用于偏癱患者康復的理療裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術是一種用于偏癱患者低頻電脈沖電療和康復的新型理療裝置，它的組成成分包括脈沖放大器，刺激器，誘發肌電檢測裝置，普通肌電放大器，整流積分器，ＰＩＤ調節器和功率放大電路，操作時，用健側肢體的自發肌電作為控制器的輸入命令，控制器調節刺激器刺激患側對應肌肉，誘發肌電作為控制器反饋參數，調制刺激脈沖幅度實現對肌肉收縮的調節，使患側肌肉誘發肌電絕對平均值跟蹤自發肌電絕對值，健側帶動患側運動，該裝置調動了病人治療的積極性，使病人自己調節而主動參與治療過程。（*該技術在2008年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術是一種用于偏癱患者低頻電脈沖康復治療的儀器。目前對偏癱患者的偏癱麻痹肢體進行低頻電脈沖治療的控制方法主要是對刺激脈沖的幅度、頻率和脈沖寬度用正弦波、方波或某種隨機波形進行調制，即外加輸入信號的開環控制，從而使被刺激肌肉的收縮進行調節。然而，這些方法都是由治療者進行調節，患者是處于被動接受的狀態。而且開環控制無法對肌肉因受長時間刺激而產生的不穩定予以自動補償。調動患者自身的積極性，使患者完全參與到治療過程中的康復治療方法已被認為是一種有效的治療方法。使偏癱患者健側肢體的運動主動帶動患側肢體的電療方法，是以病人主動配合的出發點，迄今為止還未見有報導。本專利技術的目的是設計一種臨床使用方便可靠，所需成本不高的偏癱病人自行調節的低頻脈沖電療裝置。利用病人健側肢體的動作，通過該治療儀，帶動患者肢體運動，同時對電刺激肌肉的收縮進行閉環控制，保持刺激效果的穩定。本專利技術的原理是偏癱患者的健側肢體做某一動作，如下肢的足背屈時，將主動肌-脛骨前肌的肌電信號檢測出來，經過整流濾波得到肌電的平均絕對值(或稱肌電包絡)，以此作為刺激器的控制器的輸入信號。控制器的輸出用以調制刺激脈沖幅度。刺激器接至患側的脛骨前肌的支配神經-腓總神經，使肌肉收激收縮。將患側脛骨前肌的誘發肌電的平均絕對值作為控制器的閉環反饋信號。這樣刺激器根據輸入信號與反饋信號比較的結果使患側肌肉收縮，誘發肌電的平均絕對值，就跟蹤健測自發肌電的平均絕對值，患側即隨健側做足背屈運動。本專利技術的結構如圖1所示，仍以鍵側足背屈控制患側足背屈運動為例說明。(1)為健側下肢;(2)為患側下肢;(3)是在常用的間歇振蕩器基礎上加以改進的刺激器，它的特點是頻率、脈沖寬度可由外部調節，脈沖幅度由V3決定，改變幅度和負載對頻率和脈寬基本無影響;(4)是被刺激肌肉誘發肌電檢測器;(4)的輸出V3是誘發肌電的平均絕對值，相當于肌收縮張力，V3的范圍為0-5伏;(5)和(6)檢測自發肌電的平均絕對值，V2的輸出為0-5伏;(8)為閉環控制器，a1用于調節控制器輸出信號V2的比重，a2用于調節反饋信號V3的比重。調節a1和a2的目的是使患側足背屈程度與健側足背屈的程度相當。(8)中的“PID”為比例-積分-微分控制算法，比例系數為0.9左右，積分時間常數為40路V5＝3·V4，(9)的輸出電流由三級管下擴大到幾百毫安，為(3)提供足夠的輸出刺激能量。(a)中T1為中功率三級管，C1為470微法，R1為200歐姆小功率電阻，R2為20歐姆的2瓦電阻，5K和15K電阻為小功率電阻，運算放大器為通用運放;(7)為脈沖發生器，頻率范圍為20-40HZ，脈沖寬度為150-400微秒可調。本專利技術的關鍵在于(一)由(3)、(4)、(5)、(6)、(7)、(8)和(9)組成一個根據誘發肌電進行閉環控制的低頻電脈沖治療裝置，患者能通過健側的運動帶動患側肢體運動。(二)、(8)中PID調節器的系數設定為比例系數0.8-0.9，積分系數常數＝400毫秒、積分時間常數＝100-200毫秒，a1、a2的相對大小初步設定為a1/a2≈1.5。(三)、V5對(3)的刺激幅度的決定作用，使刺激幅度穩定、準確。本專利技術的操作程序如下1、準備工作刺激電極接至患側肢體被刺激肌肉的支配神經束的淺表處，誘發肌電和自發肌電電極接至患側和健側對應肌肉的體表處。調節a1/a2≈1.5。2、放松健側肢體，開機工作，然后患者力圖使兩側肢體作同樣的運動，如使雙腳按正常節奏并起和并放，刺激器就使患側肢體跟蹤健肢體運動。3、調節a1、a2值，使患側肌肉的收縮程度與健側肌肉的收縮程度相當。4、患者鍛煉的頻度和強度由病人自己的主動運動決定，也可由醫生指導。臨床試用結果表明，該裝置的優點是用偏癱患者完好的健側肢體帶動失出功能的患側肢體運動，病人可自己調節，調動了自身的治療積極性，樹立了信心。臨床應用方便，易于掌握。本專利技術可在醫院的康復理療，癱瘓者的功能助行，生物反饋治療和家庭理療中得到廣泛應用。 附圖說明圖1為低頻康復理療結構圖(1)為肌肉健側下肢，(2)為患側下肢，(3)為間歇振蕩刺激器，V5是幅度調制電壓，(4)為誘發肌電檢測裝置，V3是(4)的輸出電壓，(5)是普通肌電放大器，V1為輸出信號，是全波整流和積分電路，V2為輸出信號，(8)為閉環控制器，V4為輸出信號，(9)為功率放大器，V5是輸出電壓。權利要求1.一個由脈沖發生器(7)，刺激器(3)，誘發肌電檢測裝置(4)，普通肌電放大器(5)，整流積分電路(6)，閉環PID調節器(8)和功率放大電路(9)組成的低頻電脈沖理療裝置，其特征是偏癱患者側健肢體做主動運動時，肌肉的自發肌電對患側肢體的對應肌肉收縮量進行閉環控制，被刺激肌肉的誘發肌電作為反饋量，使健側運動帶動患側同步運動。2.根據權利要求1所說的閉路控制器(8)，其特征是PID算法中比例系數約為0.9，積分時間常數為400毫秒，微分時間常數約為100-200毫秒，a1比a2約為1.5。3.根據權利要求1所說的(9)與(3)的組合應用，其特征是(3)的輸出幅度可由(8)的輸出V4準確控制，調節刺激幅度與刺激脈沖和寬度的調節相互影響很小，(9)為一擴大輸出電流比例放大器，V5/V4＝3，C1＝470微法，R2為2瓦，20歐姆電阻。全文摘要本專利技術是一種用于偏癱患者低頻電脈沖電療和康復的新型理療裝置，它的組成成分包括脈沖放大器，刺激器，誘發肌電檢測裝置，普通肌電放大器，整流積分器，PID調節器和功率放大電路，操作時，用健側肢體的自發肌電作為控制器的輸入命令，控制器調節刺激器刺激患側對應肌肉，誘發肌電作為控制器反饋參數，調制刺激脈沖幅度實現對肌肉收縮的調節，使患側肌肉誘發肌電絕對平均值跟蹤自發肌電絕對值，健側帶動患側運動，該裝置調動了病人治療的積極性，使病人自己調節而主動參與治療過程。文檔編號A61N1/36GK1041883SQ8810712公開日1990年5月9日 申請日期1988年10月19日 優先權日1988年10月19日專利技術者王磊, 羅致誠 申請人:中國醫學科學院生物醫學工程研究所本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一個由脈沖發生器（７），刺激器（３），誘發肌電檢測裝置（４），普通肌電放大器（５），整流積分電路（６），閉環ＰＩＤ調節器（８）和功率放大電路（９）組成的低頻電脈沖理療裝置，其特征是偏癱患者側健肢體做主動運動時，肌肉的自發肌電對患側肢體的對應肌肉收縮量進行閉環控制，被刺激肌肉的誘發肌電作為反饋量，使健側運動帶動患側同步運動。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：王磊，羅致誠，
申請(專利權)人：中國醫學科學院生物醫學工程研究所，
類型：發明
國別省市：12[中國|天津]