[发明专利]一种用于骨整合的多传感采集及控制系统

权利要求书

1.一种用于骨整合的多传感采集及控制系统，其特征在于，包括：生理信号采集系统、放大滤波系统、陀螺仪系统、采集模块、控制器、驱动模块和假体电机；

所述生理信号采集系统与所述放大滤波系统连接，将采集大腿截肢患者的相关肌肉信号进行放大滤波处理；

所述生理信号采集系统包括多组采集组件；每一组采集组件均包括：植入式微丝电极和导线；

多组所述采集组件的植入式微丝电极分别用于对应采集大腿截肢患者的伤腿坐骨神经信号、伤腿肌肉信号、对侧大腿肌肉信号和对侧小腿肌肉信号，并通过各自对应的导线传输到所述放大滤波系统；

所述放大滤波系统和陀螺仪系统均与所述采集模块连接；

所述采集模块、控制器、驱动模块和假体电机顺序连接；

所述采集模块将放大滤波处理后的相关肌肉信号及陀螺仪系统采集的残腿运动角度数据转换为数字信号，并传输给所述控制器；在控制器中，不仅存储了上一次接收的数字信号，还包括新接收的信号，根据和目标电极角度的预设值数字信号的比较，在反馈算法迭代控制结果，接着控制电机，使新接收信号情况趋近预设值的信号情况，从而实现骨整合电机的合适运动；

所述放大滤波系统包括多路放大滤波电路；所述放大滤波电路的数量与所述采集组件的数量相同；

每一路放大滤波系统均包括顺序连接的差分采样电路、采样滤波电路、双T陷波电路和二级放大电路；

其中，差分采样电路与对应的所述采集组件中的导线连接；

所述采样滤波电路包括：第三运算放大器以及若干电容电阻器件；本滤波部分带宽5kHz；

输入端连接一个电阻的一端、所述电阻的另一端通过一个RC电路到节点2-2，同时通过一个电容连接到节点2-3；

所述节点2-2连接到第三运算放大器的正极；所述节点2-3连接到第三运算放大器的负极；第三运算放大器的输出端具有节点2-4；

所述节点2-4连接节点2-3，同时通过一个电阻后作为采样滤波电路的输出端。

2.根据权利要求1所述的一种用于骨整合的多传感采集及控制系统，其特征在于，所述植入式微丝电极包括：

三根独立的软微丝和分别与其对应的三个卡夫电极；所述卡夫电极用于采集神经束不同位置的电平，经转换成神经信号。

3.如权利要求1所述的一种用于骨整合的多传感采集及控制系统，其特征在于，所述陀螺仪系统采用MPU6050陀螺仪模块。

4.如权利要求1所述的一种用于骨整合的多传感采集及控制系统，其特征在于，所述差分采样电路包括第一运算放大器和第二运算放大器、以及连接在第一运算放大器与第二运算放大器之间的若干电容电阻器件；

其中，第一运算放大器的-IN端和+IN端分别与对应采集组件的两根导线连接，第二运算放大器的OUT端与对应采集组件的第三根导线连接；

所述第一运算放大器的OUTPUT端连接所述采样滤波电路。

5.如权利要求1所述的一种用于骨整合的多传感采集及控制系统，其特征在于，所述双T陷波电路包括：第四运算放大器以及若干电容电阻器件；

输入端通过两个电阻连接到节点3-3，同时通过两个电容连接到节点3-3，所述两个电阻与两个电容并联；在所述两个电阻中间的节点3-1通过一个电容接地；所述节点3-3连接所述第四运算放大器的正极；

在所述两个电容中间为节点3-2，通过一个电阻连接到节点3-4；所述节点3-4一端连接所述第四运算放大器的负极，另一端连接在所述双T陷波电路的输出端；所述第四运算放大器的输出端作为所述双T陷波电路的输出端。

6.如权利要求1所述的一种用于骨整合的多传感采集及控制系统，其特征在于，所述二级放大电路包括第五运算放大器及若干电容电阻器件；

输入端连接在所述第五运算放大器的正极，所述第五运算放大器的负极作为节点4通过一个电阻接地，并通过一个电阻连接在输出端；所述输出端连接在所述第五运算放大器的输出端。