[发明专利]一种阵列式高密度表面肌电采集装置及肌电采集方法

说明书

本发明公开了一种阵列式高密度表面肌电采集装置，涉及肌电控制领域，包括阵列式高密度电极片、参考电极、多通道信号处理模块、电源模块、控制模块以及无线通信模块。还公开了一种肌电采集方法，包括：步骤1、安装电极片；步骤2、肌电信号预处理；步骤3、数字信号的通讯。本发明的肌电采集装置相比于现有技术体积更小、质量更轻、更易携带、操作更简单、放置灵活、使用体验更好、并能满足干电极或湿电极两种电极片的应用场景。

技术领域

本发明涉及肌电控制领域，尤其涉及一种阵列式高密度表面肌电采集装置及肌电采集方法。

背景技术

目前，肌电控制是假肢的主流控制手段之一，随着假肢技术的不断发展，患者对假肢的使用体验以及灵活性有了更高的要求，这就对控制信号源的采集与处理提供了更高的要求。

肌电信号是肌肉收缩时伴随的电信号，是在体表无创检测肌肉活动的重要方法。通过电极从肌肉表面采集神经肌肉生物电信号，并将其记录、放大、传导和反馈，从而进行肌肉功能的量化评定。它可以对所检查的肌肉进行工作状况、工作效率的量化，指导患者进行神经、肌肉功能训练。

然而，通常的肌电信号采集系统使用繁琐、造价较高，而且通常需要随身佩戴一个信息记录装置，还需要在皮肤上涂抹导电凝胶，使得患者体验较差。并且，对于多通道肌电电极，每个电极都需要配备相应的信号处理模块，通过导线与控制模块连接，这就使得整个肌电采集系统过于庞大，患者在测量过程中身上常常缠满了导线，不但影响运动，且运动过程中由于电极的移位对信号产生很大干扰。

现有技术还有待于进一步改进和提高。因此，本领域的技术人员致力于开发一种阵列式高密度表面肌电采集装置及肌电采集方法。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是如何解决肌电信号采集装置体积大、质量重、不易携带、操作繁琐、放置不灵活、使用体验较差、应用场景有限的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种阵列式高密度表面肌电采集装置，包括阵列式高密度电极片、参考电极、多通道信号处理模块、电源模块、控制模块以及无线通信模块。

进一步地，所述电极片包括规则排列的电极触点，以及在末端整齐排列的连接触点；所述电极触点与所述连接触点一一连接。

进一步地，在所述电极触点处涂抹导电凝胶，在非电极触点处贴上绝缘胶带，使得所述电极片被设置为工作在湿电极模式下。

进一步地，在所述电极片下方设置绑带，将干电极置于所述电极触点上方，在所述绑带下方使用螺钉将所述干电极、所述电极片和所述绑带固定连接在一起，使得所述电极片被设置为工作在干电极模式下。

进一步地，所述电极片通过所述连接触点与所述多通道信号处理模块连接；所述多通道信号处理模块与所述控制模块连接；所述无线通信模块与所述控制模块连接；所述电源模块与所述多通道信号处理模块、所述控制模块以及所述无线通信模块连接。

进一步地，所述多通道信号处理模块包括通道选择开关、前级放大器、工频陷波器、高通滤波器、低通滤波器、输出级放大器、电压抬升电路以及A/D转换芯片。

进一步地，所述通道选择开关采用数字信号控制通道信号是否通过，通道选择开关为高速开关。

进一步地，所述A/D转换芯片与所述控制模块通过SPI总线连接。

进一步地，所述电源模块为模拟电路部分提供±5V电压，为数字电路部分提供1.8V与5V电压，并且模拟电源和数字电源之间进行了模数隔离。

本发明还提供了一种表面肌电采集方法，应用阵列式高密度表面肌电采集装置，包括以下步骤：