[發(fā)明專利]陣列式表面肌電圖像采集器及采集方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310579380.4
• 申請(qǐng)日: 2013-11-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103735263A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金文光;李益棟;林上耀;胡也
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): A61B5/0488
• 分類號(hào): A61B5/0488;A61B5/0492
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 周烽

1.一種陣列式表面肌電圖像采集器，其特征在于，它包括1個(gè)16通道的陣列電極、1個(gè)參考電極模塊、2個(gè)模擬濾波放大電路模塊、2個(gè)A/D轉(zhuǎn)換模塊、1個(gè)數(shù)據(jù)處理模塊與1個(gè)電源模塊等；其中，

所述16通道的陣列電極由兩個(gè)8通道陣列電極組成，每個(gè)8通道陣列電極由8個(gè)電極組成，可采集8路肌電信號(hào)；

所述參考電極模塊由一個(gè)電極構(gòu)成，為參考地；

所述模擬濾波放大電路模塊包括八個(gè)模擬濾波放大電路，每個(gè)模擬濾波放大電路由一級(jí)差分放大電路、帶通濾波電路與二級(jí)差分放大電路串聯(lián)組成；每個(gè)模擬濾波放大電路與前端的8通道陣列電極中的一個(gè)通道相連接；模擬濾波放大電路模塊對(duì)電極采集到的微弱信號(hào)進(jìn)行一級(jí)差分放大后濾除20-380Hz以外的干擾信號(hào)，再經(jīng)過(guò)二級(jí)差分放大；16路信號(hào)并行傳輸，互不干擾；

所述A/D轉(zhuǎn)換模塊包括一個(gè)可進(jìn)行8路并行數(shù)據(jù)采集的高速A/D轉(zhuǎn)換器，將經(jīng)過(guò)模擬濾波放大的8路信號(hào)轉(zhuǎn)換編碼為數(shù)字信號(hào)；A/D轉(zhuǎn)換器的SPI接口用于接收應(yīng)答數(shù)據(jù)處理模塊的主控器MCU發(fā)出的命令以及將轉(zhuǎn)換完成的數(shù)據(jù)發(fā)送出去；

所述數(shù)據(jù)處理模塊包括一個(gè)主控器MCU，其負(fù)責(zé)向A/D轉(zhuǎn)換器發(fā)送命令與將A/D轉(zhuǎn)換器中轉(zhuǎn)換完成的數(shù)據(jù)通過(guò)SPI總線讀入后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并通過(guò)另一路SPI總線發(fā)送出去；

電源模塊將外部提供的3.7-12V直流電壓轉(zhuǎn)換為+3.3V直流電壓供給主控器MCU和A/D轉(zhuǎn)換器的工作電壓，±2.5V直流電壓供給模擬放大電路的工作電壓和A/D轉(zhuǎn)換器的正負(fù)參考電壓。

2.一種應(yīng)用權(quán)利要求1所述陣列式表面肌電圖像采集器的陣列式肌電圖像的采集方法，該方法通過(guò)一個(gè)或多個(gè)陣列式表面肌電圖像采集器來(lái)實(shí)現(xiàn)，其特征在于，該方法具體為：

（1）佩戴好陣列式肌電圖像采集器，即將陣列式表面肌電圖像采集器的16通道的陣列電極模塊貼在人體手肘以下部位，參考電極貼在手腕上；

（2）初始化：?jiǎn)?dòng)陣列式肌電圖像采集器，初始化后準(zhǔn)備開(kāi)始采集；

（3）16通道陣列電極分為兩個(gè)8通道陣列電極，每個(gè)8通道陣列電極采集相鄰兩電極之間以及最后一個(gè)電極與地之間的八個(gè)共模信號(hào)作為輸入信號(hào)，16通道陣列電極共采集十六個(gè)輸入信號(hào)；

（4）步驟3采集的十六個(gè)輸入信號(hào)分別進(jìn)入兩個(gè)模擬濾波放大電路模塊的十六個(gè)模擬濾波放大電路；經(jīng)一級(jí)差分放大后濾除20-380Hz以外的干擾信號(hào)，再經(jīng)過(guò)二級(jí)差分放大；

（5）經(jīng)步驟4二級(jí)差分放大的信號(hào)分別進(jìn)入兩個(gè)A/D轉(zhuǎn)換模塊，由兩個(gè)A/D轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，每轉(zhuǎn)換完一次便向主控器MCU發(fā)送一次完成請(qǐng)求；

（6）兩個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器采用搶占式SPI總線的方式向主控器MCU傳輸數(shù)據(jù)；當(dāng)任一A/D轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換完成時(shí)，立即向MCU發(fā)送完成請(qǐng)求；MCU收到完成信號(hào)即選通該A/D轉(zhuǎn)換器的SPI接口，屏蔽另一A/D轉(zhuǎn)換器的SPI接口，并發(fā)送命令接收該A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換結(jié)果；如果另一A/D轉(zhuǎn)換器在當(dāng)前進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)腁/D轉(zhuǎn)換器未完成數(shù)據(jù)傳輸時(shí)完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，將等待至當(dāng)前正在傳輸數(shù)據(jù)的A/D轉(zhuǎn)換器完成數(shù)據(jù)傳輸后立即搶占SPI總線，并開(kāi)始傳輸；時(shí)間上的控制將不會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失的情況出現(xiàn)；

（7）在數(shù)據(jù)處理模塊中，主控器MCU對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并可通過(guò)另一SPI口將16通道的數(shù)據(jù)發(fā)送出去。