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有源点阵式柔性电极贴装置.pdf

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源点 阵式 柔性 电极 装置
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摘要
申请专利号:

CN201710463797.2

申请日:

20170619

公开号:

CN107374625A

公开日:

20171124

当前法律状态:

有效性:

审查中

法律详情:
IPC分类号: A61B5/0492,A61B5/0488 主分类号: A61B5/0492,A61B5/0488
申请人: 上海大学
发明人: 赵翠莲,费森杰,柳叶潇
地址: 200444 上海市宝山区上大路99号
优先权: CN201710463797A
专利代理机构: 上海上大专利事务所(普通合伙) 代理人: 顾勇华
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法律状态
申请(专利)号:

太阳城集团CN201710463797.2

授权太阳城集团号:

法律状态太阳城集团日:

法律状态类型:

摘要

太阳城集团本发明公开了一种有源点阵式柔性电极贴装置,应用于医疗健康领域中的人体表面电生理信号的采集技术领域。本发明装置将柔性干电极模组、信号采集电路系统和附属组件集成在一片带有粘性的贴片中。柔性干电极模组与人体表面直接接触采集人体肌电信号,通过电压跟随电路实现阻抗匹配,信号采集电路系统对阻抗匹配后的肌电信号进行放大滤波以及A/D转换处理,最后通过无线通信模块将肌电信号传入客户端。本发明装置具有穿戴方便、柔软的特点,适合每天24小时长期使用,满足康复、疾病等人机交互的需求。本发明采用点阵式电极排列方式可以对肌纤维走向不规则或较小肌群部位的电生理信号进行采集,可实现多维差分计算以提高空间滤波效果。

权利要求书

太阳城集团1.一种有源点阵式柔性电极贴装置,其特征在于,主要由柔性干电极模组(Ⅰ)、信号采集电路系统(Ⅱ)和附属组件(Ⅲ)组成,具体为:所述柔性干电极模组(Ⅰ)为薄片形,采用一个绝缘的柔性电路板基底(1)作为载体基板,在柔性电路板基底(1)的正面上,按照设定的电极排列方式安装一系列圆盘电极,所述圆盘电极能与人体皮肤表面直接接触采集人体肌电信号,各所述圆盘电极采用点阵式的电极排布方式设置,并采用圆盘电极两两组合形成多维差分方式,组成多通道圆盘电极阵列(2),使每两个圆盘电极形成一个采集肌电信号的独立通道,在柔性电路板基底(1)的背面上还设有一系列电子元器件(17),并组成电压跟随电路(4),每一个圆盘电极与电压跟随电路(4)直接相连进行阻抗匹配;所述信号采集电路系统(Ⅱ)也为薄片形,采用另一个绝缘的柔性电路板基底(1)作为载体基板,使所述柔性干电极模组(Ⅰ)和所述信号采集电路系统(Ⅱ)的柔性电路板基底(1)形成层叠片式的器件组合,主要由设置于对应的柔性电路板基底(1)上的一系列电子元器件(18)和(19)组成,所述电子元器件(18)和(19)主要构成了放大滤波模块(20)、微控制器模块(30)、A/D转换模块(40)、无线通信模块(50)、数据存储模块(60)和电源模块(6),所述微控制器模块(30)分别与放大滤波模块(20)、A/D转换模块(40)、无线通信模块(50)和数据存储模块(60)连接,所述柔性干电极模组(Ⅰ)的电压跟随电路(4)通过在柔性电路板基底(1)上直接安置运算放大器,为每个通道采集到的肌电信号进行阻抗匹配,将高输出阻抗的表面肌电信号转变为低输出阻抗,使经过阻抗匹配后的每一个通道的肌电信号与放大滤波模块(20)的放大滤波电路相连,对所述信号采集电路系统(Ⅱ)采集的肌电信号进行放大和滤波处理,所述数据存储模块(60)对肌电信号监测过程中所产生的数据进行存储,电源模块(6)为所述柔性干电极模组(Ⅰ)和所述信号采集电路系统(Ⅱ)的电子元器件(17)供电;所述附属组件(Ⅲ)主要包括柔性排线(7)、弹性体(8)和粘性医用胶布(10),弹性体(8)设置在所述柔性干电极模组(Ⅰ)和所述信号采集电路系统(Ⅱ)的两片柔性电路板基底(1)之间,使所述柔性干电极模组(Ⅰ)的圆盘电极形成凸起的结构,从而让圆盘电极表面与皮肤表面实现充分接触,所述粘性医用胶布(10)覆盖在所述信号采集电路系统(Ⅱ)的柔性电路板基底(1)的一侧,将所述柔性干电极模组(Ⅰ)、所述信号采集电路系统(Ⅱ)以及所述附属组件(Ⅲ)的柔性排线(7)和弹性体(8)封装成贴片式形状的柔性电极贴装置,使所述柔性干电极模组(Ⅰ)和所述信号采集电路系统(Ⅱ)位于所述粘性医用胶布(10)的粘贴面侧,使用所述粘性医用胶布(10)能将有源点阵式柔性电极贴装置固定于需要监测的肌肉部位对应的皮肤表面位置处;使用时,将多通道圆盘电极阵列(2)的圆盘电极贴放置在需要监测的肌肉部位,并对采集到的肌电信号通过电压跟随电路(4)进行阻抗匹配,信号再通过柔性排线(7)传输到所述信号采集电路系统(Ⅱ)中的放大滤波模块(20)进行放大和滤波处理,微控制器模块(30)采用预先编入相应的程序的固件,对经过放大滤波处理的肌电信号进行肌电信号去噪,并通过A/D转换模块(40)进行A/D转换预处理,然后预处理后的信号变成数字信号通过无线通信模块(50)采用无线传输的方式传至上位机,在上位机进一步对信号进行处理,提取出信号特征后对生理功能进行分析,评定肌肉的健康状况。2.根据权利要求1所述有源点阵式柔性电极贴装置,其特征在于,多通道圆盘电极阵列(2)采用点阵式电极排列方式,对人体肌电信号进行采集,同时进行多维差分计算,通过软件计算选取所需方向的运动单位动作电位,在所述柔性干电极模组(Ⅰ)的柔性电路板基底(1)的正面上,各所述圆盘电极采用两两组合,形成射线式排列方式或矩阵式排列方式的多维差分通道形式设置,使所述柔性干电极模组(Ⅰ)的通道个数为大于2的偶数,具体为:当多通道圆盘电极阵列(2)采用矩阵式排列方式对圆盘电极进行排布设置时,主要应用在肌纤维呈线性规则排布的情况进行肌电信号采集;或者,当多通道圆盘电极阵列(2)采用射线式排列方式对圆盘电极进行排布设置时,主要应用在肌纤维分布复杂或呈不规则排布的情况进行肌电信号采集。3.根据权利要求2所述有源点阵式柔性电极贴装置,其特征在于:当多通道圆盘电极阵列(2)采用射线式排列方式对圆盘电极进行排布设置时,在柔性电路板基底(1)上,设置其中一个圆盘电极作为中央电极,将其他圆盘电极围绕中央电极设置作为周围电极,使多通道圆盘电极阵列(2)形成中心对称设置形式,使中央电极分别与每一个周围电极进行两两差分设置,组成一系列独立通道,形成射线式排列方式的平面式多通道布局;或者,当多通道圆盘电极阵列(2)采用矩阵式排列方式对圆盘电极进行排布设置时,在柔性电路板基底(1)上,以位于每行或每列的中间位置处的圆盘电极作为同行或同列的共用电极,使多通道圆盘电极阵列(2)形成轴对称设置形式,共用电极分别与其同行或同列的位于左右两侧位置处的圆盘电极进行两两差分设置,组成一系列独立通道,形成矩阵式排列方式的平面式多通道布局。4.根据权利要求3所述有源点阵式柔性电极贴装置,其特征在于:当多通道圆盘电极阵列(2)采用射线式排列方式对圆盘电极进行排布设置时,具有相同排列方式的多通道圆盘电极阵列(2)至少两层组成,多层通道可组成复式的多通道圆盘电极阵列(2);或者,当多通道圆盘电极阵列(2)采用矩阵式排列方式对圆盘电极进行排布设置时,按照每行或每列相同排列方式进行纵向或横向继续增加电极行数或列数,形成矩阵式排列方式的延展式的平面式多通道布局,以实现更多通道的肌电采集。5.根据权利要求1~4中任意一项所述有源点阵式柔性电极贴装置,其特征在于:在所述柔性干电极模组(Ⅰ)的柔性电路板基底(1)上设有一定数量并具有设定尺寸的透气孔(3)。6.根据权利要求5所述有源点阵式柔性电极贴装置,其特征在于:在所述柔性干电极模组(Ⅰ)的柔性电路板基底(1)上,所述透气孔(3)设置于所述多通道圆盘电极阵列(2)的外围。7.根据权利要求1~4中任意一项所述有源点阵式柔性电极贴装置,其特征在于:所述粘性医用胶布(10)可装卸地覆盖在所述信号采集电路系统(Ⅱ)的柔性电路板基底(1)的一侧,封装成贴片式形状的柔性电极贴装置。8.根据权利要求7所述有源点阵式柔性电极贴装置,其特征在于:所述粘性医用胶布(10)与所述信号采集电路系统(Ⅱ)的接触区域无粘性,所述粘性医用胶布(10)的边缘与皮肤接触的一定区域具有粘性。9.根据权利要求1~4中任意一项所述有源点阵式柔性电极贴装置,其特征在于:所述柔性干电极模组(Ⅰ)和所述信号采集电路系统(Ⅱ)的柔性电路板基底(1)为圆形、椭圆形和多边形;或者,在所述柔性干电极模组(Ⅰ)的柔性电路板基底(1)的正面上,组成多通道圆盘电极阵列(2)的任意相邻的两个圆盘电极间距为3~4mm,各所述圆盘电极的直径为2.5~3mm,各所述圆盘电极的高度不大于80μm;或者,所述柔性干电极模组(Ⅰ)的圆盘电极由铜、镍和金中的任意一种金属材料或者任意几种金属的合金材料制成,或者由不同种金属制成的层状复合材料制成,或者任意几种金属的合金材料制成的层状复合材料制成;或者,所述柔性排线(7)的两端分别通过FPC连接口(9),对应与所述柔性干电极模组(Ⅰ)和所述信号采集电路系统(Ⅱ)进行信号连接;或者,所述柔性干电极模组(Ⅰ)和所述信号采集电路系统(Ⅱ)的柔性电路板基底(1)采用聚酰亚胺或聚酯纤维材质;或者,除圆盘电极区域外的所述柔性干电极模组(Ⅰ)的柔性电路板基底(1)的电路板区域设有绝缘保护层,其中所述柔性干电极模组(Ⅰ)和所述信号采集电路系统(Ⅱ)的柔性电路板基底(1)的外层皆为绝缘层(11),在柔性电路板基底(1)的内部皆设有导线层(12);或者,所述电源模块(6)独立布置在所述信号采集电路系统(Ⅱ)的外表面上,所述信号采集电路系统(Ⅱ)的里表面朝向所述柔性电路板基底(1);或者,所述电源模块(6)采用电池模块器件。10.根据权利要求1~4中任意一项所述有源点阵式柔性电极贴装置,其特征在于:在所述柔性干电极模组(Ⅰ)和所述信号采集电路系统(Ⅱ)的柔性电路板基底(1)采用多层板复合结构,在所述柔性电路板基底(1)上设有过孔(5),通过所述过孔(5)进行柔性电路板基底(1)的多层板之间的线路连通。

说明书

技术领域

太阳城集团本发明涉及一种电生理信号采集装置,特别是设计一种肌电信号采集装置,应用于医用和健康用检测器械技术领域。

背景技术

肌电信号广泛应用于医院和家庭的患者监护和健康检查,肌电信号的采集通常采用湿电极来实现,但是该类电极不适合每天24小时在长期康复、诊疗等人机交互的需求。干电极和人体皮肤接触会产生高达几百毫伏的直流极化电压,若不能消除该直流偏置,会造成运放过载,无法有效放大信号,因此采用电极的有源设计,即信号在进入放大器之前直接对信号进行预处理,可以有效改善肌电信号的采集质量。

相比于硬质材料电极,具有较高的机械柔性的材料更适用于各种弯曲的皮肤表面,而采用多通道的高密度肌电电极可有效提高表面肌电信号的运动单位动作电位(MUAP)的区分度。

人体肌电信号是易受外界干扰的微弱的电信号,各电极间不同的电极差分结构具有不同的空间滤波效果。电极排列方向与肌纤维走向夹角的不同会导致采集到的肌电信号也略有不同,一般电极根据肌纤维走向进行放置,但在面对肌纤维走向不确定的复杂肌群时,设计一种能测得多维肌纤维走向的肌电电极结构便很有必要了。

传统的肌电监测仪中,各硬件装置间主要通过通信线缆连接,其操作平台也基于有线装置,整个装置体积庞大,使其可用范围受到很大限制,不方便移动。近几年,发展迅速的可穿戴医疗产品正是弥补这种缺陷的理想产品,贴片式设计的电极能够隐藏在衣服下使用,不会干扰到日常的运动或移动,记录的数据因而也更加准确。由此,带来了柔性基底材料和硬质的有源电路相互矛盾的问题。

近年来亦出现了一些太阳城集团肌电检测的相关专利,中国专利CN103393420公开了“一种高密度有源柔性电极阵列及其信号调理电路”并介绍了设计的有源柔性阵列电极以及信号调理电路,但该专利电极的排列方式呈现矩阵式,在面对复杂肌群时,肌电信号的空间滤波效果较差,此外采集电路面积过大,信号与上位机数据传输不便,并不适合可穿戴式监护。国外专利WO2011070403公开了“a dry active bio signal electrode with an hybrid organic-inorganic interface material”,介绍了一种有源电极,电极材料采用一种有机与无机相结合的新型材料,有源电路采用柔性印刷电路板(FPCB)技术,但该电极只测得单电极信号。美国专利US8818482公开了“electrode patch monitor device”并介绍了一种采用丝网印刷工艺的柔性电极,然而电极仍采用的是无源设计,采集信号时易受干扰,该电极针对某些特定的肌群检测效果较好,但仍具有一定的使用局限性。

发明内容

太阳城集团为了解决现有技术问题,本发明的目的在于克服已有技术存在的不足,提供一种有源点阵式柔性电极贴装置,采用点阵式的电极排布差分方式,来提高肌电信号的采集质量,通过点阵式的电极排布与多维差分方式,同时采用柔性印刷电子工艺设计成有源电极,并将柔性有源电极、采集电路以及附属组件封装成一个小巧的贴片式形状,有效避免因电极贴置方向的偏差引起的滤波问题。

为达到上述发明创造目的,本发明采用下述技术方案:

一种有源点阵式柔性电极贴装置,主要由柔性干电极模组、信号采集电路系统和附属组件组成,具体为:

柔性干电极模组为薄片形,采用一个绝缘的柔性电路板基底作为载体基板,在柔性电路板基底的正面上,按照设定的电极排列方式安装一系列圆盘电极,圆盘电极能与人体皮肤表面直接接触采集人体肌电信号,各圆盘电极采用点阵式的电极排布方式设置,并采用圆盘电极两两组合形成多维差分方式,组成多通道圆盘电极阵列,使每两个圆盘电极形成一个采集肌电信号的独立通道,在柔性电路板基底的背面上还设有一系列电子元器件,并组成电压跟随电路,每一个圆盘电极与电压跟随电路直接相连进行阻抗匹配;信号采集电路系统也为薄片形,采用另一个绝缘的柔性电路板基底作为载体基板,使柔性干电极模组和信号采集电路系统的柔性电路板基底形成层叠片式的器件组合,主要由设置于对应的柔性电路板基底上的一系列电子元器件组成,电子元器件主要包括放大滤波模块、微控制器模块、A/D转换模块、无线通信模块、数据存储模块和电源模块,微控制器模块分别与放大滤波模块、A/D转换模块、无线通信模块和数据存储模块信号连接;放大滤波模块对混有伪迹干扰噪声和工频干扰噪声的肌电信号进行滤波,并将信号限制在一定的频带范围内,然后将信号电压进行一定倍数的放大,使肌电信号的电压值能达到A/D转换的电压标准;微控制器模块用于实现数据的处理以及控制A/D转换模块和无线传输模块,并协调系统内部各单元的工作;A/D转换模块用于将前端输入的模拟信号转换成数字信号;数据存储模块用于存储肌电信号监测过程中所产生的数据;无线通信模块用于将处理后的肌电信号通过无线的方式发送至上位客户端,方便对肌电信号进行进一步的处理和分析,客户端优选设置PC机、手机设备;电源模块为电压跟随电路以及信号采集电路供电;柔性干电极模组的电压跟随电路通过在柔性电路板基底上直接安置运算放大器,为每个通道采集到的肌电信号进行阻抗匹配,将高输出阻抗的表面肌电信号转变为低输出阻抗,使经过阻抗匹配后的每一个通道的肌电信号与放大滤波模块的放大滤波电路相连,对信号采集电路系统采集的肌电信号进行放大和滤波处理,数据存储模块对肌电信号监测过程中所产生的数据进行存储,电源模块为柔性干电极模组和信号采集电路系统的电子元器件供电;本发明的电压跟随电路通过在柔性电路板基底上直接安置运算放大器为每个通道采集到的肌电信号进行阻抗匹配,将高输出阻抗的表面肌电信号sEMG转变为低输出阻抗,经过阻抗匹配后的每一个通道的肌电信号与放大滤波电路相连;柔性电路板基底的柔性印刷电子工艺可以采用柔性印刷电路板FPCB、丝网印刷、喷墨印制多种方法;作为优选的技术方案,本发明的放大滤波电路用于将阻抗匹配后的肌电信号进行滤波,使采集到的信号位于一定有效频带内,以及对电压进行一定倍数的放大以达到A/D转换的要求;考虑到放大倍数较大和减少噪声的要求,模拟电路优选采用两级放大和滤波,且第一级的增益设置更高;附属组件主要包括柔性排线、弹性体和粘性医用胶布,弹性体设置在柔性干电极模组和信号采集电路系统的两片柔性电路板基底之间,使柔性干电极模组的圆盘电极形成凸起的结构,从而让圆盘电极表面与皮肤表面实现充分接触,粘性医用胶布覆盖在信号采集电路系统的柔性电路板基底的一侧,将柔性干电极模组、信号采集电路系统以及附属组件的柔性排线和弹性体封装成贴片式形状的柔性电极贴装置,使柔性干电极模组和信号采集电路系统位于粘性医用胶布的粘贴面侧,使用粘性医用胶布能将有源点阵式柔性电极贴装置固定于需要监测的肌肉部位对应的皮肤表面位置处;弹性体设置在有源柔性干电极与信号采集电路的中间,其放置的目的是使电极有一定的凸起,但又不影响电极的柔性;为了增强该贴片装置的透气性,弹性体优选采用透气性较好的材料,弹性体的材料优选采用弹性物质柔软海绵制成;粘性医用胶布将柔性干电极模组、信号采集电路系统以及主要附加组件封装在一起形成电极贴片,避免电极因贴置方向的偏差引起的滤波问题;使用时,将多通道圆盘电极阵列的圆盘电极贴放置在需要监测的肌肉部位,并对采集到的肌电信号通过电压跟随电路进行阻抗匹配,信号再通过柔性排线传输到所述信号采集电路系统中的放大滤波模块进行放大和滤波处理,微控制器模块采用预先编入相应的程序的固件,对经过放大滤波处理的肌电信号进行肌电信号去噪,并通过A/D转换模块进行A/D转换预处理,然后预处理后的信号变成数字信号通过无线通信模块采用无线传输的方式传至上位机,在上位机进一步对信号进行处理,提取出信号特征后对生理功能进行分析,评定肌肉的健康状况。本发明装置适用于医疗健康领域中的人体表面电生理信号的采集。

太阳城集团作为本发明优选的技术方案,多通道圆盘电极阵列采用点阵式电极排列方式,对人体肌电信号进行采集,同时进行多维差分计算,通过软件计算选取所需方向的运动单位动作电位,在柔性干电极模组的柔性电路板基底的正面上,各圆盘电极采用两两组合,形成射线式排列方式或矩阵式排列方式的多维差分通道形式设置,使柔性干电极模组的通道个数为大于2的偶数,电极的通道个数优选4、6、8、12、16,具体为:包括两种优选的技术方案,如下:

太阳城集团作为本发明第一种优选的技术方案,多通道圆盘电极阵列采用矩阵式排列方式对圆盘电极进行排布设置时,主要应用在肌纤维呈线性规则排布的情况进行肌电信号采集。多通道圆盘电极阵列采用矩阵式排列方式优选应用于肌肉收缩时肌纤维走向呈空间分布的情况。

太阳城集团作为本发明第二种优选的技术方案,当多通道圆盘电极阵列采用射线式排列方式对圆盘电极进行排布设置时,主要应用在肌纤维分布复杂或呈不规则排布的情况进行肌电信号采集。

太阳城集团作为本发明第一种优选的技术方案的改进,当多通道圆盘电极阵列采用矩阵式排列方式对圆盘电极进行排布设置时,在柔性电路板基底上,以位于每行或每列的中间位置处的圆盘电极作为同行或同列的共用电极,使多通道圆盘电极阵列形成轴对称设置形式,共用电极分别与其同行或同列的位于左右两侧位置处的圆盘电极进行两两差分设置,组成一系列独立通道,形成矩阵式排列方式的平面式多通道布局。

太阳城集团作为本发明第一种优选的技术方案的进一步改进,当多通道圆盘电极阵列采用矩阵式排列方式对圆盘电极进行排布设置时,按照每行或每列相同排列方式进行纵向或横向继续增加电极行数或列数,形成矩阵式排列方式的延展式的平面式多通道布局,以实现更多通道的肌电采集。

作为本发明第二种优选的技术方案的改进,当多通道圆盘电极阵列采用射线式排列方式对圆盘电极进行排布设置时,在柔性电路板基底上,设置其中一个圆盘电极作为中央电极,将其他圆盘电极围绕中央电极设置作为周围电极,使多通道圆盘电极阵列形成中心对称设置形式,使中央电极分别与每一个周围电极进行两两差分设置,组成一系列独立通道,形成射线式排列方式的平面式多通道布局。

作为本发明第二种优选的技术方案的进一步改进,当多通道圆盘电极阵列采用射线式排列方式对圆盘电极进行排布设置时,具有相同排列方式的多通道圆盘电极阵列至少两层组成,多层通道组成复式的多通道圆盘电极阵列。本发明增加电极的层数可以增加电极的采集通道数。

太阳城集团上述本发明的技术方案的多通道圆盘电极之间采用多种不同点阵式的排列方式进行差分,有利于在一定的肌肉面积内对复杂肌群进行肌电信号提取,提升对信号的空间滤波效果。点阵式排列方式主要分为矩阵式和射线式两类,矩阵式主要应用在肌纤维呈线性规则排布时;射线式主要应用在肌纤维分布较复杂,如肌肉收缩时肌纤维走向呈空间分布时。

作为本发明另外优选的技术方案,在柔性干电极模组的柔性电路板基底上设有一定数量并具有设定尺寸的透气孔。本发明柔性电路板基底上设有一定数量大小适合的透气孔,以便为皮肤带来更好的透气性。作为进一步的改进,在柔性干电极模组的柔性电路板基底上,透气孔设置于多通道圆盘电极阵列的外围。

作为本发明另外优选的技术方案,粘性医用胶布可装卸地覆盖在信号采集电路系统的柔性电路板基底的一侧,封装成贴片式形状的柔性电极贴装置。作为进一步的改进,粘性医用胶布与信号采集电路系统的接触区域无粘性,粘性医用胶布的边缘与皮肤接触的一定区域具有粘性。为了防止信号采集电路中的元器件粘在粘性医用胶布上,所采用的粘性医用胶布与信号采集电路接触区域无粘性,边缘与皮肤接触的一定区域具有粘性,使用时只需将电极贴片贴在人体所需要检测的肌肉部位即可,当粘性医用胶布失去粘性时,只需更换粘性胶布;粘性胶布的材料优选采用医用压敏粘性材料,使用该材料只需用拇指按压粘性胶布就能贴附于皮肤,医用粘性胶布需具有透气防水的效果。

作为本发明另外优选的技术方案,柔性干电极模组和信号采集电路系统的柔性电路板基底为圆形、椭圆形和多边形,能适用于人体不同的部位的肌电信号采集。

作为本发明另外优选的技术方案,在柔性干电极模组的柔性电路板基底的正面上,组成多通道圆盘电极阵列的任意相邻的两个圆盘电极间距为3~4mm,各圆盘电极的直径为2.5~3mm,各圆盘电极的高度不大于80μm。

作为本发明另外优选的技术方案,柔性干电极模组的圆盘电极由铜、镍和金中的任意一种金属材料或者任意几种金属的合金材料制成,或者由不同种金属制成的层状复合材料制成,或者任意几种金属的合金材料制成的层状复合材料制成。

太阳城集团作为本发明另外优选的技术方案,柔性排线的两端分别通过FPC连接口,对应与柔性干电极模组和信号采集电路系统进行信号连接。即,信号采集电路系统的柔性电路板基底上设有FPC连接口,FPC连接口一端与信号采集电路系统相连通,另一端与柔性干电极模组的柔性电路板基底上的柔性排线相连通,柔性干电极模组对每一通道的肌电信号通过电压跟随电路进行阻抗匹配之后,通过柔性排线传输到信号采集电路系统中。

作为本发明另外优选的技术方案,柔性干电极模组和信号采集电路系统的柔性电路板基底采用聚酰亚胺PI或聚酯纤维PET材质。

作为本发明另外优选的技术方案,除圆盘电极区域外的柔性干电极模组的柔性电路板基底的电路板区域设有绝缘保护层,其中柔性干电极模组和信号采集电路系统的柔性电路板基底的外层皆为绝缘层,在柔性电路板基底的内部皆设有导线层。本发明优选采用涂上绝缘油墨的保护措施设置绝缘结构。

作为本发明另外优选的技术方案,电源模块独立布置在信号采集电路系统的外表面上,信号采集电路系统的里表面朝向柔性电路板基底,以使得整个信号采集电路系统以及柔性干电极模组的供电过程更加安全和稳定。

作为本发明另外优选的技术方案,电源模块采用电池模块器件。为了减小整个系统的体积,本发明优选采用体积较小的纽扣电池作为电源模块。

太阳城集团作为本发明另外优选的技术方案,在柔性干电极模组和信号采集电路系统的柔性电路板基底采用多层板复合结构,在柔性电路板基底上设有过孔,通过过孔进行柔性电路板基底的多层板之间的线路连通。

太阳城集团本发明与现有技术相比较,具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点:

1.本发明装置具有穿戴方便、柔软的特点,适合每天24小时长期使用,满足康复、疾病等人机交互的需求;

2.本发明装置采用点阵式电极排列方式,可以对肌纤维走向不规则或较小肌群部位的电生理信号进行采集,可实现多维差分计算,通过软件计算选取所需方向的运动单位动作电位,以提高空间滤波效果,从而减少了交互效应,提高了空间分辨率;

太阳城集团3.本发明装置采用多通道圆形平板式电极,在适当的面积上通道数足够,电极上方设有弹性体,保证电极与皮肤接触性良好;

4.本发明装置采用皮肤贴片式设计,结构小巧,便捷性好,因此能够隐藏在衣服下使用,不会干扰到日常的运动或移动,记录的数据因而也更加准确,制作所用材质柔软,特别适合对小面积肌群进行监测。

附图说明

太阳城集团图1为本发明实施例一有源点阵式柔性电极贴装置的结构示意图。

图2为图1中A部分的局部放大剖视图。

太阳城集团图3为图1中B部分的局部放大剖视图。

图4为本发明实施例一有源点阵式柔性电极贴装置的信号系统原理和应用示意图。

图5为本发明实施例一的粘性医用胶布结构示意图。

太阳城集团图6为本发明实施例一的多通道圆盘电极阵列的点阵式电极排列方式示意图。

太阳城集团图7为本发明实施例二的多通道圆盘电极阵列的点阵式电极排列方式示意图。

太阳城集团图8为本发明实施例三的多通道圆盘电极阵列的点阵式电极排列方式示意图。

图9为本发明实施例四的多通道圆盘电极阵列的点阵式电极排列方式示意图。

图10为本发明实施例五的多通道圆盘电极阵列的点阵式电极排列方式示意图。

具体实施方式

本发明的优选实施例详述如下:

实施例一:

太阳城集团在本实施例中,参见图1~6,一种有源点阵式柔性电极贴装置,由柔性干电极模组Ⅰ、信号采集电路系统Ⅱ和附属组件Ⅲ组成,具体为:

柔性干电极模组Ⅰ为薄片形,采用一个绝缘的柔性电路板基底1作为载体基板,在柔性电路板基底1的正面上,按照设定的电极排列方式安装一系列圆盘电极,圆盘电极能与人体皮肤表面直接接触采集人体肌电信号,各圆盘电极采用点阵式的电极排布方式设置,并采用圆盘电极两两组合形成多维差分方式,组成多通道圆盘电极阵列2,使每两个圆盘电极形成一个采集肌电信号的独立通道,在柔性电路板基底1的背面上还设有一系列电子元器件17,并组成电压跟随电路4,每一个圆盘电极与电压跟随电路4直接相连进行阻抗匹配;信号采集电路系统Ⅱ也为薄片形,采用另一个绝缘的柔性电路板基底1作为载体基板,使柔性干电极模组Ⅰ和信号采集电路系统Ⅱ的柔性电路板基底1形成层叠片式的器件组合,由设置于对应的柔性电路板基底1上的一系列电子元器件18和19组成,电子元器件18和19构成了放大滤波模块20、微控制器模块30、A/D转换模块40、无线通信模块50、数据存储模块60和电源模块6,微控制器模块30分别与放大滤波模块20、A/D转换模块40、无线通信模块50、数据存储模块60信号和电源模块6连接,柔性干电极模组Ⅰ的电压跟随电路4通过在柔性电路板基底1上直接安置运算放大器,为每个通道采集到的肌电信号进行阻抗匹配,将高输出阻抗的表面肌电信号转变为低输出阻抗,使经过阻抗匹配后的每一个通道的肌电信号与放大滤波模块20的放大滤波电路相连,对信号采集电路系统Ⅱ采集的肌电信号进行放大和滤波处理,数据存储模块60对肌电信号监测过程中所产生的数据进行存储,电源模块6为柔性干电极模组Ⅰ和信号采集电路系统Ⅱ中的电子元器件17、18、19供电;放大滤波模块20对混有伪迹干扰噪声和工频干扰噪声的肌电信号进行滤波,并将信号限制在一定的频带范围内,然后将信号电压进行一定倍数的放大,使肌电信号的电压值能达到A/D转换的电压标准;微控制器模块30用于实现数据的处理以及控制A/D转换模块40和无线传输模块50,并协调系统内部各单元的工作;A/D转换模块40用于将前端输入的模拟信号转换成数字信号;数据存储模块60用于存储肌电信号监测过程中所产生的数据;无线通信模块50用于将处理后的肌电信号通过无线的方式发送至上位机客户端,方便对肌电信号进行进一步的处理和分析;附属组件Ⅲ主要包括柔性排线7、弹性体8和粘性医用胶布10,弹性体8设置在柔性干电极模组Ⅰ和信号采集电路系统Ⅱ的两片柔性电路板基底1之间,使柔性干电极模组Ⅰ的圆盘电极形成凸起的结构,从而让圆盘电极表面与皮肤表面实现充分接触,粘性医用胶布10覆盖在信号采集电路系统Ⅱ的柔性电路板基底1的一侧,将柔性干电极模组Ⅰ、信号采集电路系统Ⅱ以及附属组件Ⅲ的柔性排线7和弹性体8封装成贴片式形状的柔性电极贴装置,使柔性干电极模组Ⅰ和信号采集电路系统Ⅱ位于粘性医用胶布10的粘贴面侧,使用粘性医用胶布10能将有源点阵式柔性电极贴装置固定于需要监测的肌肉部位对应的皮肤表面位置处;使用时,将多通道圆盘电极阵列2的圆盘电极贴放置在需要监测的肌肉部位,并对采集到的肌电信号通过电压跟随电路4进行阻抗匹配,再通过柔性排线7传输到信号采集电路系统Ⅱ中的放大滤波模块20进行放大和滤波处理,微控制器模块30采用预先编入相应的程序的固件,对经过放大滤波处理的肌电信号进行肌电信号去噪,并通过A/D转换模块40进行A/D转换预处理,然后预处理后的信号变成数字信号通过无线通信模块50采用无线传输的方式传至上位机,客户端采用PC机,在PC机进一步对信号进行处理,提取出信号特征后,对生理功能进行分析,评定肌肉的健康状况。

在本实施例中,参见图1、图2、图4和图6,多通道圆盘电极阵列2采用点阵式电极排列方式,对人体肌电信号进行采集,同时进行多维差分计算,通过软件计算选取所需方向的运动单位动作电位,在柔性干电极模组Ⅰ的柔性电路板基底1的正面上,各圆盘电极采用两两组合,形成射线式排列方式的多维差分通道形式设置,使柔性干电极模组Ⅰ的通道个数为4,多通道圆盘电极阵列2采用射线式排列方式对圆盘电极进行排布设置时,主要应用在肌纤维分布复杂或呈不规则排布的情况进行肌电信号采集。

在本实施例中,参见图1、图2、图4和图6,多通道圆盘电极阵列2采用射线式排列方式对圆盘电极进行排布设置时,在柔性电路板基底1上,设置其中一个圆盘电极作为中央电极,将其他圆盘电极围绕中央电极设置作为周围电极,使多通道圆盘电极阵列2形成中心对称设置形式,使中央电极分别与每一个周围电极进行两两差分设置,组成一系列独立通道,形成射线式排列方式的平面式多通道单元;

在本实施例中,参见图1和图6,在柔性干电极模组Ⅰ的柔性电路板基底1上设有一定数量并具有设定尺寸的透气孔3,透气孔3设置于多通道圆盘电极阵列2的外围。

太阳城集团在本实施例中,参见图1~图6,柔性干电极模组Ⅰ和信号采集电路系统Ⅱ的柔性电路板基底1为圆形;在柔性干电极模组Ⅰ的柔性电路板基底1的正面上,组成多通道圆盘电极阵列2的任意相邻的两个圆盘电极间距为4mm,各圆盘电极的直径为3mm,各圆盘电极的高度为80μm;柔性干电极模组Ⅰ的圆盘电极由镀铜层13和镀镍金层14复合而成叠层结构电极,其中镀镍金层14裸露在外部,与待测位置的皮肤直接接触进行肌电信号测量;柔性排线7的两端分别通过FPC连接口9,对应与柔性干电极模组Ⅰ和信号采集电路系统Ⅱ进行信号连接;柔性干电极模组Ⅰ和信号采集电路系统Ⅱ的柔性电路板基底1采用聚酰亚胺材质制成;除圆盘电极区域外的柔性干电极模组Ⅰ的柔性电路板基底1的电路板区域设有绝缘保护层,其中柔性干电极模组Ⅰ和信号采集电路系统Ⅱ的柔性电路板基底1的外层皆为绝缘层11,在柔性电路板基底1的内部皆设有导线层12;电源模块6独立布置在信号采集电路系统Ⅱ的外表面上,信号采集电路系统Ⅱ的里表面朝向柔性电路板基底1;电源模块6采用电池模块器件。

太阳城集团在本实施例中,参见图1~图3,在柔性干电极模组Ⅰ和信号采集电路系统Ⅱ的柔性电路板基底1采用多层板复合结构,在柔性电路板基底1上设有过孔5,通过过孔5进行柔性电路板基底1的多层板之间的线路连通。

在本实施例中,参见图1~图6,有源点阵式柔性电极贴装置包括柔性电路板基底1、圆盘电极2、透气孔3、电压跟随电路4、过孔5、电源模块6、柔性排线7、弹性体8、FPC连接口9、粘性医用胶布10。圆盘电极印制在柔性电路板基底1上,同时柔性电路板基底1印有电压跟随电路4,并设置4个透气孔3,通过FPCB制备方法在柔性电路板基底1上印制电路,多层板的电路连通通过过孔5来实现,柔性电路板基底1、圆盘电极2、透气孔3、电压跟随电路4共同构成了柔性干电极模组Ⅰ。信号采集电路系统Ⅱ主要包括放大滤波模块20、微控制器模块30、A/D转换模块40、数据存储模块60、无线通信模块50和电源模块6,参见图4,其柔性电路板基底1通过FPCB制备方法制成,使柔性电路板代替传统的硬电路板。为了减小电路板的面积,本发明采用多层制板的方法,多层板的连接通过过孔5实现。电源模块6保证供电正常,独立布置在信号采集电路的最上层,参见图1。附属组件Ⅲ是由柔性排线7、弹性体8、FPC连接口9、粘性医用胶布10组成。柔性干电极模组Ⅰ对每一通道的肌电信号通过电压跟随电路4进行阻抗匹配之后,通过柔性排线7传输到信号采集电路系统Ⅱ中。信号采集电路系统Ⅱ上方设置弹性体8,参见图1,使柔性干电极模组Ⅰ的有源柔性干电极有凸起的效果,从而让圆盘电极与皮肤充分接触。粘性医用胶布10覆盖在最上面,参见图1,形成有源点阵式柔性电极贴装置,将该装置贴在需要监测的肌肉部位,粘性医用胶布10的有效粘性为一周,当粘性医用胶布10失去粘性,只需更换使用即可。本实施例装置能用于各种肌肉群的监测,还不受限于肌肉表面的弯曲度,如额头、手、手腕、胳膊、肩膀、胸、腰、腿、足等部位皆可使用而无较大的运动伪迹。图1中椭圆A、B代表局部放大标志。

图2是本实施例图1中的柔性干电极模组Ⅰ中A部分的局部放大剖视图。本实施例柔性干电极模组Ⅰ采用两层板,主要由柔性电路板基底1、过孔5、绝缘层11、导线层12、镀铜层13、镀镍金层14、焊盘15、引脚16、电子元器件17组成,柔性电路板基底1下面印有圆盘电极2,圆盘电极2由高为70μm的镀铜层13和10μm镀镍金层14组成,除圆盘电极2外周围区域涂有绝缘层11,圆盘电极的直径为3mm,圆盘电极2与上层板线路的电气连通是通过过孔5来实现的,柔性电路板基底1上层印有导电线路12,线路与焊盘15相连,焊盘15与引脚16通过锡膏连接以实现电子元器件17的电气连接,导电线路12上还涂有一层绝缘层11。

太阳城集团图3是本实施例图1中的信号采集电路系统Ⅱ中B部分的局部放大剖视图。本实施例的信号采集电路系统Ⅱ也采用两层板,主要由柔性电路板基底1、过孔5、绝缘层11、导线层12、焊盘15、引脚16、电子元器件18和19组成,柔性电路板基底1上下两层分布着导线、电子元器件18和19以及绝缘层11,上下两层的电子元器件18和19及导线的电气连接通过过孔5实现,除焊盘15外其他区域都涂有绝缘层11。

太阳城集团图4为本实施例有源点阵式柔性电极贴放置在需要监测的肌肉部位,并对采集到的肌电信号进行放大滤波,微控制器模块30编入相应的程序,对信号进行心电去噪,并进行A/D转换,预处理后的信号变成数字信号通过无线传输的方式传至上位机,在上位机进一步对信号进行处理,提取出信号特征后对生理功能进行分析,评定肌肉的健康状况。

太阳城集团图5是本实施例所采用的粘性医用胶布10的结构示意图。粘性医用胶布10的中心圆22覆盖在信号采集电路系统Ⅱ上,粘性医用胶布10的边缘21宽度为50mm,粘性医用胶布10的边缘21与皮肤接触的一定区域具有粘性;粘性医用胶布10的材料采用医用压敏粘性材料,使用该材料只需用拇指按压粘性胶布就能贴附于皮肤。

图6是本实施例多通道圆盘电极阵列2的点阵式电极排列方式示意图。在一个排列方式上通过硬件能实现多维差分,通过软件计算选取所需方向的MUAP。圆盘电极之间采用多种不同点阵式的排列方式来进行差分,有利在一定的肌肉面积内对复杂肌群进行肌电信号提取,提升信号的空间滤波效果。图6表示的是本实施例射线式排列方式的一种类型,每一个圆盘电极与电压跟随电路4直接相连进行阻抗匹配,然后圆盘电极之间两两差分,圆盘电极2-1-1与2-1-5组成通道1,2-1-2与2-1-5组成通道2,2-1-3与2-1-5组成通道3,2-1-4与2-1-5组成通道4,每一通道的圆盘电极间距为4mm,相邻通道间的夹角为90°,本实施例采用一层排列的方法,形成4通道的多通道圆盘电极阵列2,在多通道圆盘电极阵列2设置4个透气孔3。

实施例二:

太阳城集团本实施例与实施例一基本相同,特别之处在于:

在本实施例中,参见图7,是本实施例多通道圆盘电极阵列2的点阵式电极排列方式示意图。在一个排列方式上通过硬件能实现多维差分,通过软件计算选取所需方向的MUAP。圆盘电极之间采用多种不同点阵式的排列方式来进行差分,有利在一定的肌肉面积内对复杂肌群进行肌电信号提取,提升信号的空间滤波效果。图7表示的是本实施例射线式排列方式的另一种类型,每一个圆盘电极与电压跟随电路4直接相连进行阻抗匹配,然后圆盘电极之间两两差分,圆盘电极2-2-1与2-2-7组成通道1,2-2-2与2-2-7组成通道2,2-2-3与2-2-7组成通道3,2-2-4与2-2-7组成通道4,圆盘电极2-2-5与2-2-7组成通道5,2-2-6与2-2-7组成通道6,每一通道的圆盘电极间距为4mm,相邻通道间的夹角为60°,形成6通道的多通道圆盘电极阵列2,在多通道圆盘电极阵列2设置4个透气孔3。

太阳城集团参见图7,本实施例将柔性干电极模组Ⅰ、信号采集电路系统Ⅱ和附属组件Ⅲ集成在一片带有粘性的贴片中。柔性干电极模组Ⅰ与人体表面直接接触采集人体肌电信号,通过电压跟随电路4实现阻抗匹配,信号采集电路系统Ⅱ对阻抗匹配后的肌电信号进行放大滤波以及A/D转换处理,最后通过无线通信模块50将肌电信号传入上位机客户端。本实施例装置具有穿戴方便、柔软的特点,适合每天24小时长期使用,满足康复、疾病等人机交互的需求。本实施例装置采用点阵式电极排列方式,尤其是采用射线式排列方式,主要应用在肌纤维分布复杂或呈不规则排布的情况进行肌电信号采集,可实现多维差分计算以提高空间滤波效果。

实施例三:

太阳城集团本实施例与前述实施例基本相同,特别之处在于:

在本实施例中,参见图8,是本实施例多通道圆盘电极阵列2的点阵式电极排列方式示意图。在一个排列方式上通过硬件能实现多维差分,通过软件计算选取所需方向的MUAP。圆盘电极之间采用多种不同点阵式的排列方式来进行差分,有利在一定的肌肉面积内对复杂肌群进行肌电信号提取,提升信号的空间滤波效果。图8表示的是本实施例射线式排列方式的还有一种类型,每一个圆盘电极与电压跟随电路4直接相连进行阻抗匹配,然后圆盘电极之间两两差分,圆盘电极2-3-1与2-3-9组成通道1,2-3-2与2-3-9组成通道2,2-3-3与2-3-9组成通道3,2-3-4与2-3-9组成通道4,圆盘电极2-3-5与2-3-9组成通道5,2-3-6与2-3-9组成通道6,圆盘电极2-3-7与2-3-9组成通道7,2-3-8与2-3-9组成通道8,每一通道的圆盘电极间距为4mm,相邻通道间的夹角为45°,形成8通道的多通道圆盘电极阵列2,在多通道圆盘电极阵列2设置4个透气孔3。

参见图8,本实施例将柔性干电极模组Ⅰ、信号采集电路系统Ⅱ和附属组件Ⅲ集成在一片带有粘性的贴片中。柔性干电极模组Ⅰ与人体表面直接接触采集人体肌电信号,通过电压跟随电路4实现阻抗匹配,信号采集电路系统Ⅱ对阻抗匹配后的肌电信号进行放大滤波以及A/D转换处理,最后通过无线通信模块50将肌电信号传入上位机客户端。本实施例装置具有穿戴方便、柔软的特点,适合每天24小时长期使用,满足康复、疾病等人机交互的需求。本实施例装置采用点阵式电极排列方式,尤其是采用射线式排列方式,主要应用在肌纤维分布复杂或呈不规则排布的情况进行肌电信号采集,可实现多维差分计算以提高空间滤波效果。

实施例四:

本实施例与前述实施例基本相同,特别之处在于:

太阳城集团在本实施例中,参见图9,多通道圆盘电极阵列2采用矩阵式排列方式对圆盘电极进行排布设置时,在柔性电路板基底1上,以位于每列的中间位置处的圆盘电极作为同列的共用电极,使多通道圆盘电极阵列2形成轴对称设置形式,共用电极分别与其同列的位于左右两侧位置处的圆盘电极进行两两差分设置,组成一系列独立通道,形成矩阵式排列方式的平面式多通道布局。图9是本实施例多通道圆盘电极阵列2的点阵式电极排列方式示意图。在一个排列方式上通过硬件能实现多维差分,通过软件计算选取所需方向的MUAP。圆盘电极之间采用多种不同点阵式的排列方式来进行差分,有利在一定的肌肉面积内对复杂肌群进行肌电信号提取,提升信号的空间滤波效果。图9表示的是本实施例矩阵式排列方式的一种类型,每一个圆盘电极与电压跟随电路4直接相连进行阻抗匹配,然后圆盘电极之间两两差分,圆盘电极2-4-1与2-4-2组成通道1,2-4-2与2-4-3组成通道2,2-4-6与2-4-5组成通道3,2-4-5与2-4-4组成通道4,每一通道的圆盘电极间距为4mm,形成4通道的多通道圆盘电极阵列2,在多通道圆盘电极阵列2的两列圆盘电极的左右两侧设置4个透气孔3。

参见图9,本实施例将柔性干电极模组Ⅰ、信号采集电路系统Ⅱ和附属组件Ⅲ集成在一片带有粘性的贴片中。柔性干电极模组Ⅰ与人体表面直接接触采集人体肌电信号,通过电压跟随电路4实现阻抗匹配,信号采集电路系统Ⅱ对阻抗匹配后的肌电信号进行放大滤波以及A/D转换处理,最后通过无线通信模块50将肌电信号传入上位机客户端。本实施例装置具有穿戴方便、柔软的特点,适合每天24小时长期使用,满足康复、疾病等人机交互的需求。本实施例装置采用点阵式电极排列方式,尤其是采用矩阵式排列方式对圆盘电极进行排布设置时,主要应用在肌纤维呈线性规则排布的情况进行肌电信号采集,可实现多维差分计算以提高空间滤波效果。。

实施例五:

太阳城集团本实施例与前述实施例基本相同,特别之处在于:

太阳城集团在本实施例中,参见图10,多通道圆盘电极阵列2采用矩阵式排列方式对圆盘电极进行排布设置时,在柔性电路板基底1上,以位于每行的中间位置处的圆盘电极作为同行的共用电极,使多通道圆盘电极阵列2形成轴对称设置形式,共用电极分别与其同行的位于左右两侧位置处的圆盘电极进行两两差分设置,组成一系列独立通道,形成矩阵式排列方式的平面式多通道布局。图10是本实施例多通道圆盘电极阵列2的点阵式电极排列方式示意图。在一个排列方式上通过硬件能实现多维差分,通过软件计算选取所需方向的MUAP。圆盘电极之间采用多种不同点阵式的排列方式来进行差分,有利在一定的肌肉面积内对复杂肌群进行肌电信号提取,提升信号的空间滤波效果。图10表示的是本实施例矩阵式排列方式的另一种类型,每一个圆盘电极与电压跟随电路4直接相连进行阻抗匹配,然后圆盘电极之间两两差分,圆盘电极2-5-1与2-5-2组成通道1,2-5-2与2-5-3组成通道2,2-5-6与2-5-5组成通道3,2-5-5与2-5-4组成通道4,每一通道的圆盘电极间距为4mm,形成4通道的多通道圆盘电极阵列2,在多通道圆盘电极阵列2的两行圆盘电极的上下两侧设置4个透气孔3。

参见图10,本实施例将柔性干电极模组Ⅰ、信号采集电路系统Ⅱ和附属组件Ⅲ集成在一片带有粘性的贴片中。柔性干电极模组Ⅰ与人体表面直接接触采集人体肌电信号,通过电压跟随电路4实现阻抗匹配,信号采集电路系统Ⅱ对阻抗匹配后的肌电信号进行放大滤波以及A/D转换处理,最后通过无线通信模块50将肌电信号传入上位机客户端。本实施例装置具有穿戴方便、柔软的特点,适合每天24小时长期使用,满足康复、疾病等人机交互的需求。本实施例装置采用点阵式电极排列方式,尤其是采用矩阵式排列方式对圆盘电极进行排布设置时,主要应用在肌纤维呈线性规则排布的情况进行肌电信号采集,可实现多维差分计算以提高空间滤波效果。

实施例六:

太阳城集团本实施例与前述实施例基本相同,特别之处在于:

太阳城集团在本实施例中,将实施例一、实施例二和实施例三中的多通道圆盘电极阵列2采用射线式排列方式对圆盘电极进行排布设置时,具有相同排列方式的多通道圆盘电极阵列2由两层组成,由两片平面式多通道单元组成复式的多通道圆盘电极阵列2。本实施例采用两层层排列的方法,能形成8通道、12通道和16通道的多通道圆盘电极阵列2。

本实施例将柔性干电极模组Ⅰ、信号采集电路系统Ⅱ和附属组件Ⅲ集成在一片带有粘性的贴片中。柔性干电极模组Ⅰ与人体表面直接接触采集人体肌电信号,通过更多通道的多通道圆盘电极阵列2接触皮肤采集人体表面电生理肌电信号,通过电压跟随电路4实现阻抗匹配,信号采集电路系统Ⅱ对阻抗匹配后的肌电信号进行放大滤波以及A/D转换处理,最后通过无线通信模块50将肌电信号传入上位机客户端。本实施例装置具有穿戴方便、柔软的特点,适合每天24小时长期使用,满足康复、疾病等人机交互的需求。本实施例装置采用点阵式电极排列方式,尤其是采用射线式排列方式,对肌纤维走向不规则或较小肌群部位的电生理信号进行采集,可实现多维差分计算以提高空间滤波效果。

实施例七:

本实施例与前述实施例基本相同,特别之处在于:

在本实施例中,将实施例四和实施例五中的多通道圆盘电极阵列2采用矩阵式排列方式对圆盘电极进行排布设置时,按照每行或每列相同排列方式进行纵向或横向继续增加电极行数或列数,形成矩阵式排列方式的延展式的平面式多通道布局,以实现更多通道的肌电采集。

本实施例将柔性干电极模组Ⅰ、信号采集电路系统Ⅱ和附属组件Ⅲ集成在一片带有粘性的贴片中。柔性干电极模组Ⅰ与人体表面直接接触采集人体肌电信号,通过更多通道的多通道圆盘电极阵列2接触皮肤采集人体表面电生理肌电信号,通过电压跟随电路4实现阻抗匹配,信号采集电路系统Ⅱ对阻抗匹配后的肌电信号进行放大滤波以及A/D转换处理,最后通过无线通信模块50将肌电信号传入上位机客户端。本实施例装置具有穿戴方便、柔软的特点,适合每天24小时长期使用,满足康复、疾病等人机交互的需求。本实施例装置采用点阵式电极排列方式,尤其是采用矩阵式排列方式,对肌纤维呈线性规则排布或较小肌群部位的电生理信号进行采集,可实现多维差分计算以提高空间滤波效果。

实施例八:

本实施例与前述实施例基本相同,特别之处在于:

在本实施例中,粘性医用胶布10可装卸地覆盖在信号采集电路系统Ⅱ的柔性电路板基底1的一侧,封装成贴片式形状的柔性电极贴装置。粘性医用胶布10与信号采集电路系统Ⅱ的接触区域无粘性,粘性医用胶布10的边缘与皮肤接触的一定区域具有粘性。粘性医用胶布10的中心圆22与信号采集电路系统Ⅱ接触,且该区域无粘性,粘性医用胶布10中的边缘21宽度为50mm,粘性医用胶布10中的边缘21与皮肤接触的一定区域具有粘性;粘性医用胶布10的材料采用医用压敏粘性材料,使用该材料只需用拇指按压粘性胶布就能贴附于皮肤。本实施例的粘性医用胶布10覆盖在信号采集电路系统Ⅱ上,形成有源点阵式柔性电极贴装置,将该装置贴在需要监测的肌肉部位,粘性医用胶布10的有效粘性为一周,当粘性医用胶布10失去粘性,只需更换粘性胶布即可。

上面结合附图对本发明实施例进行了说明,但本发明不限于上述实施例,还可以根据本发明的发明创造的目的做出多种变化,凡依据本发明技术方案的精神实质和原理下做的改变、修饰、替代、组合或简化,均应为等效的置换方式,只要符合本发明的发明目的,只要不背离本发明有源点阵式柔性电极贴装置的技术原理和发明构思,都属于本发明的保护范围。

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