[实用新型]电子神经假体步态矫正和助行系统

说明书

技术领域

本实用新型是一种步态矫正系统，特别是涉及一种电子神经假体步态矫正和助行系统。 

背景技术

由中枢神经系统损伤如中风、脑外伤、脊椎损伤和疾病、脑瘫等导致的足下垂等异常步态，会严重影响患者的步行能力，甚至危及安全。研究表明导致这些异常步态的原发因素为肌肉失神经支配，即由于神经系统损失神经传输受阻导致肌肉无力或瘫痪。电子神经假体是利用功能性电刺激(FES)代替大脑发出的神经冲动，来支配控制失神经的肢体肌肉，达到肌肉活动来完成需要的生理功能。电子神经假体助行系统是通过功能性电刺激来代替腓总神经来支配胫前肌等活动完成足背屈动作，实现帮助行动不便的足下垂人士行走。 

中国专利公开号：CN101496748A，公开日2009年8月5日，公开了一种功能性电刺激FES助行人工神经假体装置，包括依次相连的单片机、D/A 转换器、恒流源、波形翻转单元、刺激电极，还包括与单片机相连的功能键、显示单元，所述单片机连接到波形翻转单元，所述恒流源连接为其供电的电源模块。此技术方案虽然能够产生刺激性的波形，但是此波形的刺激效果与患者的配合不佳，不能产生有效的刺激，导致此技术方案有较大的缺陷。 

发明内容

本实用新型的目的是为解决现有技术波形的刺激效果与患者的配合不佳，不能产生有效的刺激的问题，提供一种通过功能性电刺激来代替腓总神经来支配胫前肌等活动完成足背屈动作，实现帮助行动不便的足下垂人士行走的电子神经假体步态矫正和助行系统。 

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种电子神经假体步态矫正和助行系统，包括功能性刺激器、用于和人体相固定的绑带和电极片，所述的电极片与所述的功能性刺激器电连接，所述的功能性刺激器与所述的绑带活动连接，所述的电子神经假体步态矫正和助行系统还包括无线足底步态传感器，所述的无线足底步态传感器与所述的功能性刺激器通讯连接。本实用新型中的无线足底步态传感器可以检测使用者的步态信息，通过检测不同的步态信息给出不同的控制信号，针对不同的使用者能够给出不同的刺激信号，适合各种使用者和使用者的各个不同的阶段，其中，功能性刺激器起到，一是通过采集步态传感器数据并结合算法，在特定步态时机即患足摆动相时，发出特定的功能性电刺激波形，刺激患者的神经肌肉以达到预期目的即产生足背屈帮助行走；二是具有记录患者使用日志功能即记录每天使用时间、刺激步行次数、行走距离等的作用。无线足底步态传感器则起到检测患足跟步态时机，并将预置步态时机信号发送给功能性刺激器。 

作为优选，所述的功能性刺激器为双向平衡脉冲波功能性刺激器。双向平衡脉冲波功能性刺激器在一个脉冲周期中能够输出包含正负两种极性的波形，且正负电荷相等，保证了使用者可以进行长时间的使用，不会产生一般矫正仪器由于长时间输出单极性的脉冲，导致人体皮肤和肌肉电解受到损伤的情况；同时本使用新型输出的正负波形，可以为不对称的波形，这样就使得，每个脉冲周期中正向波形和负向波形对应使用者的刺激有了较大的不同，能够更好地刺激使用者，对使用者的康复和治疗有较好的效果。 

作为优选，所述的功能性刺激器由内置的电池及电源管理电路供电，包括时钟电路、存储器、人机交互装置、升压电路、处理器、无线通讯模块、摆动传感器、人体负载检测电路和刺激控制电路，所述的无线通讯模块、时钟电路、存储器、人机交互装置和摆动传感器均与所述的处理器电连接，所述升压电路的输入端与所述的电池及电源管理电路输出端连接，所述升压电路的输出端与所述刺激控制电路的输入端连接，所述刺激控制电路的输出端与所述的电极片连接，所述刺激控制电路的监测端与人体负载检测电路的输入端连接，人体负载检测电路的输出端与处理器连接，所述刺激控制电路的控制端、升压电路的控制端均与所述的处理器连接。这样设置，保证了本实用新型中功能性刺激器可以与无线足底步态传感器配合，通过摆动传感器监测人腿的摆动加速度，整合多种参数与算法，达到完善脉冲波形刺激，满足各种使用者不同医疗阶段的需求。 

作为优选，所述的刺激控制电路包括输出电流控制电路、H桥驱动电路和电流调节电路，所述的输出电流控制电路的输入端与处理器连接，所述H桥驱动电路的输入端与所述输出电流控制电路的输出端连接，所述H桥的控制端与所述的处理器连接，所述H桥驱动电路的接地端通过电流调节电路接地，所述H桥驱动电路的输出端与电极片连接，所述人体负载检测电路的输入端与所述电流调节电路电连接，所述电流调节电路的控制端与所述输出电流控制电路的输出端连接。这样设置，可以控制双相平衡波调制的脉宽、极性，能产生不同PWM来控制输出电流的幅度，符合不同使用者的要求。