[发明专利]一种平衡感觉替代装置

说明书

技术领域：

本发明涉及人体运动康复治疗技术领域，特别涉及一种平衡感觉替代装置。

背景技术：

前庭失衡是由于多种前庭障碍导致的前庭反馈丧失而引起的严重问题。前庭康复治疗通过正规训练接受来自视觉和本体感觉的代偿而使大脑能够逐渐适应前庭功能丧失，不过适应过程可能花费几个月或者几年，甚至有时候无法完成。

提供人工平衡功能的装置分为植入式和非植入式。植入式刺激器是侵入式的，需要外科手上以嵌入至患者皮肤下面。非植入式刺激器通常从外部置于皮肤，通过刺激皮肤中的感觉末梢起作用，大部分皮肤触觉感受的空间分辨率很差，而且干燥皮肤电阻很大，要想刺激到皮肤中的感觉末梢，就必须采用相当高的电压，不够安全。

发明内容：

(一)解决的技术问题

为了解决上述问题，本发明提供了一种平衡感觉替代装置，电极阵列在使用过程中置于舌头表面。

(二)发明内容

本发明提供了一种平衡感觉替代装置，包括感知头盔和电极阵列；

所述感知头盔内置电路板，所述电路板包括惯性测量单元、微处理器控制单元、电刺激发生电路以及电源；

所述电极阵列是呈“+”形分布的5个电极，中心电极对应头部正立，左电极对应头部左倾，右电极对应头部右倾，上电极对应头部后仰，下电极对应头部前倾；

所述感知头盔和所述电极阵列通过集成线束连接。

所述惯性测量单元用于感知头部状态，包括陀螺仪、加速度计、位置传感器、速度传感器中的一个或多个；

所述微处理器控制单元包括：I2C/SPI数字接口、输入指令寄存器、数字I/O、计时器和振荡器；所述微处理器控制单元处理来自所述惯性测量单元的数据以指示头部状态，并且控制所述电极阵列传递具有可调波形参数的电脉冲；

所述电刺激发生电路提供不含有直流分量的基准刺激电流。

所述微处理器控制单元通过所述数字I/O调制所述电刺激发生电路产生的基准刺激电流。

所述电极阵列在使用过程中置于舌头表面。

(三)有益效果

本发明提供了一种平衡感觉替代装置，是一种电极置于舌头表面的非植入式刺激器，舌头上的触觉感受空间分辨率很高，而且舌头一直处于充满电解质的环境中，可以和电极有良好的接触，只需很低的电压(相对于刺激指尖来说，只需要3％的电压)就能进行有效的刺激。同时该装置由微型电池独立供电，节能环保，安全可靠，便于移动使用。

附图说明：

图1为本发明所涉及的一种平衡感觉替代装置结构示意图。

图2为本发明所涉及的头部状态引起舌头上感觉的对应电极位置图。

图3为本发明所涉及的一种平衡感觉替代装置工作原理图。

图4为本发明所涉及的电刺激发生电路图。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明所涉及的实施例做进一步详细说明。

结合图1和图2，一种平衡感觉替代装置，包括感知头盔1和电极阵列2组成，感知头盔1和电极阵列2通过集成线束3连接。电极阵列2上的5个电极呈“+”分布，设定头部正立21’，对应中心电极21传递刺激信号；头部左倾22’，对应左电极22传递刺激信号；头部右倾23’，对应右电极23传递刺激信号；头部后仰24’，对应上电极24传递刺激信号；头部前倾25’，对应下电极25传递刺激信号。

结合图3，患者戴上感知头盔1，同时将电极阵列2置于舌头表面，内置于感知头盔1电路板上的惯性测量单元首先工作，惯性测量单元用于感知头部状态，包括陀螺仪、加速度计、位置传感器、速度传感器中的一个或多个。当患者头部处于上述五种状态之一时，惯性测量单元通过I2C/SPI数字接口将状态参数送至微处理器控制单元，微处理器控制单元可为任意型号单片机。微处理控制单元中的输入指令寄存器存储上述电极阵列对应头部状态信息，处理来自惯性测量单元的数据以指示头部状态，并且控制电极阵列传递具有可调波形参数的电脉冲。计时器和振荡器用于控制微处理器控制单元如I2C、SPI、I/O等外围接口的时序。微处理控制单元通过数字I/O调制电刺激发生电路产生的基准刺激电流，调制好的刺激脉冲电流通过集成线束3送至患者舌头表面的电极阵列2，使相应位置电极传递刺激信号至舌头表面对应区域，从而使患者感知头部状态。该装置可使用如纽扣电池等微型电池作为电源供电。