電子神經假體步態矯正和助行系統技術方案

本實用新型專利技術涉及一種電子神經假體步態矯正系統。本實用新型專利技術現有技術波形的刺激效果與患者的配合不佳，不能產生有效的刺激的問題其技術方案要點是：包括功能性刺激器、用于和人體相固定的綁帶和電極片，所述的電極片與所述的功能性刺激器電連接，所述的功能性刺激器與所述的綁帶活動連接，所述的電子神經假體步態矯正系統還包括無線足底步態傳感器，所述的無線足底步態傳感器與所述的功能性刺激器通訊連接。本實用新型專利技術通過檢測不同的步態信息給出不同的控制信號達到捕獲精確有效刺激時機，針對不同的使用者能夠給出不同的刺激信號，適合各種使用者和使用者的各個不同的階段。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術是一種步態矯正系統，特別是涉及一種電子神經假體步態矯正和助行系統。
技術介紹
由中樞神經系統損傷如中風、腦外傷、脊椎損傷和疾病、腦癱等導致的足下垂等異常步態，會嚴重影響患者的步行能力，甚至危及安全。研究表明導致這些異常步態的原發因素為肌肉失神經支配，即由于神經系統損失神經傳輸受阻導致肌肉無力或癱瘓。電子神經假體是利用功能性電刺激(FES)代替大腦發出的神經沖動，來支配控制失神經的肢體肌肉，達到肌肉活動來完成需要的生理功能。電子神經假體助行系統是通過功能性電刺激來代替腓總神經來支配脛前肌等活動完成足背屈動作，實現幫助行動不便的足下垂人士行走。中國專利公開號:CN101496748A，公開日2009年8月5日，公開了一種功能性電刺激FES助行人工神經假體裝置，包括依次相連的單片機、D/A轉換器、恒流源、波形翻轉單元、刺激電極，還包括與單片機相連的功能鍵、顯示單元，所述單片機連接到波形翻轉單元，所述恒流源連接為其供電的電源模塊。此技術方案雖然能夠產生刺激性的波形，但是此波形的刺激效果與患者的配合不佳，不能產生有效的刺激，導致此技術方案有較大的缺陷。
技術實現思路
本技術的目的是為解決現有技術波形的刺激效果與患者的配合不佳，不能產生有效的刺激的問題，提供一種通過功能性電刺激來代替腓總神經來支配脛前肌等活動完成足背屈動作，實現幫助行動不便的足下垂人士行走的電子神經假體步態矯正和助行系統。本技術解決其技術問題所采用的技術方案是:一種電子神經假體步態矯正和助行系統，包括功能性刺激器、用于和人體相固定的綁帶和電極片，所述的電極片與所述的功能性刺激器電連接，所述的功能性刺激器與所述的綁帶活動連接，所述的電子神經假體步態矯正和助行系統還包括無線足底步態傳感器，所述的無線足底步態傳感器與所述的功能性刺激器通訊連接。本技術中的無線足底步態傳感器可以檢測使用者的步態信息，通過檢測不同的步態信息給出不同的控制信號，針對不同的使用者能夠給出不同的刺激信號，適合各種使用者和使用者的各個不同的階段，其中，功能性刺激器起到，一是通過采集步態傳感器數據并結合算法，在特定步態時機即患足擺動相時，發出特定的功能性電刺激波形，刺激患者的神經肌肉以達到預期目的即產生足背屈幫助行走；二是具有記錄患者使用日志功能即記錄每天使用時間、刺激步行次數、行走距離等的作用。無線足底步態傳感器則起到檢測患足跟步態時機，并將預置步態時機信號發送給功能性刺激器。作為優選，所述的功能性刺激器為雙向平衡脈沖波功能性刺激器。雙向平衡脈沖波功能性刺激器在一個脈沖周期中能夠輸出包含正負兩種極性的波形，且正負電荷相等，保證了使用者可以進行長時間的使用，不會產生一般矯正儀器由于長時間輸出單極性的脈沖，導致人體皮膚和肌肉電解受到損傷的情況；同時本使用新型輸出的正負波形，可以為不對稱的波形，這樣就使得，每個脈沖周期中正向波形和負向波形對應使用者的刺激有了較大的不同，能夠更好地刺激使用者，對使用者的康復和治療有較好的效果。作為優選，所述的功能性刺激器由內置的電池及電源管理電路供電，包括時鐘電路、存儲器、人機交互裝置、升壓電路、處理器、無線通訊模塊、擺動傳感器、人體負載檢測電路和刺激控制電路，所述的無線通訊模塊、時鐘電路、存儲器、人機交互裝置和擺動傳感器均與所述的處理器電連接，所述升壓電路的輸入端與所述的電池及電源管理電路輸出端連接，所述升壓電路的輸出端與所述刺激控制電路的輸入端連接，所述刺激控制電路的輸出端與所述的電極片連接，所述刺激控制電路的監測端與人體負載檢測電路的輸入端連接，人體負載檢測電路的輸出端與處理器連接，所述刺激控制電路的控制端、升壓電路的控制端均與所述的處理器連接。這樣設置，保證了本技術中功能性刺激器可以與無線足底步態傳感器配合，通過擺動傳感器監測人腿的擺動加速度，整合多種參數與算法，達到完善脈沖波形刺激，滿足各種使用者不同醫療階段的需求。作為優選，所述的刺激控制電路包括輸出電流控制電路、H橋驅動電路和電流調節電路，所述的輸出電流控制電路的輸入端與處理器連接，所述H橋驅動電路的輸入端與所述輸出電流控制電路的輸出端連接，所述H橋的控制端與所述的處理器連接，所述H橋驅動電路的接地端通過電流調節電路接地，所述H橋驅動電路的輸出端與電極片連接，所述人體負載檢測電路的輸入端與所述電流調節電路電連接，所述電流調節電路的控制端與所述輸出電流控制電路的輸出端連接。這樣設置，可以控制雙相平衡波調制的脈寬、極性，能產生不同PWM來控制輸出電流的幅度，符合不同使用者的要求。作為優選，所述的電子神經假體步態矯正和助行系統還包括遙控設置連接器，所述的遙控設置連接器與所述的無線足底步態傳感器通訊連接，所述的遙控設置連接器還與功能性刺激器通訊連接。這樣設置，控器功能:遙控調節功能性刺激器的工作狀態與模式，此外，還可以與電腦或PDA相連接后，成為無線連接器，使電腦或PDA能與功能性刺激器無線通訊，從而通過管理設置軟件完成對功能性刺激器的相關屬性參數，具體為:刺激、步態屬性參數的設置，讀取功能性刺激器中的患者使用日志記錄。作為優選，所述的遙控設置連接器由遙控設置連接器內置的連接器電池及電源管理電路供電，包括連接器處理器、連接器無線通訊模塊、連接器人機交互裝置和USB-UART電路，所述的連接器無線通訊模塊、連接器人機交互裝置和USB-UART電路分別與所述的連接器處理器電連接。通過這樣連接的遙控設置連接器，結構簡單，功能強大，適合本技術在各種情況下的使用、遙控、傳輸數據。作為優選，所述綁帶的兩端設置有相互匹配的連接件，所述綁帶的正面開設有兩個對稱設置的固定袋，所述的固定袋的袋底開設有供連接電極片的連接線通過的通孔，所述的連接件為彈性連接件。這樣設置，綁帶可以隨意與患者的肢體進行固定，同時固定袋也可以對裝載本技術中的功能性刺激器，方便走線，使得電極片能更好地安裝。作為優選，所述綁帶的上緣為對稱的M形。這樣設置保證了綁帶能夠符合人體工學，確保了綁帶能夠適應使用者的左腿和右腿任意一處的損傷。本技術的實質性效果是:本技術通過檢測不同的步態信息給出不同的控制信號達到捕獲精確有效刺激時機，針對不同的使用者能夠給出不同的刺激信號，適合各種使用者和使用者的各個不同的階段，本技術的雙向平衡脈沖波功能性刺激器在一個脈沖周期中能夠輸出包含正負兩種極性的波形，且正負電荷相等，保證了使用者可以進行長時間的使用，不會產生一般矯正儀器由于長時間輸出單極性的脈沖，導致人體皮膚和肌肉電解受到損傷的情況同時本使用新型輸出的正負波形，可以為不對稱的波形，這樣就使得，每個脈沖周期中正向波形和負向波形對應使用者的刺激有了較大的不同，能夠更好地刺激使用者，對使用者的康復和治療有較好的效果。附圖說明圖1是本技術的一種電路方框圖；圖2是本技術中功能性刺激器的一種電路原理圖；圖3是本技術中綁帶的一種結構示意圖。圖中:1、功能性刺激器，2、無線足底步態傳感器，3、遙控設置連接器，4、終端，5、電極片，10、電池及電源管理電路，11、處理器，12、無線通訊模塊，13、人機交互裝置，14、擺動傳感器，15、人體負載檢測電路，16、刺激控制電路，17、BOOST升壓電路，18、RTC時鐘，1本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種電子神經假體步態矯正和助行系統，包括功能性刺激器、用于和人體相固定的綁帶和電極片，所述的電極片與所述的功能性刺激器電連接，所述的功能性刺激器與所述的綁帶活動連接，其特征在于：所述的電子神經假體步態矯正和助行系統還包括無線足底步態傳感器，所述的無線足底步態傳感器與所述的功能性刺激器通訊連接。

【技術特征摘要】
1.一種電子神經假體步態矯正和助行系統，包括功能性刺激器、用于和人體相固定的綁帶和電極片，所述的電極片與所述的功能性刺激器電連接，所述的功能性刺激器與所述的綁帶活動連接，其特征在于:所述的電子神經假體步態矯正和助行系統還包括無線足底步態傳感器，所述的無線足底步態傳感器與所述的功能性刺激器通訊連接。2.根據權利要求1所述的電子神經假體步態矯正和助行系統，其特征在于:所述的功能性刺激器為雙向平衡脈沖波功能性刺激器。3.根據權利要求1或2所述的電子神經假體步態矯正和助行系統，其特征在于:所述的功能性刺激器由內置的電池及電源管理電路供電，包括時鐘電路、存儲器、人機交互裝置、升壓電路、處理器、無線通訊模塊、擺動傳感器、人體負載檢測電路和刺激控制電路，所述的無線通訊模塊、時鐘電路、存儲器、人機交互裝置和擺動傳感器均與所述的處理器電連接，所述升壓電路的輸入端與所述的電池及電源管理電路輸出端連接，所述升壓電路的輸出端與所述刺激控制電路的輸入端連接，所述刺激控制電路的輸出端與所述的電極片連接，所述刺激控制電路的監測端與人體負載檢測電路的輸入端連接，人體負載檢測電路的輸出端與處理器連接，所述刺激控制電路的控制端、升壓電路的控制端均與所述的處理器連接。4.根據權利要求3所述的電子神經假體步態矯正和助行系統，其特征在于:所述的刺激控制電路包括輸出電流控制電路、H橋驅動電路和電流調節電路，所述的輸出電流控...

【專利技術屬性】
技術研發人員：岑利亞，潘洪濤，
申請(專利權)人：岑利亞，
類型：實用新型
國別省市：