阅读说明：本技术 一种适应不同人手臂尺寸的非侵入式多通道电极阵列 (Non-invasive multichannel electrode array suitable for different human arm sizes ) 是由 康晓洋 张学泽 赖志平 方涛 刘碧珊 王昶茹 王守岩 王洪波 张立华 于 2021-08-07 设计创作，主要内容包括：本发明属于医用器械技术领域,具体为一种适应不同人手臂尺寸的非侵入式多通道电极阵列。本发明多通道电极阵列包括：接口、柔性电路板、电极、引线、水凝胶贴片；接口可以通过转接线与不同的电生理工作站连接,可以进行表面肌电信号采集,也可以进行手功能康复训练。柔性电极阵列长度超出实际使用需求时,可以从尾端剪去多余部分,不影响电极阵列的性能。水凝胶贴片粘在柔性电极阵列的电刺激靶点电极上,并且贴有水凝胶贴片的一侧以环绕的方式贴在手臂皮肤上。本发明能够适配不同患者的手臂尺寸,实现个体快速穿戴,减少电极阵列使用前准备时间；可以适配不同的电生理工作站；安全性高,有利于患者康复。(The invention belongs to the technical field of medical instruments, and particularly relates to a non-invasive multi-channel electrode array suitable for different sizes of human arms. The multi-channel electrode array of the present invention comprises: the device comprises an interface, a flexible circuit board, electrodes, leads and a hydrogel patch; the interface can be connected with different electrophysiology workstations through the patch cord, can carry out surface electromyography signal acquisition, also can carry out hand function rehabilitation training. When the length of the flexible electrode array exceeds the actual use requirement, redundant parts can be cut off from the tail end, and the performance of the electrode array is not influenced. The hydrogel patch is adhered to the electrical stimulation target electrode of the flexible electrode array, and one side, to which the hydrogel patch is adhered, is adhered to the skin of the arm in a surrounding manner. The electrode array can be adapted to the sizes of the arms of different patients, so that the individual can wear the electrode array quickly, and the preparation time before the electrode array is used is reduced; different electrophysiology workstations can be adapted; high safety and is beneficial to the rehabilitation of patients.)

一种适应不同人手臂尺寸的非侵入式多通道电极阵列

技术领域

本发明属于医用器械技术领域，具体涉及适应不同人手臂尺寸的非侵入式多通道电极阵列。

背景技术

经过数10年的发展，研究人员已经研制了用于接触手臂肌肉组织的非侵入式多通道电极阵列，其发展过程主要是由单通道向多通道发展，提高了电极阵列的鲁棒性。但现阶段多通道功能性电刺激系统可穿戴性不强。

经过现有技术的检索发现，Marchis, C. De等人在 Journal ofNeuroEngineering and Rehabilitation 13 (2016)发表的“Multi-contact functionalelectrical stimulation for hand opening: electrophysiologically drivenidentification of the optimal stimulation site.”中提出了一种多通道电极阵列，其位置相对固定，无法适配不同手臂尺寸的使用者。而Crema, A等人在 IEEE Transactionson Neural Systems and Rehabilitation Engineering 26 (2018): 发表的“A WearableMulti-Site System for NMES-Based Hand Function Restoration.”中提到的一种多通道电极阵列也存在相同的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种穿戴便捷、适配性强的适应不同人手臂尺寸的非侵入式多通道电极阵列，以减轻临床医生的工作负担，更有利于患者康复。

本发明提供的适应不同人手臂尺寸的非侵入式多通道电极阵列，包括：接口、柔性电路板、电极、电极引线、水凝胶贴片；其中：

所述电极，布置于条带形式的柔性电路板上，以一行形式排布，组成电极阵列；其大小、相互间隔可以根据实际需求情况调整；

所述接口，位于条带形柔性电路板的一端，

所述电极引线，用于将电极所采集的信号引出；

所述水凝胶贴片，用于粘在柔性电极阵列的电刺激靶点电极上，并且贴有水凝胶贴片的一侧以环绕的方式贴在手臂皮肤上。

进一步地，所述接口与外设连接，可以通过转接线以不同的电生理工作站连接；例如，当与信号采集工作站连接时，可以进行表面肌电信号采集，当与电刺激器连接时，可以进行手功能康复训练。

进一步地，所述柔性电路板的长度为10-40 cm，宽度范围为0.5-4 cm。

进一步地，柔性电路板上挖有矩形槽，用于降低电极阵列结构刚度。

进一步地，为方便描述，从条带形柔性电路板的接口端开始，对电极阵列中电极从1开始依次编号， 比如，电极阵列中共有16个电极，则其序号依次为1，2，…，16。并且定义：多通道电极阵列接口端为首端，另一端为尾端。

基于目前比较常用的电生理工作站，最多可以同时与128个电极点进行信息交互，并结合人的手臂尺寸范围，电极直径范围可以为1-38 mm，相互间隔范围为2-20 mm，与柔性电路板长边距离范围为2.5-20 mm，首端电极与柔性电路板距离范围为10-50 mm，尾端电极与柔性电路板距离范围为2-40 mm。

所述电极引线，在电极阵列同侧的电极引线间距0.01-1 mm，电极阵列最外侧电极的引线距离柔性电路板近端长边距离范围为0.05-5 mm。

所述电极引线中，序号越大的电极引线越靠近外侧，这样的设计可以满足当柔性电极阵列长度超出实际使用需求时，可以从尾端剪去多余部分，并且不影响电极阵列的性能。

所述水凝胶贴片以环绕的方式贴在手臂皮肤上，与手臂轴线贴合夹角范围为0-90°。

本发明的有益效果：

1、本发明能够适配不同患者的手臂尺寸；

2、本发明采取条形阵列设计，可以实现个体快速穿戴，减少电极阵列使用前准备时间；

3、本发明采取条形阵列设计，可以适配不同的电生理工作站；

4、本发明安全性高，有利于患者康复。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是一种用于适应不同人手臂尺寸的非侵入式多通道电极阵列图示。

图中标号：1为接口 ，2为柔性电路板，3为电极，4为引线 ，5为水凝胶贴片。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“首端”、“尾端”、“长边”、“短边”、“环绕”、“长度”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

一种用于适应不同人手臂尺寸的非侵入式多通道电极阵列，该电极阵列包括：接口1、柔性电路板2、电极3、引线4、水凝胶5。所述接口1可以通过转接线与不同的电生理工作站连接，当与信号采集工作站连接时，可以进行表面肌电信号采集，当与电刺激器连接时，可以进行手功能康复训练。所述的电极电极3的大小、相互间隔可以根据实际需求情况修改，基于目前比较常用的电生理工作站最多可以同时与128个电极点进行信息交互，并结合人的手臂尺寸范围，规定电极直径范围为1-38 mm，相互间隔范围为2-20 mm，与柔性电极阵列长边距离范围为2.5-20 mm，首端电极与柔性电路板2距离范围为10-50 mm，尾端电极与柔性电路板2距离范围为2-40 mm，所述同侧引线间距0.01-1 mm，最外侧引线距离柔性电路板2近端长边距离范围为0.05mm-5mm。所述序号大的电极引线越靠近外侧，这样的设计可以满足当柔性电极阵列长度超出实际使用需求时，可以从尾端剪去多余部分，并且不影响电极阵列的性能。所述水凝胶贴片5粘在柔性电极阵列的电刺激靶点电极上，并且贴有水凝胶贴片5的一侧以环绕的方式贴在手臂皮肤上，与手臂贴合夹角范围为0-90°。

实施例1

将凝胶贴片贴在8条柔性电极阵列的电刺激靶点电极上，并将8条柔性电极阵列环绕在小臂上，使凝胶贴片5与皮肤充分接触，通过魔术贴将柔性电极阵列首尾连接，使柔性电极阵列与皮肤紧密贴合，两个水凝胶贴片电极作为地和参考贴在肱二头肌上，柔性电极阵列通过转接线与肌电信号采集器连接，通过上位机软件控制采集器来采集表面肌电信号。

实施例2

将凝胶贴片5贴在8条柔性电极阵列的电刺激靶点电极上，并将8条柔性电极阵列环绕在小臂上，使凝胶贴片5与皮肤充分接触，通过魔术贴将柔性电极阵列首尾连接，使柔性电极阵列与皮肤紧密贴合，两个水凝胶贴片5电极作为地和参考贴在肱二头肌上，柔性电极阵列通过转接线与电刺激器连接，通过上位机软件控制电生理信号工作站输出电刺激信号，进行手功能康复训练。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。