[发明专利]一种经皮刺激仪及其增强人体手部精细动作水平的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用人体感觉系统中的随机共振现象增强手部精细动作水 平的方法，特别是涉及一种通过给予手部一定量的电流或者振动噪声刺激，从 而提升手指精细动作水平的装置和方法。

背景技术

手部精细动作是以触觉为基础的一种复杂动作，是人类生活的基础。但是 随着年龄的增长的影响，手部精细动作水平也会降低。另外，在某些特殊行业 或者领域中，比如需要操作精密仪器的工人和实施手术的大夫，手部精细动作 水平的高低直接决定了工作完成的质量。一般的改善精细动作的办法需要通过 长期的训练和锻炼，又费时又费力。目前尚未有快速改善人体手部精细动作的 方法和装置。

发明内容

本发明的目的是针对人们急需改善人体手部精细动作水平这一问题而提供 一种经皮刺激仪及其增强人体手部精细动作水平的方法。

在某些非线性系统中，噪声能够起到放大微弱信号的作用，这种现象被称 之为随机共振现象。人体神经系统中广泛存在随机共振现象，并且这种现象已 经被用来增强或弥补人体感觉功能。为达到上述目的，本发明利用人体感觉系 统中的随机共振现象来增强手部精细动作水平。

根据随机共振现象产生所需的条件，首先开发增强人体感觉功能的经皮刺 激仪。该经皮刺激仪产生的白噪声电流刺激或者机械噪声刺激，施加在人体皮 肤上，通过降低人体感觉阈值，从而起到增强手部精细动作水平。本发明采用 下位机与上位PC机进行交互，由下位机控制产生随机的白噪声信号，通过电压 -电流转换电路或者电压-振动转换装置，来产生白噪声电流刺激或机械噪声刺 激。

为实现上述目的，本发明采取的具体技术方案如下：该经皮刺激仪主要包 括上位PC机、单片机、显示模块、模拟/数字转换器、数字/模拟转换器、信号 调整电路、噪声刺激装置和反馈电路，所述信号调整电路含有幅值调整电路， 所述反馈电路含有RMS/DC转换电路；所述PC机、显示模块、模拟/数字转换器 和数字/模拟转换器分别与单片机电连接，反馈电路的RMS/DC转换电路与模拟/ 数字转换器电连接，信号调整电路与数字/模拟转换器、噪声刺激装置分别电连 接。

进一步地，本发明所述噪声刺激装置包括电噪声刺激器，所述电噪声刺激 器含有电压/电流转换电路。

进一步地，本发明所述电噪声刺激器包括过流保护电路，过流保护电路与 电压/电流转换电路、反馈电路分别电连接。

进一步地，本发明所述噪声刺激装置包括振动噪声刺激器，所述振动噪声 刺激器含有相互电连接的振动驱动电路和振荡器，振动驱动电路与反馈电路电 连接。

进一步地，本发明所述信号调整电路还包括滤波电路和跟随电路，所述信 号调整电路的滤波电路、幅值调整电路和跟随电路依次串联。

进一步地，本发明所述反馈电路还包括滤波电路和放大电路，所述反馈电 路的滤波电路、放大电路和RMS/DC转换电路依次串联。

进一步地，本发明还包括控制按键，所述各控制按键分别通过单片机的I/O 口与单片机电连接。

使用本发明经皮刺激仪增强人体手部精细动作水平的一种方法主要包括如 下步骤：

(1)经皮刺激仪的上位PC机产生白噪声序列的数字信号，所述白噪声序 列的数字信号传输到单片机的数据存储器中进行保存；

(2)单片机把数据存储器中的白噪声序列的数字信号按时间间隔输出到数 字/模拟转换器转换成白噪声序列的模拟信号，该白噪声序列的模拟信号由信号 调整电路进行幅值调整处理，得到幅值可调的白噪声模拟信号；

(3)将所述幅值可调的白噪声模拟信号经过电压/电流转换电路转换成电 流刺激信号，所述电流刺激信号传送到附着于人体手部的电极以给予人体电噪 声刺激；

(4)根据反馈电路显示的由电噪声刺激导入人体的电流大小，使用心理物 理学方法测定得到人体手部电噪声感觉阈值；

(5)在人体手部完成精细动作的同时，给予手部所述感觉阈值的50％～80％ 的电噪声刺激以降低人体手部感觉阈限，从而增强手部精细动作水平。

使用本发明经皮刺激仪增强人体手部精细动作水平另一种方法主要包括如 下步骤：

(1)经皮刺激仪的上位PC机产生白噪声序列的数字信号，所述白噪声序 列的数字信号传输到单片机的数据存储器中进行保存；