阅读说明：本技术 一种基于拮抗原理的穿戴式静止性震颤电子抑制装置 (Wearable static tremor electronic inhibition device based on antagonistic principle ) 是由 王志功 吕晓迎 王博多 于 2021-01-14 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种基于拮抗原理的穿戴式静止性震颤电子抑制装置,包括鹰眼式肌电信号探测三电极、肌电信号放大与处理单元、功能性电刺激信号生成单元、肌肉功能性电刺激电极对儿和可粘裹条带,鹰眼式肌电信号探测三电极和肌肉功能性电刺激电极固定在条带的反面,肌电信号放大与处理单元和功能性电刺激信号生成单元固定在条带的正面；鹰眼式肌电信号探测三电极用来探测引起肌肉震颤的主动肌运动神经动作电位信号,将其进行放大、处理并模式识别后,送入功能性电刺激信号生成单元,生成功能性电刺激信号,施加到定位于拮抗肌表面的肌肉功能性电刺激电极上,刺激拮抗肌做与主动肌方向相反的肢体动作,从而达到抵消主动肌的作用,消除肢体震颤的效果。(The invention discloses a wearable static tremor electronic inhibition device based on an antagonistic principle, which comprises three eagle eye type electromyographic signal detection electrodes, an electromyographic signal amplification and processing unit, a functional electrical stimulation signal generation unit, a muscle functional electrical stimulation electrode pair and a sticky wrapping strip, wherein the three eagle eye type electromyographic signal detection electrodes and the muscle functional electrical stimulation electrode are fixed on the back side of the strip, and the electromyographic signal amplification and processing unit and the functional electrical stimulation signal generation unit are fixed on the front side of the strip; the eagle eye type electromyographic signal detection three-electrode is used for detecting an action potential signal of an active muscle motor which causes muscle tremor, and after the action potential signal is amplified, processed and subjected to pattern recognition, the action potential signal is sent to a functional electrical stimulation signal generation unit to generate a functional electrical stimulation signal which is applied to a muscle functional electrical stimulation electrode positioned on the surface of an antagonistic muscle to stimulate the antagonistic muscle to do limb movement opposite to the direction of the active muscle, so that the effects of counteracting the active muscle and eliminating the limb tremor are achieved.)

一种基于拮抗原理的穿戴式静止性震颤电子抑制装置

技术领域

本发明属于康复医学和电子科学的交叉领域，涉及一种基于拮抗原理的穿戴式静止性震颤电子抑制装置。

背景技术

帕金森病患者的一种症状是静止性震颤，即静止时手、上下肢甚至全身产生频率为4～6Hz的节律性抖动，紧张时加重，而在诸如走路活动时，震颤减弱，睡眠时消失。静止性震颤的病因主要是神经系统的两大递质系统，即乙酰胆碱系统和多巴胺系统失衡所致。震颤给患者带来生理的不便、心理上的负担、生活质量的减低。目前，治疗静止性震颤的主要方法是使用一些抗帕金森的药物。然而，通常认为，作为帕金森综合症的静止性震颤目前尚难以通过药物治愈。对于药物控制震颤效果较差、严重影响生活质量的患者，通常建议进行脑深部电刺激，也称脑起搏器手术。虽然大部分患者通过手术可长期控制震颤，但脑部手术具有很大的创伤性，适用的患者数目有限。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种基于拮抗原理的穿戴式静止性震颤电子抑制装置，该装置轻巧、可隐藏且无创地抑制不同类型的静止性震颤。

技术方案：本发明的一种基于拮抗原理的穿戴式静止性震颤电子抑制装置，包括：鹰眼式肌电信号探测三电极、肌电信号放大与处理单元、功能性电刺激信号生成单元、肌肉功能性电刺激电极对儿和可粘裹的条带，鹰眼式肌电信号探测三电极和肌肉功能性电刺激电极分别固定在可粘裹条带的反面，并分别定位于粘裹后的主动肌和拮抗肌上；各电极的连接线均透过可粘裹的条带上的开孔露出可粘裹的条带的正面，肌电信号放大与处理单元和功能性电刺激信号生成单元均固定在可粘裹的条带的正面，鹰眼式肌电信号探测三电极的电极连接线均与肌电信号放大与处理单元连接，肌电信号放大与处理单元输出与功能性电刺激信号生成单元连接，功能性电刺激信号生成单元的输出端与肌肉功能性电刺激电极对儿的电极连接头连接；鹰眼式肌电信号探测三电极用来探测引起肌肉震颤的主动肌运动神经动作电位信号，肌肉功能性电刺激电极对儿用来将功能性电刺激脉冲施加到定位于拮抗肌的表面。

优选的，鹰眼式肌电信号探测三电极包括第一差动电极、第二差动电极和中位电极，中位电极为矩形贴片电极，其引线连接点直接设置在矩形贴片的中心，中位电极的引线连接点两侧的矩形贴片上开设有第一差动电极孔和第二差动电极孔，第一差动电极和第二差动电极的中间引线连接点分别透过第一差动电极孔和第二差动电极孔透出与主动肌接触。

优选的，肌电信号放大与处理单元用来对探测到的主动肌运动神经动作电位信号进行放大和处理。具体的：一是具有抑制由肌肉功能性电刺激电极在功能性电刺激信号生成单元激励下刺激拮抗肌产生的刺激伪迹的功能；二是具有静止性震颤肌电模式的识别功能。

优选的，功能性电刺激信号生成单元在输入的肌电信号模式控制下生成电荷平衡的非对称双相脉冲，以避免单相脉冲因电荷积累造成的肌体组织损伤。

优选的，肌肉功能性电刺激电极对儿的刺激头穿过可粘裹条带与拮抗肌接触。

优选的，可粘裹的条带采用衣服类纺织品材料制作，以保证其生物相容性和可穿戴特征。

有益效果：与现有技术相比，本发明的穿戴式静止性震颤电子抑制装置体积小、功耗低、工作安全、性能可靠、可穿戴、便于长期使用，能够实现有效抑制静止性震颤的功能，具有治疗效果、经济效益和社会效益。

附图说明

图1是本发明装置正面结构示意图；

图2是本发明装置反面结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做更进一步的解释。以下所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

如图1和图2所示，本发明的一种基于拮抗原理的穿戴式静止性震颤电子抑制装置，包括鹰眼式肌电信号探测三电极1、一个肌电信号放大与处理单元2、一个功能性电刺激信号生成单元3、一对儿肌肉功能性电刺激电极4和一条可粘裹条带5。鹰眼式肌电信号探测三电极1和肌肉功能性电刺激电极对儿4固定在可粘裹条带5的正面，其电极连接线透过固定在可粘裹条带5上的开孔露出与固定在可粘裹条带5正面的肌电信号放大与处理单元2和功能性电刺激信号生成单元3实现连接。可粘裹条带5的正面是朝外的面，即不与肌肉接触的一面；可粘裹条带5的反面是朝里的面，即与肌肉接触的一面；鹰眼式肌电信号探测三电极1用来探测引起肌肉震颤的主动肌运动神经动作电位信号，肌电信号放大与处理单元2用来对探测到的主动肌运动神经动作电位信号进行放大和处理，功能性电刺激信号生成单元3用来生成功能性电刺激脉冲，肌肉功能性电刺激电极用来将功能性电刺激脉冲施加到定位于拮抗肌的表面，刺激拮抗肌做与主动肌方向相反的肢体动作，从而达到抵消主动肌的作用，消除肢体震颤的效果。鹰眼式肌电信号探测三电极和肌肉功能性电刺激电极固定在可粘裹条带的朝里的反面以实现对主动肌肌电信号的探测和对拮抗肌的功能电刺激。可粘裹条带5采用衣服类纺织品材料制作，以保证其生物相容性和可穿戴特征。

鹰眼式肌电信号探测三电极1由第一差动电极11和第二差动电极12以及中位电极13构成，且中位电极13由中间开有两个孔的矩形柔性导电材料构成。第一差动电极11和第二差动电极12的引线连接点透过中位电极13上的两个开孔透出，中位电极13的引线连接点直接做在矩形柔性导电材料的中心。两差动电极的连接线均与可粘裹条带的窄边平行。第一差动电极11和第二差动电极12镶嵌在整体导电的中位电极13矩形片状材料的两个开孔内，用来探测引起肌肉震颤的主动肌运动神经动作电位信号。这种三电极结构具有抑制刺激伪迹的作用。

由鹰眼式肌电信号探测三电极1探测到的引起肌肉震颤的主动肌运动神经动作电位信号传入肌电信号放大与处理单元2进行放大、滤波和模式识别等信号处理后得到主动肌震颤性收缩的肌电信号，送入功能性电刺激信号生成单元3，生成适合拮抗肌功能性电刺激的电荷平衡双相电脉冲，通过第一肌肉功能性电刺激电极41和第二肌肉功能性电刺激电极42施加到拮抗肌上，诱发拮抗肌收缩，从而带动肢体产生与主动肌作用相反的动作，抑制或减弱肢体的震颤。

为了增强对静止性震颤的抑制效果，鹰眼式肌电信号探测三电极1与肌肉功能性电刺激电极对儿4之间的距离应保证它们包裹肢体后正好落在主动肌和拮抗肌上。