基于mems傳感器的可穿戴式足下垂治療儀的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種基于MEMS傳感器的可穿戴式足下垂治療儀，包括一條形束縛帶，所述條形束縛帶上設(shè)置有一電路板，所述電路板上設(shè)置有相互連接的微處理器及功能性電刺激模塊，所述微處理器經(jīng)第一導(dǎo)線與一傳感器連接，所述功能性電刺激模塊經(jīng)第二導(dǎo)線與一對電極片連接。本實用新型具有安全、方便、成本低、簡單快速、無場所限制、功耗低且體積小等特點。
【專利說明】
基于MEMS傳感器的可穿戴式足下垂治療儀
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實用新型涉及一種基于MEMS傳感器的可穿戴式足下垂治療儀。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，我國足下垂患者數(shù)量眾多，據(jù)統(tǒng)計，我國每年約增加200萬腦卒中患者，其中70%?80%腦卒中患者因殘疾不能獨立生活，這些患者由于行走困難，語言功能出現(xiàn)不同程度的障礙、日常生活無法自理以及無法進行正常的社會活動等，因而生活質(zhì)量受到很大程度的影響。足下垂(Foot Drop)是指患者踝關(guān)節(jié)無法產(chǎn)生背屈，走路時無法使腳背彎起的癥狀。足下垂患者在行走時腳趾拖地，與正常人的下肢差異很大，不僅行走不便，而且由于步態(tài)不正常容易造成摔倒。如果在康復(fù)訓(xùn)練時摔倒會造成二次中風(fēng)，導(dǎo)致更高的死亡率。功能性電刺激是應(yīng)用最為廣泛的足下垂治療方法。但傳統(tǒng)的功能性電刺激方法主要采用足底開關(guān)、壓力傳感器、角度傳感器來獲采集步態(tài)信息，從而得到電刺激時相。這些傳統(tǒng)的步態(tài)采集方法存在穿戴不舒服、受場所限制、設(shè)備容易損壞、采集的步態(tài)時相滯后性嚴重等問題，無法滿足實時性的要求。如何利用新技術(shù)、采用新方法使足下垂康復(fù)治療儀的穿戴更舒適，功能更強，幫助患者恢復(fù)正常的行走能力，以及減少其對家人和醫(yī)護人員的依賴，對于足下垂患者本人和家庭具有重要的意義，同時產(chǎn)生良好的社會效益。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種基于MEMS傳感器的可穿戴式足下垂治療儀，具有安全、方便、成本低、簡單快速、無場所限制、功耗低且體積小等特點。
[0004]為實現(xiàn)上述目的本實用新型采用以下技術(shù)方案實現(xiàn):一種基于MEMS傳感器的可穿戴式足下垂治療儀，其特征在于:包括一條形束縛帶，所述條形束縛帶上設(shè)置有一電路板，所述電路板上設(shè)置有相互連接的微處理器及功能性電刺激模塊，所述微處理器經(jīng)第一導(dǎo)線與一傳感器連接，所述功能性電刺激模塊經(jīng)第二導(dǎo)線與一對電極片連接。
[0005]進一步的，所述條形束縛帶上還設(shè)置有陣列式透氣孔。
[0006]進一步的，所述條形束縛帶的兩端設(shè)置有魔術(shù)貼。
[0007]進一步的，還包括一用于指示微處理器工作狀態(tài)的指示電路，所述指示電路的指示燈設(shè)置于所述電路板上。
[0008]進一步的，所述功能性電刺激模塊包括按鍵模塊、數(shù)字電位器模塊、boost升壓電路模塊、雙極性輸出電路、電壓采集模塊及保護模塊。
[0009]進一步的，所述傳感器為MPU6050傳感器。
[0010]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果:本實用新型的足下垂治療儀利用MEMS傳感器對步態(tài)進行采集、實現(xiàn)步態(tài)采集系統(tǒng)與功能性電刺激一體化；同時本實用新型采用條形束縛帶，不僅使用起來簡單快速、無場所限制，而且具有功耗低、體積小、穿戴美觀等優(yōu)點D
【附圖說明】
[0011 ]圖1是本實用新型一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2是本實用新型一實施例的系統(tǒng)框圖。
[0013]圖3是本實用新型一實施例的傳感器穿戴示意圖。
[0014]圖中:丨-條形束縛帶；2-電路板;3-微處理器;4-第一導(dǎo)線;5-傳感器;6-電極片;7_魔術(shù)貼;8-陣列式透氣孔;9-指示燈;10-功能性電刺激模塊;11-第二導(dǎo)線。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖及實施例對本實用新型做進一步說明。
[0016]請參照圖1，本實施例提供一種基于MEMS傳感器的可穿戴式足下垂治療儀，包括一條形束縛帶I，所述條形束縛帶I上設(shè)置有一電路板2，所述電路板2上設(shè)置有相互連接的微處理器3及功能性電刺激模塊10，所述微處理器3經(jīng)第一導(dǎo)線4與一傳感器5連接，于本實施例中，微處理器3具有I2C串口，第一導(dǎo)線4為I2C總線，所述功能性電刺激模塊10經(jīng)第二導(dǎo)線11與一對電極片6連接。如圖2所示為本實用新型的系統(tǒng)框圖，其中箭頭所示為信號傳輸方向，所述傳感器為MPU6050傳感器。
[0017]在使用過程中，將條形束縛帶I綁在使用者的小腿上，由于脛骨前肌為比較適宜刺激點，因此將電極片6貼在使用者的脛骨前肌處，如圖3所示，坐標系原點為傳感器5所在的位置;XZ平面為人體矢狀面，Z軸正方向為行走的方向。
[0018]于本實施例中，所述條形束縛帶I上還設(shè)置有陣列式透氣孔8，可使穿戴時，腿部的運動更靈活，同時能防止使用者在夏天穿戴時感到悶熱。
[0019]于本實施例中，所述條形束縛帶I的兩端設(shè)置有魔術(shù)貼7，使穿戴更為牢固。
[0020]于本實施例中，所述微處理器3為單片機處理器，還包括一用于指示所述微處理器3工作狀態(tài)的指示電路，所述指示電路的指示燈9設(shè)置于所述電路板上，外露于條形束縛帶I的表面以便觀察。
[0021]于本實施例中，所述功能性電刺激模塊10包括按鍵模塊、數(shù)字電位器模塊、boost升壓電路模塊、雙極性輸出電路、電壓采集模塊及保護模塊;其中，按鍵模塊包括系統(tǒng)的總關(guān)機和開機鍵，電刺激強度“+”、鍵，特別的，電路板外表面設(shè)置有安裝盒，安裝盒開設(shè)有通孔用于按鍵模塊中的各個按鍵露出；具體的，雙極性輸出電路與所述電極片6通過第二導(dǎo)線11連接。
[0022]本實用新型的工作原理如下:開啟開機鍵后，系統(tǒng)進行初始化，通過對設(shè)置于使用者腿部的傳感器5采集到的角速度信號進行處理，當(dāng)檢測到腳跟離地時，微處理器3發(fā)出開始電刺激輸出的控制信號，控制雙極性輸出電路輸出對稱雙極性脈沖(輸出波形相同、相位相差180度)；當(dāng)檢測到腳跟著地時，微處理器3發(fā)出停止電刺激輸出的控制信號，輸出對稱的雙向脈沖波。需要強調(diào)的是，為了讓使用者更方便調(diào)節(jié)而不受傳統(tǒng)治療儀有多個可調(diào)電刺激參數(shù)的困擾，本實用新型僅對電刺激的強度設(shè)置了調(diào)節(jié)范圍，其他電刺激參數(shù)都在標準范圍內(nèi)設(shè)置，共設(shè)置了 8個等級的電刺激強度。
[0023]電刺激性能如下:
[0024]電刺激方式:采用斷續(xù)波的刺激方式，在步態(tài)的擺動相進行刺激；
[0025]刺激包絡(luò)線:梯形刺激包絡(luò)線；
[0026]刺激頻率:電刺激頻率設(shè)計為33.3Hz ；
[0027]輸出刺激強度:OmA?10mA可調(diào)；
[0028]刺激位置:選擇脛骨前肌作為刺激的位置；
[0029]脈沖寬度:200us。
[0030]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，凡依本實用新型申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本實用新型的涵蓋范圍。
【主權(quán)項】
1.一種基于MEMS傳感器的可穿戴式足下垂治療儀，其特征在于:包括一條形束縛帶，所述條形束縛帶上設(shè)置有一電路板，所述電路板上設(shè)置有相互連接的微處理器及功能性電刺激模塊，所述微處理器經(jīng)第一導(dǎo)線與一傳感器連接，所述功能性電刺激模塊經(jīng)第二導(dǎo)線與一對電極片連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于MEMS傳感器的可穿戴式足下垂治療儀，其特征在于:所述條形束縛帶上還設(shè)置有陣列式透氣孔。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于MEMS傳感器的可穿戴式足下垂治療儀，其特征在于:所述條形束縛帶的兩端設(shè)置有魔術(shù)貼。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于MEMS傳感器的可穿戴式足下垂治療儀，其特征在于:還包括一用于指示微處理器工作狀態(tài)的指示電路，所述指示電路的指示燈設(shè)置于所述電路板上。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于MEMS傳感器的可穿戴式足下垂治療儀，其特征在于:所述功能性電刺激模塊包括按鍵模塊、數(shù)字電位器模塊、boost升壓電路模塊、雙極性輸出電路、電壓采集模塊及保護模塊。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于MEMS傳感器的可穿戴式足下垂治療儀，其特征在于:所述傳感器為MPU6050傳感器。
【文檔編號】A61N1/36GK205460479SQ201620115892
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年2月5日
【發(fā)明人】李玉榕, 杜民, 陳建國, 黃金蘭
【申請人】福州大學(xué)