[發明專利]一種呼吸動作反饋訓練系統

有效

• 申請號: 200910090047.0
• 申請日: 2009-07-30
• 公開（公告）號: CN101612466A
• 公開（公告）日: 2009-12-30
• 發明（設計）人: 李路明;吳斌;胡春華;吳萍;馬伯志;郝紅偉;谷志明
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: A63B23/18
• 分類號: A63B23/18;A61B5/00
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司
• 代理人: 朱 琨

1.呼吸動作反饋訓練系統，其特征在于，含有模擬壓力部、生理信號采集處理部和微控制器，其中：

模擬壓力部，包括：胸部加載裝置、腹部加載裝置、胸部加載砝碼和腹部加載砝碼，其中：

胸部加載裝置，下表面具有人體胸廓形狀，與胸部接觸表面粘接柔性材料，所述胸部加載砝碼用螺栓固定在所述胸部加載裝置上表面；

腹部加載裝置，下表面具有人體腹部形狀，表面粘接柔性材料，所述腹部加載砝碼用螺栓固定在所述腹部加載裝置上表面；

生理信號采集處理部，含有：肌電信號采集處理器、心電信號采集處理器、皮溫信號采集處理器、呼吸信號采集處理器，以及皮阻信號采集處理器，其中：

肌電信號采集處理器，含有：兩對肌電電極、輸入端和所述兩對肌電電極的輸出端相連的第一前置放大器、輸入端和所述第一前置放大器輸出端相連的第一高通濾波電路、輸入端和所述第一高通濾波電路輸出端相連的第一低通濾波電路、以及輸入端和所述第一低通濾波電路輸出端相連的第一主放大器；

心電信號采集處理器，含有：兩對心電電極、輸入端和所述兩對心電電極的輸出端相連的第二前置放大器、輸入端和所述第二前置放大器輸出端相連的第二高通濾波電路、輸入端和所述第二高通濾波電路輸出端相連的第二低通濾波電路、以及輸入端和所述第二低通濾波電路輸出端相連的第二主放大器；

皮溫信號采集處理器，含有依次串聯的皮溫傳感器、測量電橋、輸入放大器和第三主放大器；

呼吸信號采集處理器，含有：第一對呼吸電極、第二對呼吸電極、50KHz激勵信號輸出電路、第一放大檢波電路、第一濾波放大電路、150KHz激勵信號輸出電路、第二放大檢波電路、第二濾波放大電路和自動回零電路，其中：

第一對呼吸電極，輸入端和所述50KHz激勵信號輸出電路的第一輸出端相連，輸出端和所述第一放大檢波電路的第一輸入端相連，

第一放大檢波電路，第二輸入端和所述50KHz激勵信號輸出電路的第二輸出端相連，

第一濾波放大電路，輸入端和所述第一放大檢波電路的輸出端相連，

第二對呼吸電極，輸入端和所述150KHz激勵信號輸出電路的第一輸出端相連，輸出端和所述第二放大檢波電路的第一輸入端相連，

第二放大檢波電路，第二輸入端和所述150KHz激勵信號輸出電路的第二輸出端相連，

第二濾波放大電路，輸入端和所述第二放大檢波電路的輸出端相連，

自動回零電路，第一輸入端和所述第一濾波放大電路的輸出端相連，第二輸入端和所述第二濾波放大電路的輸出端相連，所述自動回零電路的控制信號輸出端同時與所述第一濾波放大電路、第二濾波放大電路這兩個濾波放大電路的控制信號輸入端相連，

皮阻信號采集處理器，含有：一對皮阻電極、直流激勵電源和信號檢測電路，所述一對皮阻電極的輸入端與所述直流激勵電源的輸出端相連，所述一對皮阻電極的輸出端與所述信號檢測電路的輸入端相連；

微控制器，集成有A/D轉換器，所述A/D轉換器的各輸入端分別與所述第一主放大器、第二主放大器、第三主放大器、第一濾波放大電路、第二濾波放大電路以及信號檢測電路的各對應輸出端相連，所述微控制器輸出的各數字信號經CAN收發器發送至上位機，所述微控制器和CAN收發器之間有一個光電隔離電路。

2.根據權利要求1所述的呼吸動作反饋訓練系統，其特征在于，所述胸部加載砝碼和所述腹部加載砝碼各分為5kg、2kg和1kg三種規格。

3.根據權利要求1所述的呼吸動作反饋訓練系統，其特征在于，所述肌電信號采集電處理器的信號總增益為300～2200，分辨率為12bit；

所述心電信號采集處理器的總增益為37.5～300，分辨率為12bit；

所述皮溫信號采集處理器的總增益為80，分辨率為12bit，測溫范圍為0～60℃，全程精度±0.2℃，25～45℃之間精度±0.1℃；

所述呼吸信號采集處理器的激勵源使用運放產生50kHz和150kHz振蕩信號，呼吸信號采集處理器總增益為100，分辨率為12bit；

所述皮阻信號采集處理器利用加直流恒流源測量電壓的方式來測量皮阻，測量范圍為0～500kΩ。

4.根據權利要求1所述的呼吸動作反饋訓練系統，其特征在于，還包括與所述微控制器相連的邊燈，其用于測試被試者的反應速度。

5.根據權利要求1所述的呼吸動作反饋訓練系統，其特征在于，還包括胸部加載裝置與腹部加載裝置之間的連接裝置。