参数自适应调节的肌电反馈式电刺激仪的设计

功能性电刺激是脑卒中后导致的运动功能障碍患者康复治疗的有效手段,现有的功能性电刺激仪多采用被动式或参数恒定式刺激方式,治疗效果不佳.本文设计了一种基于表面肌电信号的参数自适应调节的生物反馈式电刺激仪.以放松状态和最大自主收缩状态的表面肌电信号均方根值为参考,用刺激间歇的表面肌电信号均方根值作为反馈信号调节下一刺激周期的脉宽和幅值.为了避免过度刺激造成疲劳和伤害,提出了基于特征Q值的疲劳检测算法,实时检测Q值变化并在肌肉达到疲劳阈值b时终止电刺激.实验结果:仪器可以输出频率、脉宽和幅值范围分别为 1～10 Hz,0.1～5 ms,5～30 mA的刺激波形,脉宽和幅值的实际输出值与设定值之间的绝对误差分别为 2.3%和 2.5%;相同刺激幅值下 12组负载上的电压和负载阻值线性拟合结果的相关系数为 0.9997,实现了恒流输出;仪器可以根据肌电均方根值调节脉宽和幅值,在检测到肌肉达到疲劳阈值(50%)时电刺激停止.