基于认知再学习疗法的脑卒中康复治疗系统的设计及临床试验

针对脑卒中患者运动功能康复问题,提出认知再学习疗法、肌电视觉反馈疗法和肌电触发神经肌肉电刺激疗法三者结合的运动功能康复复合疗法,开发了一种基于嵌入式技术的脑卒中康复治疗系统以实现复合疗法。以Advanced RISC Machines (ARM) 9处理器S3C2440为控制核心,利用sEMG采集电路实现对脑卒中患者患肢肌电信号实时采集,并通过触摸显示模块实现肌电信号可视化,同时将采集到的信号与所设定的阈值相比较,根据比较的结果决定是否触发NMES刺激电路以实现有效的肌肉电刺激。软件设计运用Linux+QT平台开发,实现肌电参数的处理和显示,以及刺激参数的设置。采用脑卒中康复治疗系统对急性脑卒中患者(n=8)进行上肢运动功能治疗,试验结果表明接受系统康复治疗的试验组FMA上肢评分高于对照组(n=8, P<0.05),肌力分级水平也得到一定的提高。脑卒中康复治疗系统性能稳定,可显著改善脑卒中患者运动功能障碍。     

基于双侧训练理论的对侧控制功能性电刺激对脑卒中上肢偏瘫患者运动功能的影响

目的:分析脑卒中上肢偏瘫患者应用基于双侧训练理论的对侧控制功能性电刺激对上肢运动功能、腕关节活动度及表面肌电的影响.方法:择取鹤壁市人民医院于 2020年 8 月至 2022 年 8 月期间收治的 114 例脑卒中上肢偏瘫患者作为研究对象,随机分组,各 57 例,对照组给予常规康复训练,实验组增加基于双侧训练理论的对侧控制功能性电刺激.4 w后,对比两组患者上肢运动功能、腕关节活动度、表面肌电图.结果:训练后,实验组患者上肢、腕部、手部分值均高于对照组(P＜0.05);训练后,实验组患者腕关节桡偏、尺偏、背伸、掌屈活动度均高于对照组(P＜0.05);训练后,实验组患者三角肌前束平均肌电值(Averaged electromyography,AEMG)、冈上肌AEMG、斜方肌上部AEMG均高于对照组(P＜0.05).结论:基于双侧训练理论的对侧控制功能性电刺激能够有效提高脑卒中上肢偏瘫患者上肢运动功能,改善腕关节活动度及上肢神经传导速度.     

基于低频电刺激诱发表面肌电信号的肌肉疲劳度研究

目的 通过对肌肉疲劳过程中非诱发表面肌电(surface electromyography,sEMG)信号和诱发表面肌电信号的研究分析,寻找有效评价肌肉疲劳的分析测量方法.方法 对7名受试者进行自主运动和电刺激两种致肌疲劳的实验,并在两组实验中分别记录电刺激诱发与非诱发肌电信号,然后对每组信号进行傅里叶变换求取功率谱和近似熵.结果 随着疲劳的产生,两组实验诱发信号的频谱曲线左移效果优于非诱发信号,近似熵分析中电刺激组诱发信号出现先上升后下降的变化,自主运动组诱发信号则呈现单调递减的趋势.结论 低频电刺激诱发表面肌电信号更适于测量肌疲劳的动态变化.相对于传统功率谱,近似熵分析方法更适于处理电刺激诱发的表面肌电信号.     

肌电反馈磁场治疗仪的研制

目的：研制可用于神经损伤治疗的肌电反馈磁场治疗仪器。方法：采用自动控制理论和电磁场理论将肌电传感器采集磁场作用后的人体肌电信号作为反馈信号，利用单片机进行磁场强度以及波形的自动调整。结果：对所研制的肌电反馈式磁场治疗仪进行测试，可产生磁感应强度0～50mT、频率1—100Hz的正弦、方波和三角波；已经用于刺激动物神经的实验研究，得到了许多有意义的研究结果。结论：肌电反馈磁场治疗仪的研制将提供患者个体差异的自适应治疗，确保了最佳的临床治疗效果。     

基于肌电特征提取的智能电刺激仪

为了改善常规电刺激仪的刺激参数不准确、缺少主动治疗模式等缺陷,设计开发了生物反馈式智能电刺激仪。将肌电反馈控制与电刺激相结合,对患者运动肌群的电信号进行无创测量和特征值提取,以肌电特征值作为反馈量控制电刺激仪的输出。创新地实现了基于Delta-sigma技术的肌电信号特征提取及肌电反馈控制,可准确获取肌电特征值,实现了电刺激治疗的智能化,促使患者主动参与训练和治疗;采用刺激电流双向检测技术和可编程式触摸屏人机交互,使刺激参数准确量化。经实验可知:仪器已达到设计要求,实现了既定的功能。     

生物刺激反馈治疗女性压力性尿失禁:可提高轻、中度压力性尿失禁时盆底肌肉收缩表面肌电值

背景:女性盆底肌生物反馈治疗仪已广泛应用于压力性尿失禁的治疗,其原理是利用从患者身上测量的肌电信号,并结合生物反馈技术和电疗技术来治疗女性尿失禁。目的:探讨盆底生物刺激反馈治疗对女性压力性尿失禁的治疗效果。方法:采用盆底生物刺激反馈治疗仪治疗30例轻、中度压力性尿失禁女性患者,治疗时间4-8周,设置刺激参数60 Hz、20-60 mA,反馈12 s指导患者收缩盆底肌肉,分析治疗前后患者盆底肌肉2 s快速收缩表面肌电最大值、盆底肌肉持续10 s收缩表面肌电平均值、盆底肌肉60 s耐受收缩表面肌电平均值变化,并观察每天漏尿次数。结果与结论:患者治疗后盆底肌肉2 s快速收缩表面肌电最大值、盆底肌肉持续10 s收缩表面肌电平均值、盆底肌肉60 s耐受收缩表面肌电平均值等较治疗前有明显增高(P0.05)、平均每日漏尿次数较治疗前明显减少(P0.05)。结果证实,盆底生物刺激反馈治疗可明显增加女性轻、中度压力性尿失禁患者盆底肌肉收缩表面肌电值,疗效较好。     

采集表面肌电信号应用于动作识别的可行性

背景：文献表明上肢前臂运动时所产生的表面肌电信号具有非线性特征,而肢体运动时肌电信号又呈现出非平稳特性。 目的：设计一种简单的拾取电路采集表面肌电信号,拟应用于动作肌电信号的特征识别。 方法：根据表面肌电信号的特点,设计高共模抑制比的前端放大电路,抑制共模干扰;采用低通滤波电路,有源双T带阻滤波器对信号进行去噪处理;对采集得到的信号进行小波包变换,得到信号的特征量。 结果与结论：所设计的表面肌电信号检测电路具有较高共模抑制比,并能有效地滤除50 Hz工频信号,可以满足肌电信号采集电路的基本要求。肌电信号的处理结果表明采用子频段能量值的方法可以区分手部4种不同动作。     

经穴位电刺激下的表面肌电信号特征分析

目的:探究人体穴位电刺激与相关肌肉活动的关系,通过对经穴刺激诱发的表面肌电信号进行特征分析,阐明经穴电刺激下的肌电信号时域、频域特征参数变化与肌肉的激活程度、疲劳程度之间的定量关系,为康复工程和运动医学研究提供参考依据。方法:以8名健康青年志愿者为研究对象,设计穴位电刺激和自主收缩两种实验模式,采集记录两种模式下对应的指伸肌和尺侧腕屈肌的表面肌电信号,提取表面肌电信号均方根值、平均功率频率、中值频率等特征值,并分析其功率谱变化。通过配对t检验,分析经穴电刺激和自主动作模式的肌电信号特征差异。结果:在经穴电刺激模式下,对应的表面肌电信号均方根幅度增大,且经穴电刺激后,肌电信号的谱分布向高频方向移动,肌电的平均功率频率和中值频率随着刺激时间的延长保持稳定。结论:表明对曲池穴和内关穴位电刺激,能够激活对应的指伸肌和尺侧腕屈肌更多的快肌纤维,使肌肉激活程度提高,对缓解肌肉疲劳具有一定作用。     

生物反馈的一种对照方案——保持肌电稳定

在肌电生物反馈训练中,尤其在需要告知受试者反馈训练的目的时,反馈的指令和训练过程中成功的体验常混淆实验组和对照组的比较。为了克服这些混淆因素,本文设计了一种保持训练肌肉的紧张性稳定的对照方案,作为训练哮喘受试者额面肌肉放松实验的对照。用声音作为反馈信号,对于对照组,只要肌电信号稳定在基线上下的一定范围内,反馈信号的音调就下降,当肌电超出规定范围时,反馈信号的音调就增加;对于实验组,反馈信号与肌电大小成正比,即肌肉紧张性下降时,反馈信号的音调下降,肌肉紧张性上升时,     

基于Linux的嵌入式脑卒中康复治疗仪系统设计

介绍了一种针对有运动功能障碍的脑卒中患者的电刺激康复治疗仪设计。系统以ARM9S3C2440为处理核心,并以生物反馈的神经生理学方法为基础,集体表面肌电(sEMG)信号采集、显示和神经肌肉电刺激(NMES)功能为一体,通过在系统中移植嵌入式Linux系统,在平台上采用Qt/Embedded图形界面设计工具,完成康复治疗仪系统的设计。初步实验证明康复治疗仪系统运行稳定。