[發(fā)明專利]一種基于肌電信號反饋的閉環(huán)疼痛超聲理療系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810038195.7
• 申請日: 2018-01-16
• 公開（公告）號: CN108211141A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳小玲;王偉;劉志鵬;于建偉;顧燕;杜政亮;孫慧婷
• 申請（專利權(quán)）人: 南京醫(yī)科大學
• 主分類號: A61N7/00
• 分類號: A61N7/00;A61B5/0488;A61M37/00
• 代理公司: 南京蘇創(chuàng)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32273
• 代理人: 蔣真

一種基于肌電信號反饋的閉環(huán)疼痛超聲理療系統(tǒng)，其特征在于，包括如下步驟：步驟1)、對受試者進行超聲理療并安放肌電電極；步驟2)、實時采集肌電信號，小波分解并提取500Hz以內(nèi)的肌電信號；步驟3)、使用巴特沃斯濾波器提取50?150Hz肌電信號；步驟4)、對該頻段肌電信號計算幅值；步驟5)、根據(jù)信號幅度的變化適度調(diào)節(jié)理療超聲的幅度。本發(fā)明提供的一種基于肌電信號反饋的閉環(huán)疼痛超聲理療系統(tǒng)，能夠從根源定型分析受療者受療部位的疼痛程度，將提取出來的信號進行處理與分析，并根據(jù)受療者肌電信號的平均振幅變化，判定受療者的理療效果，從而調(diào)整理療強度，為受療者提供更有效果的理療。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明主要醫(yī)學工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于肌電信號反饋的閉環(huán)疼痛超聲理療系統(tǒng)。

背景技術(shù)

頸肩痛是由頸肩部的軟組織慢性勞損所引起的常見臨床癥狀。表面肌電圖是一種新型、無創(chuàng)的肌肉活動檢查手段，能測量肌肉的活動與功能。在疼痛緩解的過程中，相應(yīng)肌肉的肌電信號振幅會有相應(yīng)的提高。

目前常見的頸肩痛緩解理療方法有人工按摩或者機械理療，人工按摩中按摩師可根據(jù)受療對象的語言反饋適當調(diào)節(jié)按摩力度而達到最佳的按摩效果，然而機械理療由于缺乏語言交流而無法使機器了解受療者的感受，最終導致不能達到最佳的理療效果。因此，如何克服受療者對機器的反饋，從而調(diào)節(jié)理療的強度，使理療效果達到最佳，成為當前需要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

基于當今時代的需求和上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明提供一種基于肌電信號反饋的閉環(huán)疼痛超聲理療系統(tǒng)，通過該方法可有效準確的調(diào)節(jié)超聲理療設(shè)備的理療強度，從而達到最佳的理療效果。

本發(fā)明技術(shù)方案如下

一種基于肌電信號反饋的閉環(huán)疼痛超聲理療系統(tǒng)，包括如下步驟：

步驟1)、通過超聲理療儀對受試者進行超聲理療并安放肌電電極；

步驟2)、實時采集肌電信號，小波分解并提取500Hz以內(nèi)的肌電信號。；

步驟3)、使用巴特沃斯濾波器提取50-150Hz肌電信號；

步驟4)、對該頻段肌電信號計算幅值；

步驟5)、根據(jù)信號幅度的變化適度調(diào)節(jié)理療超聲的幅度。

所述步驟1)的超聲理療儀的信號產(chǎn)生電路集超聲激勵脈沖、電致孔脈沖、電刺激信號三者為一體，并根據(jù)需要通過單片機選擇超聲激勵脈沖、電致孔脈沖、電刺激信號配合使用，提高藥物使用的滲透效果，使人體局部或全身得到更好的理療，同時單片機接收反饋信號并對電路進行調(diào)整。

所述步驟2)小波分解并提取理療期間500Hz以內(nèi)肌電信號包括以下步驟：

(1)肌電信號為離散信號，信號的有用能量在0-500Hz頻率范圍內(nèi)，主要集中在50-150Hz；

(2)小波分解肌電信號：

小波分解是基于尺度函數(shù)和小波函數(shù)為基函數(shù)進行分解的，用φ(t)和ψ(t) 分別表示小波變化的尺度函數(shù)和小波母函數(shù)，那么根據(jù)二尺度方程可構(gòu)造如下的小波基：

其中：i為節(jié)點號，j為分解級數(shù)，k為平移參數(shù)，t為時間

h(n)和g(n)＝(-1)^1-nh(1-n)為一對正交鏡像濾波器。

離散小波變換

設(shè)x(n)表示實驗采集的EEG離散信號，則x(n)的離散小波變換定義為：

其中m為伸縮因子，n為平移參數(shù)，t為時間；