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智能可穿戴肌电桥

发布时间:2018-10-30来源:南京生物材料与医疗器械研究所访问次数:276

智能可穿戴肌电桥

项目简介

智能可穿戴肌电桥系统(如图1所示)使用机器学习方式对上肢腕屈、腕伸、指伸和抓握四种动作进行训练并实时识别,并使用sEMGsurface Electromyography)信号时域特征的刺激参数调控算法,实现更接近于人体自身运动控制方法的对侧控制功能性电刺激。

1 智能可穿戴肌电桥原型系统(左侧为探测识别腕带,右侧为刺激腕带)

  

系统由探测识别臂环(图1左所示)和刺激臂环(图1右所示)组成,其中探测臂环其内部有8通道sEMG探测电路,其具有体积小、功耗低、噪声低、共模抑制比高、可以快速贴附和使用方便等优点,臂环使用高计算能力ARM微处理器完成线性判别分析模型的训练和基于sEMG信号的肢体动作模式识别以及刺激参数生成。刺激臂环使用时分复用的技术能输出四路双向非对称FES。臂环之间采用低功耗蓝牙进行数据通信和控制。

相比于现有传统功能电刺激康复技术只能完成单一动作训练,该智能肌电桥系统可以一次识别多种复杂动作(如图2所示),可为偏瘫患者同时上肢和手部运动功能提供更多选择和方便。而且还可适用于瘫痪早期康复训练,能完成上肢腕屈、腕伸、指伸、抓握四种康复训练中常见动作,通过自主意识控制FES,能增加康复效果。

2 左边控制人肢体带动右边受控人肢体进行腕屈、腕伸、指伸和抓握四种动作的桥接实验

  

技术指标

探测臂环

尺寸

伸缩

19~35cm

重量

  

厚度

  

材质

配色

外壳

亲肤塑料

电极

纯银

弹性带

黑色橡筋

传感

信号

8通道sEMG

放大倍数

1200

通信

蓝牙

4.0

采样率

1kHz

识别手势

四类

充电电压

DC5V±10%

环境温度

0°C ~ +40°C

功耗

最大200mW

  

刺激臂环

控制手势

指伸

腕伸

抓握

腕屈

输出电流

最大输出电流33mA±10%连续可调

(在基准负载下无感电阻1k±5%)

输出通道

4

充电电压

DC12V±10%

脉冲宽度

0.5ms±10%

工作频率

0~65Hz±10%

(与肌电动作电位发放脉冲频率同步)

输出激励电压

60V±10%

  

应用领域

本产品具有体积小,功耗低,携带使用方便等优点,主要面向家庭或社区肢体瘫痪康复治疗,也可用于医生出诊时便携的上肢运动康复仪器,能对上肢偏瘫患者进行手腕部四种动作的康复训练。