CN1774201A - 可视地分析肌肉活动性水平的非侵入式传感器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种测量肌肉活动性的传感装置，包括：带电极(3)的接口；有源放大器(4)；和与数字/视频显示器(7)连接的电子电路(6)。

Description

可视地分析肌肉活动性水平的非侵入式传感器
技术领域
本发明涉及一种可视地分析肌肉活动性水平的新的(非侵入式的、轻的、人类工程学的、和便携式的)器械。
背景技术
人类肌肉活动性的经典研究，要求使用链接到探测单元的电缆。EMG活动性的记录，要么使用插入肌肉的针电极/导线，要么使用表面EMG电极。迄今为止，没有一种技术考虑了人类工程学(一种轻的、便携式的、和没有电缆的器械)、可视并彩色地、和非侵入式地用于估计随意的(诸如手或颈的运动)或非随意的(诸如震颤或张力障碍)肌肉活动性。本发明的器械，将极大地帮助并有利于病人的非侵入式追踪，和神经肌肉疾病的诊断。例如，像斜颈、手张力障碍、上肢震颤等疾病的诊断，将变得更容易。
发明内容
按照本发明的新型传感器，把直接固定在皮肤(2)上的有源微分肌电图描记电极，例如Delsys电极(www.delsys.com/products/electrodes.htm)，耦合到数字视频显示器，最好是耦合到半导体聚合物LED(7)。半导体聚合物LED(7)，是电致发光聚合物，例如是下面文献说明的一种：Braun D.，Semi-conducting polymer LEDs.Materials today.June 2002；ElsevierScience，pp.32-39。这些聚合物LED(7)是可弯曲的，并给出适合视频显示器(10)应用的通、断开关特性。
信噪比的改进得益于有源EMG电极的发展。这些电极直接固定在病人的皮肤(2)上。信号直接在皮肤(2)上放大，且滤波器能安设在放大器中。
具体实施方式
附图1到3画出该(非侵入式的、轻的、人类工程学的、和能供病人携带的)传感器的特性，该传感器能直接粘在病人的皮肤(2)上，以便表示病人肌肉(1)活动性水平的特征。EMG电极包括电极接口(3)、有源放大器(4)、电池(5)、连接至半导体聚合物LED(7)的电子电路(6)。
传感器的基本原理由图2给出，该传感器提供两种颜色的视频显示。EMG信号由此被放大和滤波。还可以使用检波器(8)或逆变器(11)。
图3给出按照本发明的(色EMG)传感器的一种变化，该传感器包括EMG活动性的数字显示器(10)。数字将按照EMG活动性水平出现。所述系统还包括用于直接可视显示的经典模拟变换器(9)。
按照本发明的传感器，给出如下优秀的特征。
本发明的(色EMG)传感器，固定在患有斜颈的病人颈部皮肤上。传感器把肌肉机能亢进的水平(选择的颜色取决于EMG活动性水平)，通知观察者。这种过程将改进诊断，有利于在机能紊乱的早期阶段给药。
本发明(色EMG)传感器的两个单元，分别固定在患有上肢震颤病人的挠侧腕屈肌的肌肉、和挠侧腕伸肌的肌肉上。在Parkinson疾病中，两个LED异步闪烁，而在Essential Tremor(特发性震颤)中，两个LED同步闪烁。此外，每一肌肉EMG活动性水平将借助色闪烁而出现。因此，本技术能以非侵入方式使用，或由一般的开业医生把两根细的导线电极引进病人肌肉，以侵入方式使用。
本发明可在临床检查中进行肌肉群活动性分析。把若干个(色EMG)传感器，在大腿和小腿平的表面上，固定在病人的下肢上。本技术将帮助神经学家识别步态中哪些肌肉活动过度，哪些肌肉活动不足。
此外，本传感器能诊断初期体位性震颤(POT)。如果当病人站立时(这种机能紊乱以频率13到18Hz的高频同步放电为特征)，把本发明的(色EMG)传感器固定在负重的肌肉平的表面上，则本发明的(色EMG)传感器将以高频(13到18Hz)闪烁。
可以用本传感器作肌阵挛检测。本发明的(色EMG)传感器将通过在皮肤上的闪烁，检测短暂的且非随意的收缩(通常持续时间小于150msec)。
康复专家的一个“梦想”，是在康复期中可视地且最好是非侵入地估计肌肉群(主缩肌/拮抗肌/协同肌)的活动性。本发明的(色EMG)传感器，将通过告知哪一块肌肉与其他肌肉比较是活动的，帮助实现这一任务。
另外，本发明的传感器，能非侵入地分析手移植后的肌肉活动性。这些病人需要服用免疫抑制药物。因此，通常应当避免使用针。本发明的(色EMG)传感器将帮助治疗师跟踪随后的恢复。
本发明的传感器，能非侵入地分析婴儿和儿童的EMG活动性，特别是在重症监护病房中。
还建议在运动中使用本发明的(色EMG)传感器，以估计肌肉收缩水平。
就研究方面的远景而言，传感器包括细的导线电极(插入肌肉中)，这样的(色EMG)传感器，将可用于分析神经肌肉疾病的肌肉活动性。有利的是，病人肌肉活动性的分析，将因使用按照本发明的传感器而得以改进，因为已知技术在传感器和记录设备之间需要长的连接装置，本发明的传感器与之比较，增加了信噪比。
本发明的最后一方面，涉及一种测量病人肌肉活动性的方法，本方法包括的步骤是，把按照本发明的传感装置带电极的接口，保持在病人皮肤上足够长的时间，以便测量并能够记录病人的肌肉活动性。
使用若干组插入肌肉的导线，或使用多通道针，本发明的色EMG将能同时分析不同肌肉纤维群的活动性、检测肌肉不同部分的活动过度或活动不足。

Claims (10)

1.一种测量肌肉活动性的传感装置，包括：带电极(3)的接口；有源放大器(4)；和与数字/视频显示器(7)连接的电子电路(6)。
2.按照权利要求1的传感装置，其中的视频显示器包括至少一个聚合物LED。
3.按照权利要求1或2的传感装置，其中的有源放大器(4)设有电池。
4.按照权利要求1到3任一项的传感装置，其中的电子电路(6)还包括无源滤波器。
5.按照权利要求4的传感装置，其中的电子电路(6)还包括无源滤波器。
6.按照前面权利要求2到5任一项的传感装置，该传感装置包括至少两个聚合物LED，且其中，在电子电路(6)和聚合物LED之一之间，安排一逆变器(11)。
7.按照权利要求1的传感装置，其中在电子电路(6)和数字/视频显示器(7)之间，安排一模拟变换器(9)。
8.按照前面权利要求任一项的传感装置，其中的接口(3)包括细的导线电极。
9.按照前面权利要求任一项的传感装置，该传感装置可由病人携带。
10.一种测量病人肌肉活动性的方法，本方法包括的步骤是，把按照前面权利要求任一项的传感装置带电极的接口，保持在病人皮肤上足够长的时间，以便测量并能够记录病人的肌肉活动性。
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