[發明專利]一種帶有加速度傳感器的無線表面肌電采集系統

在審

• 申請號: 201610197454.1
• 申請日: 2016-03-31
• 公開（公告）號: CN107280667A
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發明（設計）人: 牛海軍;尉振剛;王立
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: A61B5/0488
• 分類號: A61B5/0488;A61B5/11
• 代理公司: 北京金恒聯合知識產權代理事務所11324
• 代理人: 李強

技術領域

本發明涉及表面肌電信號采集及加速度信號采集，屬于醫學監測技術領域。

背景技術

表面肌電信號(sEMG)是伴隨肌肉收縮產生的一種生理電信號，是神經及肌肉興奮時產生生物電的結果，它是產生肌肉力的電信號根源。表面肌電信號與肌肉功能的狀態和活動狀態間有著不同程度的關聯性，可以在一定程度上反映肌肉的活動，在人機工效學領域肌肉活動的工效學分析、康復醫學領域中肌肉功能評價以及在臨床醫學中神經肌肉疾病診斷以及體育運動科學中的疲勞的判定、運動分析等都具有相當大的實用價值。但是對于運動分析領域的研究，單一的表面肌電信號難以滿足現在的研究需要，研究者往往需要同時采集包括表面肌電信號在內的多項人體運動的生理參數，而加速度信號反映人體運動的狀態信息，與表面肌電相結合進行人體運動狀態的研究是現在非常熱門的研究方向。

現有的肌電采集設備都比較大型化，并且僅僅是采集表面肌電，很少有設備可以同時采集表面肌電信號及同一塊肌肉的加速度信號并且具有實時無線傳輸的特點。如：CN201510625069.8公開了一種肌電采集和顯示裝置，CN201320325163.8公開了一種基于藍牙的無線表面肌電采集儀，其缺點是僅僅采集表面肌電，而不能同時采集同一塊肌肉運動產生的加速度信號。隨著相關研究的深入，在運動分析的應用中，單一的表面肌電信號往往不足以滿足需要，因此，需要同時采集同一塊肌肉運動時的加速度信號。

發明內容

本發明解決的技術問題是將加速度信號與表面肌電信號相結合，解決了現有肌電采集設備僅能采集人體運動時的表面肌電信號而不能同時采集同一塊肌肉運動的加速度信號的問題。并且解決了肌電采集設備尺寸過大和需要有線傳輸等問題。

本發明的系統包括4個模塊，分別是表面肌電采集模塊，加速度傳感器，數據處理模塊，無線藍牙數據傳輸模塊。系統通過表面肌電采集 模塊采集表面肌電信號，同時，使用加速度傳感器對人體運動時的加速度信號進行采集，將采集到的表面肌電信號及加速度信號傳輸到數據處理模塊進行處理后再通過無線藍牙數據傳輸模塊上傳至PC上位機。

根據本發明的一個方面，提供了一種帶有加速度傳感器的無線表面肌電采集系統，其特征在于包括：

束帶，用于將無線表面肌電采集系統固定于被測試者的身體的被測量部位上，

系統電路板，用于對采集到的數據進行處理和發送，

電源開關，用于接通/關斷無線表面肌電采集系統的供電，

電極片，用于采集目標肌肉處的表面肌電信號，

參考電極，用于貼于目標肌肉以外的另一塊肌肉上，

其中，系統電路板上設置有：

加速度傳感器，用于采集被測試者運動時的加速度信號，

肌電采集模塊，用于處理所述的表面肌電信號，

數據處理模塊，用于對所述的表面肌電信號進行A/D轉換，

無線藍牙數據傳輸模塊，A/D轉換之后的表面肌電信號通過無線藍牙數據傳輸模塊被傳輸到PC上位機。

本發明的優點包括：

(1).本發明將加速度傳感器與表面肌電采集系統相結合，可以在采集表面肌電信號的同時采集到同一塊肌肉運動的加速度信號。

(2).本發明采用無線數據傳輸的方法，和一般表面肌電采集設備相比，更為輕便，在采集表面肌電信號與人體運動的加速度信號時排除了數據線對運動的干擾。

附圖說明

為便于理解本發明的原理及其實際運作過程與狀況，結合實施例及附圖對本發明作進一步描述。在附圖中：

圖1為根據本發明的一個實施例的帶有加速度傳感器對的無線表面肌電采集系統的原理圖。

圖2為根據本發明的一個實施例的一種帶有加速度傳感器的無線表面肌電采集系統的佩戴部分的示意圖。

圖3為根據本發明的一個實施例的帶有加速度傳感器的表面肌電采集系統部分示意圖。

附圖標記：

1—束帶2—系統電路板3—開關

4—電源指示燈5—電池及電池盒6—電極線

7—外殼8—表面肌電采集系統9—電極片

10—PC上位機 11—參考電極電極片

具體實施方式

下面結合附圖詳細描述本發明的實施例。