的电信号采集模块的流程框图；

图3为本发明的电信号分析模块的流程框图；

图4为本发明的信息储存模块的流程框图；

图5为本发明的云端处理模块的流程框图；

图6为本发明的肌肉刺激决断模块的流程框图；

图7为本发明的肌肉镇痛刺激模块的流程框图。

图中各个标号意义为：

1、电信号采集模块；

11、肌电设备感应单元；12、肌电信号采集单元；

2、电信号分析模块；

21、肌电信号对比单元；22、肌电信号分析单元；

3、信息储存模块；

31、肌电信号储存单元；32、刺激电流储存单元；

4、云端处理模块；

41、云端信息显示单元；42、云端信息输入单元；

5、肌肉刺激决断模块；

51、肌电信号判断单元；52、肌肉刺激控制单元；

6、肌肉镇痛刺激模块；

61、肌肉刺激输出单元；62、肌肉刺激阻断单元。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图1-图7所示，本实施例目的在于，提供了基于肌电信号采集和中频电刺激的镇痛仪，包括电信号采集模块1、肌电信息处理***、云端处理模块4和肌肉镇痛刺激模块6；

电信号采集模块1用于对患者的肌肉电流信息进行实时采集；

肌电信息处理***根据电信号采集模块1采集的信息对患者的肌肉情况进行分析；

云端处理模块4根据肌电信号采集模块1和肌电信息处理***的信息对肌电信息处理***进行调整；

肌肉镇痛刺激模块6采用肌电信息处理***的分析结果对患者进行电流刺激治疗。

电信号采集模块1包括肌电设备感应单元11和肌电信号采集单元12；

肌电设备感应单元11用于感应患者的基础生理信息，并将感应结果传输至肌电信号采集单元12，肌电设备感应单元11对患者的基础生理信息进行收集，镇痛仪没有稳定固定在患者身上时，基础生理信息明显不符合正常值，对患者做出提示，表征镇痛仪可以稳固的安装在患者的身上，避免后期出现刺激电流达不到预期效果的现象；

肌电信号采集单元12对患者的肌肉电流信息进行实时采集，肌电信号采集单元12采用肌电传感器对患者的肌肉电流变化信息进行收集，人体在日常的生活中，神经活动和肌肉运动都伴随着电流和电位的变化，即生物电流，肌电传感器就是收集生物电流的信息进而完成对患者肌体的监控。

肌电信息处理***包括电信号分析模块2、信息储存模块3和肌肉刺激决断模块5；

电信号分析模块2用于对肌电信号采集单元12采集的信息进行分析；

信息储存模块3将所有患者的肌电信息进行储存；

肌肉刺激决断模块5根据肌电信号采集单元12和信息储存模块3的信息对肌肉镇痛刺激模块6进行控制。

电信号分析模块2包括肌电信号对比单元21和肌电信号分析单元22；

肌电信号对比单元21将肌电信号采集单元12中患者的肌电信息和信息储存模块3中储存的肌电信息进行对比，肌电信号对比单元21采用肌电对比算法进行计算，肌电信号采集单元12采集患者的肌电信息之后，肌电信号对比单元21通过对比的方式寻找最接近的肌电信息，便于根据对比结果进行刺激电疗；

肌电信号分析单元22根据肌电信号对比单元21的对比结果对患者的肌体状态进行分析，肌电信号分析单元22采用肌体状态分析算法进行分析，在肌电信号对比单元21得出最接近的肌电信息之后，根据最接近肌电信息患者的肌体状态对当前患者的肌体状态进行分析。

肌电对比算法的步骤如下：

；

；

…×/>

；

当

∈k时，则表示A和B的肌电信息接近；当/>

∉k时，则表示A和B的肌电信息不接近；A表示当前患者各个阶段肌电电流的集合；B表示肌电信号储存单元31中储存案例的各个阶段肌电电流的集合；/>

表示A代表患者各个阶段肌电电流和B代表患者各个阶段肌电电流的整体比值；k表示A代表患者各个阶段肌电电流和B代表患者各个阶段肌电电流相似时的整体比值。

肌体状态分析算法的步骤如下：

①、将肌电信号对比单元21的对比结果输入信息储存模块3中，寻找肌电信息最接近的若干案例；

②、将该患者的历史肌电信息和①中若干案例患者的历史肌电信息进行对比；

③、将②中对比结果最接近的案例作为该患者的对照组，案例中患者的肌体状态变化作为当前患者的肌体状态预测案例；

④、随着治疗的深入，在③中当前患者的肌电信息和案例患者的肌电信息发生较大变化时，通过①进行新一轮的对比。

信息储存模块3包括肌电信号储存单元31和刺激电流储存单元32；

肌电信号储存单元31用于对所有患者的肌电变化信息进行储存，肌电信号储存单元31作为肌电信息的数据库，将所有患者的肌电信息和肌体状态信息全部进行储存，并且将正在治疗中患者的肌电信息储存下来，便于对患者的病情进行预测和治疗；

刺激电流储存单元32将治疗患者的刺激电流信息进行储存，刺激电流储存单元32作为刺激电流的数据库，将各个患者治疗时使用的刺激电流信息进行储存，此时肌电信号储存单元31将患者肌体的反应进行储存，便于改进对患者的治疗方案。

肌肉刺激决断模块5包括肌电信号判断单元51和肌肉刺激控制单元52；

肌电信号判断单元51根据肌电信号采集单元12的信息对患者的肌电信息是否安全进行判断，对患者的肌体进行电疗时，患者的肌体电流会出现变化，电流过小会出现治疗效果一般的现象，电流过大则会造成肌体损伤，因此在肌电信号判断单元51中设定一个安全电流范围，如果患者的肌体电流不在安全电流范围中时，则将信息传输至肌肉刺激控制单元52；

肌肉刺激控制单元52用于根据肌电信号判断单元51的判断结果对刺激电流进行控制，使用刺激电流对患者进行治疗时，如果肌电信号判断单元51判断患者的肌肉电流不在安全电流范围内，则肌肉刺激控制单元52控制刺激电流进行调整，避免治疗效果一般或损伤患者肌体的现象出现。

云端处理模块4包括云端信息显示单元41和云端信息输入单元42；

云端信息显示单元41用于将肌电信号对比单元21和肌电信号分析单元22中的信息上传至云端，在肌电信号对比单元21和肌电信号分析单元22中的出现肌电信号储存单元31中不成出现过的肌电信息时，将肌电信号对比单元21和肌电信号分析单元22的信息上传至云端，等待操作者输入控制信息；

云端信息输入单元42将控制结果传输至肌肉刺激控制单元52，在云端信息显示单元41接收到肌电信号对比单元21和肌电信号分析单元22的信息之后，操作者在设定时间内通过云端信息输入单元42将控制信息传输至肌肉刺激控制单元52，如果操作者未在设定时间内传输信息的话，则肌肉刺激控制单元52按照肌电信号储存单元31中肌电信息最接近的历史案例进行控制，并在输出刺激电流时降低电流强度，保证用户使用镇痛仪的满意度。

肌肉镇痛刺激模块6包括肌肉刺激输出单元61和肌肉刺激阻断单元62；

肌肉刺激输出单元61根据肌肉刺激控制单元52的信息输出刺激电流，肌肉刺激输出单元61对患者的肌体输出刺激电流，完成电疗；

肌肉刺激阻断单元62在感受到患者肌体电流发生不正常变化时阻断肌肉刺激输出单元61的输出，因为电流强度如果过强的话会对患者的肌体造成伤害，而放电原件在工作中会遇到沾水等问题，导致输出电流发生变化或者损坏，所以肌肉刺激阻断单元62对肌肉刺激输出单元61输出的电流强度进行实时监控，在肌肉刺激输出单元61输出的刺激电流过大或者电流不稳定时，直接切断对肌肉刺激输出单元61的供电，避免对患者机体造成伤害。

患者将镇痛仪安置在身上之后，肌电设备感应单元11对患者的挤出生理体征进行感应，以判断镇痛仪是否稳固的安装在患者身上，在肌电设备感应单元11感应的数值正常之后，肌电信号采集单元12开始对患者的肌电信息进行采集，并将采集的信息传输至肌电信号对比单元21，肌电信号对比单元21将肌电信号采集单元12的信息和肌电信号储存单元31中储存的信息进行对比，肌电信号分析单元22根据肌电信号对比单元21的信息和肌电信号储存单元31储存的患者肌体状态信息进行分析，肌电信号分析单元22得出治疗和镇痛所需要的合适电流强度，也就是在刺激电流储存单元32中找到和当前患者肌电信息最接近案例的刺激电流，肌电信号判断单元51对刺激电流的强度进行判断，保证刺激电流处于安全范围内，肌肉刺激控制单元52将通过肌电信号判断单元51的刺激电流信息输入至肌肉刺激输出单元61，肌肉刺激输出单元61对患者肌体释放刺激电流，达到镇痛的效果，在肌肉刺激输出单元61工作时，肌电信号采集单元12实时采集患者的肌电信息，如果患者的肌电信息不正常，则控制肌肉刺激控制单元52停止刺激电流，同时肌肉刺激阻断单元62对肌肉刺激输出单元61的电流强度进行监控，避免因肌肉刺激输出单元61损害导致电流过大或者过小，保证镇痛的效果；在肌电信号采集单元12采集的肌电信息和肌电信号储存单元31中储存的肌电信息没有接近可以对比时，将肌电信号采集单元12的信息传输至云端信息显示单元41，操作者在云端根据肌电信号采集单元12的信息对刺激电流的强度进行设置，并通过云端信息输入单元42将控制信息传输至肌电信号判断单元51，在经过肌电信号判断单元51的判断之后肌肉刺激控制单元52控制肌肉刺激输出单元61释放刺激电流；在该镇痛仪工作的过程中，肌电信号储存单元31和刺激电流储存单元32将患者的肌电信息和释放的刺激电流信息进行实时储存，便增加数据库的数据量，便于后期对其他患者进行治疗。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.基于肌电信号采集和中频电刺激的镇痛仪，其特征在于：包括电信号采集模块（1）、肌电信息处理***、云端处理模块（4）和肌肉镇痛刺激模块（6）；

所述电信号采集模块（1）用于对患者的肌肉电流信息进行实时采集；

所述肌电信息处理***根据电信号采集模块（1）采集的信息对患者的肌肉情况进行分析；

所述云端处理模块（4）根据肌电信号采集模块（1）和肌电信息处理***的信息对肌电信息处理***进行调整；

所述肌肉镇痛刺激模块（6）采用肌电信息处理***的分析结果对患者进行电流刺激治疗。

2.根据权利要求1所述的基于肌电信号采集和中频电刺激的镇痛仪，其特征在于：所述电信号采集模块（1）包括肌电设备感应单元（11）和肌电信号采集单元（12）；

所述肌电设备感应单元（11）用于感应患者的基础生理信息，并将感应结果传输至肌电信号采集单元（12）；

所述肌电信号采集单元（12）对患者的肌肉电流信息进行实时采集。

3.根据权利要求2所述的基于肌电信号采集和中频电刺激的镇痛仪，其特征在于：所述肌电信息处理***包括电信号分析模块（2）、信息储存模块（3）和肌肉刺激决断模块（5）；

所述电信号分析模块（2）用于对肌电信号采集单元（12）采集的信息进行分析；

所述信息储存模块（3）将所有患者的肌电信息进行储存；

所述肌肉刺激决断模块（5）根据肌电信号采集单元（12）和信息储存模块（3）的信息对肌肉镇痛刺激模块（6）进行控制。

4.根据权利要求3所述的基于肌电信号采集和中频电刺激的镇痛仪，其特征在于：所述电信号分析模块（2）包括肌电信号对比单元（21）和肌电信号分析单元（22）；

所述肌电信号对比单元（21）将肌电信号采集单元（12）中患者的肌电信息和信息储存模块（3）中储存的肌电信息进行对比，所述肌电信号对比单元（21）采用肌电对比算法进行计算；

所述肌电信号分析单元（22）根据肌电信号对比单元（21）的对比结果对患者的肌体状态进行分析，所述肌电信号分析单元（22）采用肌体状态分析算法进行分析。

5.根据权利要求4所述的基于肌电信号采集和中频电刺激的镇痛仪，其特征在于：所述肌电对比算法的步骤如下：

；

；

…×/>

；

当

∈k时，则表示A和B的肌电信息接近；当/>

∉k时，则表示A和B的肌电信息不接近；A表示当前患者各个阶段肌电电流的集合；B表示肌电信号储存单元（31）中储存案例的各个阶段肌电电流的集合；/>

表示A代表患者各个阶段肌电电流和B代表患者各个阶段肌电电流的整体比值；k表示A代表患者各个阶段肌电电流和B代表患者各个阶段肌电电流相似时的整体比值。

6.根据权利要求4所述的基于肌电信号采集和中频电刺激的镇痛仪，其特征在于：所述肌体状态分析算法的步骤如下：

①、将肌电信号对比单元（21）的对比结果输入信息储存模块（3）中，寻找肌电信息最接近的若干案例；

②、将该患者的历史肌电信息和①中若干案例患者的历史肌电信息进行对比；

③、将②中对比结果最接近的案例作为该患者的对照组，案例中患者的肌体状态变化作为当前患者的肌体状态预测案例；

④、随着治疗的深入，在③中当前患者的肌电信息和案例患者的肌电信息发生较大变化时，通过①进行新一轮的对比。

7.根据权利要求4所述的基于肌电信号采集和中频电刺激的镇痛仪，其特征在于：所述信息储存模块（3）包括肌电信号储存单元（31）和刺激电流储存单元（32）；

所述肌电信号储存单元（31）用于对所有患者的肌电变化信息进行储存；

所述刺激电流储存单元（32）将治疗患者的刺激电流信息进行储存。

8.根据权利要求3所述的基于肌电信号采集和中频电刺激的镇痛仪，其特征在于：所述肌肉刺激决断模块（5）包括肌电信号判断单元（51）和肌肉刺激控制单元（52）；

所述肌电信号判断单元（51）根据肌电信号采集单元（12）的信息对患者的肌电信息是否安全进行判断；

所述肌肉刺激控制单元（52）用于根据肌电信号判断单元（51）的判断结果对刺激电流进行控制。

9.根据权利要求8所述的基于肌电信号采集和中频电刺激的镇痛仪，其特征在于：所述云端处理模块（4）包括云端信息显示单元（41）和云端信息输入单元（42）；

所述云端信息显示单元（41）用于将肌电信号对比单元（21）和肌电信号分析单元（22）中的信息上传至云端；

所述云端信息输入单元（42）将控制结果传输至肌肉刺激控制单元（52）。

10.根据权利要求9所述的基于肌电信号采集和中频电刺激的镇痛仪，其特征在于：所述肌肉镇痛刺激模块（6）包括肌肉刺激输出单元（61）和肌肉刺激阻断单元（62）；

所述肌肉刺激输出单元（61）根据肌肉刺激控制单元（52）的信息输出刺激电流；

所述肌肉刺激阻断单元（62）在感受到患者肌体电流发生不正常变化时阻断肌肉刺激输出单元（61）的输出。

Images