阅读说明：本技术 可穿戴电刺激装置及包括其的控制系统 (Wearable electric stimulation device and control system comprising same ) 是由 蒋郭清 管云开 陆彬彬 于 2018-08-28 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种可穿戴电刺激装置及包括其的控制系统,其中,可穿戴电刺激装置包括：多个电刺激产生模块,用于产生电刺激信号；多个贴片电极,与所述电刺激产生模块电连接并用于将所述电刺激信号传输至人体；控制模块,与所述电刺激产生模块电连接并用于设置多个所述电刺激产生模块的工作模式,所述工作模式包括单组工作模式和多组工作模式。在本发明中,产生的多路电刺激信号经由多个贴片电极可以对人体多处部位输出电刺激,既可以通过两个贴片电极释放电刺激信号,也可以通过两两贴片电极释放电刺激信号,也可以通过交叉连接的两两贴片电极释放电刺激信号,进而在临床治疗和康复工程中,取得较佳的治疗效果。(The invention discloses a wearable electrical stimulation device and a control system comprising the same, wherein the wearable electrical stimulation device comprises: the plurality of electrical stimulation generation modules are used for generating electrical stimulation signals; the patch electrodes are electrically connected with the electric stimulation generating module and are used for transmitting the electric stimulation signals to a human body; and the control module is electrically connected with the electric stimulation generation module and is used for setting working modes of the plurality of electric stimulation generation modules, and the working modes comprise a single-group working mode and a plurality of groups of working modes. In the invention, the generated multi-path electrical stimulation signals can output electrical stimulation to multiple parts of a human body through the plurality of patch electrodes, the electrical stimulation signals can be released through the two patch electrodes, the electrical stimulation signals can be released through every two patch electrodes which are in cross connection, and further, better treatment effects can be obtained in clinical treatment and rehabilitation engineering.)

可穿戴电刺激装置及包括其的控制系统

技术领域

本发明涉及医疗设备技术领域，尤其涉及一种可穿戴电刺激装置及包括其的控制系统。

背景技术

目前，在临床治疗以及康复工程中，电刺激疗法是常用的治疗方法。通常的电刺激装置仅具有两个传输电刺激的通道，难以对人体多处输出电刺激，功能单一，治疗效果欠佳。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中电刺激装置仅具有两个通道的缺陷，提供一种可穿戴电刺激装置及包括其的控制系统。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种可穿戴电刺激装置，其特点在于，所述可穿戴电刺激装置包括：

多个电刺激产生模块，用于产生电刺激信号；

多个贴片电极，与所述电刺激产生模块电连接并用于将所述电刺激信号传输至人体；

控制模块，与所述电刺激产生模块电连接并用于设置多个所述电刺激产生模块的工作模式，所述工作模式包括单组工作模式和多组工作模式。

较佳地，所述电刺激产生模块包括H桥电路，所述H桥电路包括：

多个电极端口，每一所述电极端口分别连接至一所述贴片电极；

两个二极管，其中，一二极管串联在所述H桥电路左臂的两个三极管之间，另一二极管串联在所述H桥电路右臂的两个三极管之间。

较佳地，所述电刺激产生模块包括H桥电路，所述H桥电路包括：

多个电极端口，每一所述电极端口分别连接至一所述贴片电极；

至少一个电阻，每一所述电阻的两端分别连接至所述H桥电路中的一个三极管的基极和发射极。

较佳地，所述电刺激产生模块包括H桥电路，所述H桥电路包括：

多个电极端口，每一所述电极端口分别连接至一所述贴片电极；

所述可穿戴电刺激装置还包括：

开关模块，所述开关模块的一端连接至一电刺激产生模块中的一电极端口，所述开关模块的另一端连接至另一电刺激产生模块中的一电极端口。

较佳地，所述可穿戴电刺激装置还包括贴片电极脱落检测模块，所述贴片电极脱落检测模块与所述电刺激产生模块电连接并用于检测贴片电极是否从人体上脱落。

较佳地，所述贴片电极脱落检测模块包括脱落检测电路，所述脱落检测电路包括：一三极管、一脱落检测输入端口、一脱落检测输出端口；

所述脱落检测输入端口分别连接至所述三极管的基极以及所述电刺激产生模块中用以传递电刺激信号的回路；

所述脱落检测输出端口分别连接至所述三极管的集电极以及所述控制模块。

较佳地，所述可穿戴电刺激装置还包括：

电池，用于向所述控制模块供电；

和/或，Type-C接口、Micro USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)接口、USB接口中的任意一种，经由所述Type-C接口或Micro USB接口或USB接口，所述贴片电极与所述电刺激产生模块电连接；

和/或，升压模块，用于向所述电刺激产生模块提供目标电压；

和/或，按键模块，与所述控制模块电连接并用于设置所述工作模式；

和/或，语音模块，与所述控制模块电连接并用于播放语音内容，所述语音内容包括质检结果、低电量预警、贴片电极脱落预警中的至少一种。

较佳地，当所述可穿戴电刺激装置包括升压模块时，所述可穿戴电刺激装置还包括升压检测模块，所述升压检测模块与所述升压模块电连接并用于判断所述升压模块的输出电压与所述目标电压之间的差值是否在阈值范围内；

当所述可穿戴电刺激装置包括电池时，所述可穿戴电刺激装置还包括充电模块，所述充电模块用于对所述电池进行充电；和/或，所述可穿戴电刺激装置还包括电池电量检测模块，所述电池电量检测模块用于检测所述电池的电量是否低于阈值电量。

一种可穿戴电刺激装置的控制系统，其特点在于，所述控制系统包括移动终端以及上述任一种可穿戴电刺激装置；

所述移动终端和所述控制模块通信连接；

所述移动终端用于向所述控制模块发送工作模式设置指令；

所述控制模块用于根据所述工作模式设置指令设置多个所述电刺激产生模块的工作模式。

较佳地，当所述可穿戴电刺激装置包括开关模块时，所述移动终端用于根据所述工作模式设置指令控制所述开关模块的通断。

本发明的积极进步效果在于：本发明的可穿戴电刺激装置包括多个电刺激产生模块，产生的多路电刺激信号经由多个贴片电极可以对人体多处部位输出电刺激，从而本发明的可穿戴电刺激装置既可以通过两个贴片电极释放电刺激信号，也可以通过两两贴片电极释放电刺激信号，也可以通过交叉连接的两两贴片电极释放电刺激信号，进而在临床治疗和康复工程中，取得较佳的治疗效果。

附图说明

图1为根据本发明实施例1的可穿戴电刺激装置的模块示意图。

图2为根据本发明实施例1的可穿戴电刺激装置的H桥电路图。

图3为根据本发明实施例1的可穿戴电刺激装置的脱落检测电路图。

图4为根据本发明实施例1的可穿戴电刺激装置的升压电路图。

图5为根据本发明实施例2的可穿戴电刺激装置的控制系统的模块示意图。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例1

本实施例提供一种可穿戴电刺激装置，图1示出了本实施例的模块示意图。参见图1，本实施例的可穿戴电刺激装置1包括电刺激产生模块101、贴片电极102、控制模块103、开关模块104、贴片电极脱落检测模块105、升压模块106、按键模块107、语音模块108、升压检测模块109、充电模块110、电池电量检测模块111、电池112。

其中，电刺激产生模块101用于产生电刺激信号。贴片电极102与电刺激产生模块101电连接，用于将电刺激信号传输至人体。控制模块103与电刺激产生模块101电连接并设置其工作模式。电池112用于向控制模块103供电。

具体地，本实施例的可穿戴电刺激装置1可以包括4个电刺激产生模块101和8个贴片电极102，其中，每一电刺激产生模块101可以包括一H桥电路。图2示出了本实施例中H桥电路图，其中，端口EN1和EN2分别连接至控制模块103，三极管Q11的集电极连接至电极端口T_1A，三极管Q12集电极连接至电极端口T_1B，电极端口T_1A、T_1B分别连接至一贴片电极102。当电极端口T_1A、T_1B对应的贴片电极102贴附到人体时，H桥电路产生电刺激信号，在电极端口T_1A、T_1B对应的贴片电极102贴附的人体部位之间进行电刺激。

参见图2，H桥电路还包括有二极管D11和D12。其中，二极管D11的阳极连接至三极管Q11的集电极，阴极连接至三极管Q13的发射极，能够防止三极管Q13处电流逆向的发生。二极管D12的阳极连接至三极管Q12的集电极，阴极连接至三极管Q14的发射极，能够防止三极管Q14处电流逆向的发生。

参见图2，H桥电路还包括电阻R11和R12，其中，电阻R11的两端分别连接至三极管Q13的基极和发射极，电阻R12的两端分别连接至三极管Q14的发射极和基极。当关闭包括电极端口T_1A、T_1B的H桥电路时，电阻R13(诸如10KΩ)和R14(诸如10KΩ)处的电压较低(诸如3.3V)，由于本实施例包括多个贴片电极102，电极端口T_1A、T_1B处的电压容易受到贴附于人体上的其他贴片电极102的影响，从而，当电极端口T_1A或T_1B处接收到高电压时，会导致H桥被误开启，在本实施例中，电阻R11(诸如10KΩ)和R12(诸如10KΩ)的设置，则能够保证三极管Q13和Q14的可靠关断，避免H桥的误开启，进而确保本实施例的可穿戴电刺激装置1精确且稳定地工作。

在本实施例中，开关模块104的一端连接至电刺激产生模块101中的一电极端口(诸如T_1A)，另一端连接至另一电刺激产生模块101中的一电极端口(诸如T_2A，图中未示出)。那么，当开关模块104打开时，在电极端口T_1A、T_1B对应的贴片电极102贴附的人体部位之间进行电刺激；当开关模块104闭合时，在电极端口T_1A、T_1B对应的贴片电极102贴附的人体部位之间进行电刺激的同时，在电极端口T_2A、T_1B对应的贴片电极102贴附的人体部位之间也进行电刺激。应当理解，经由多个开关模块104的组合，能够实现对人体部位的多种电刺激方案，进而实现更为精细的刺激控制。

由此可知，在本实施例中，同一时间，既可以只有一个电刺激产生模块101在工作(也即，仅通过两个贴片电极102释放电刺激信号)，也可以有多个电刺激产生模块101分别在工作(也即，通过两两贴片电极102释放电刺激信号)，也可以有多个电刺激产生模块101交叉组合在一起工作(也即，通过交叉连接的两两贴片电极102释放电刺激信号)，从而，控制模块103设置的电刺激产生模块101工作模式既可以包括单组工作模式，也可以包括多组工作模式。

在本实施例中，8个贴片电极102经由Type-C接口与电刺激产生模块101的电极端口连接。就Type-C接口的公头而言，其接口的定义如下表所示：

表1

其中，A9、A4、B4、B9是输入电源管脚，A1、B1、A12、B12是地线管脚，将A11、B11，A10、B10，A8、B8，A7、B7，A6、B6，A5、B5，A3、B3以及A2、B2这8对信号管脚分别短路连接，进而引出8路信号线，分别与8个贴片电极102连接，以传输8路电刺激信号。此外，应当理解，Type-C接口的设置，可以支持对本实施例中电池112的充电，且无正反之分。

应当理解，在本实施例中，8个贴片电极102还可以经由Micro USB接口或者USB接口与电刺激产生模块101的电极端口连接，并且Micro USB接口或者USB接口的设置，也可以支持对本实施例中电池112的充电。

在本实施例中，贴片电极脱落检测模块105与电刺激产生模块101电连接并用于检测贴附于人体上的贴片电极102是否从人体上脱落。其中，贴片电极脱落检测模块105包括脱落检测电路，图3示出了脱落检测电路图。参见图3，脱落检测电路包括三极管Q2、脱落检测输入端口FD1、脱落检测输出端口FD2。其中，脱落检测输入端口FD1分别连接至三极管Q2的基极以及电刺激产生模块101中用以传递电刺激信号的回路，脱落检测输出端口FD2分别连接至三极管Q2的集电极以及控制模块103。

当有电流流经脱落检测输入端口FD1时，也即回路中相应的贴片电极102贴附于人体上，脱落检测输入端口FD2能够将电流传输至控制模块103，以表征贴片电极102并未发生脱落。而当没有电流流经脱落检测输入端口FD1时，也即并未形成电流回路，则控制模块103无法接收到来自脱落检测输入端口FD2的电流，以表征贴片电极102发生脱落。

此外，在脱落检测电路中，还包括用于稳定电路信号的二极管，以及减少信号误触发的一阶RC低通滤波电路。

在本实施例中，升压模块106用于向电刺激产生模块101提供目标电压(诸如50V)，升压模块106包括升压电路，图4示出了本实施例中升压电路图，其中，PWM接口连接至控制模块103，采用的2枚4.7UF/100V的电解电容来组成接近目标容量的电容，既保证了本实施例可穿戴电刺激装置1的轻薄，也避免耗费较高成本而采用高容量和高耐压的贴片电容。升压检测模块109与升压模块106电连接，用于判断升压模块106的输出电压与目标电压之间的差值是否在阈值范围内，具体地，可以经由电阻分压的方式对输出电压进行检测，继而进行负反馈调节促使升压模块106输出目标电压。

在本实施例中，电池电量检测模块111用于检测电池112的电量是否低于阈值电量(可以根据具体应用进行自定义设置)，若低于阈值电量，则需要对本实施例的可穿戴电刺激装置1进行保护。

在本实施例中，电池112可以采用聚合物锂电池，充电模块110用于对电池112进行充电，具体地，可以将充电电流设置在0.5C，例如，电池容量C为1000mA，那么充电电流是500mA，以避免因为充电电流过大而导致电池112故障。

在本实施例中，语音模块108与控制模块103电连接，用于播放语音内容。具体地，在本实施例可穿戴电刺激装置1的生产制造过程中，包括但不限于可以对生产测试过程中出现问题时进行质检结果的播报，或者在应用过程中，包括但不限于当上述电池112的电量低于阈值电量时进行低电量预警的播报，或者当贴片电极102从人体脱落时进行贴片电极脱落预警的播报。

在本实施例中，按键模块107与控制模块103电连接，可以用于设置电刺激产生模块101的工作模式，具体地，可以对H桥电路进行切换。

在本实施例中，还可以包括与控制模块103电连接的IO扩展模块，以使本实施例可穿戴电刺激装置1具有足够的IO接口进而实现多种功能，并减少嵌入式固件的开发难度。此外，还可以包括诸如指示灯的指示模块，以对本实施例可穿戴电刺激装置1的电池112的电量，或者贴片电极102是否脱落，或者电刺激产生模块101的工作模式等进行指示。

本实施例的可穿戴电刺激装置可以适用于电刺激腹部等人体部位的肌肉，其包括多个电刺激产生模块，产生的多路电刺激信号经由多个贴片电极可以对人体多处部位输出电刺激，从而本实施例的可穿戴电刺激装置既可以通过两个贴片电极释放电刺激信号，也可以通过两两贴片电极释放电刺激信号，也可以通过交叉连接的两两贴片电极释放电刺激信号，进而在临床治疗和康复工程中，取得较佳的治疗效果。

实施例2

本实施例提供一种可穿戴电刺激装置的控制系统，图5示出了本实施例的模块示意图。参见图5，本实施例的控制系统包括移动终端2以及实施例1中的可穿戴电刺激装置1。

具体地，在本实施例中，可穿戴电刺激装置1的控制模块103可以基于蓝牙SOC(System on Chip，片上系统)，并与移动终端2通信连接。

移动终端2可以用于向控制模块103发送开始工作指令，控制模块103根据该开始工作指令后则开始进行工作。

移动终端2还可以用于向控制模块103发送工作模式设置指令，控制模块103可以根据该工作模式设置指令设置电刺激产生模块101的工作模式，进一步地，可以根据该工作模式设置指令设置开关模块104的通断，实现工作模式的切换。

应当理解，移动终端2和控制模块103交互的信息不限于上述内容，还可以包括电池112的电量，贴片电极102是否脱落等。

本实施例的可穿戴电刺激装置的控制系统，基于移动终端，可以实现对与其通信连接的可穿戴电刺激装置的外部控制，操作方便，并且能够获得移动终端和可穿戴电刺激装置之间交互的多种信息。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。