[实用新型]用于下肢康复评估的可穿戴式下肢信号采集系统

权利要求书

1.一种用于下肢康复评估的可穿戴式下肢信号采集系统，其特征在于，采用模块化设计，用于康复患者下肢运动信号、肌电信号和足底压力信号采集和发送；包括绑带模块、信号采集模块、信号处理模块、信号发送模块、供电模块；其中，绑带模块为一个环状绑带，用于固定在小腿上；信号采集模块以可拆卸的方式连接到绑带模块中，信号处理模块、信号发送模块、供电模块集成在绑带模块上；

所述信号采集模块、信号处理模块、信号发送模块、供电模块为系统硬件，其中：

信号采集模块包括足底信号采集模块和肌电信号采集模块，其中，足底信号采集模块由运动加速度传感器和足底压力信号采集单元构成，做成鞋垫形状，放置于鞋底内；肌电信号采集模块由柔性电极和肌电模拟前端组成；信号处理模块包含微处理器，信号发送模块包含蓝牙模块；供电模块由锂离子电池和稳压模块组成；系统的工作流程如下：

微处理器通过SPI总线与运动加速度传感器通信，得到运动信号，使用片内AD采样的方式与足底压力信号采集单元和肌电模拟前端通信，得到足底压力信号和肌电信号，发出采样指令；微处理器将上述运动信号、足底压力信号和肌电信号以协议包的方式，通过蓝牙模块发送至上位机进行后续处理。

2.根据权利要求1所述的可穿戴式下肢信号采集系统，其特征在于，其中：

所述肌电信号采集模块包括柔性电极和肌电模拟前端，用于采集和放大下肢康复患者肌电信号，所述柔性电极通过绑带模块固定在康复患者小腿腓肠肌或比目鱼肌；

所述运动加速度传感器由惯性测量单元构成，用于收集患者脚掌运动数据，以评估患者踝关节活动度和平衡能力；

所述足底压力信号采集单元由柔性导电胶带和柔性压阻传感材料组成，用于采集患者足底压力数据；

所述信号处理模块采用循环扫描的方式得到足底压力信号采集单元的模拟信号，和来自肌电模拟前端的肌电信号，进行片上AD转换，得到足底压力信号和肌电信号，同时，通过SPI总线与运动加速度传感器通信，得到运动信号；微处理器将上述足底压力信号，肌电信号和运动信号打包，以数据包的形式传输至蓝牙模块；

所述蓝牙模块通过协议将数据包无线传输至上位机；

所述供电模块为系统提供电源。

3.根据权利要求2所述的可穿戴式下肢信号采集系统，其特征在于，下肢信号采集系统可拆卸，不需要测量肌电数据时，固定在鞋末端。

4.根据权利要求2所述的可穿戴式下肢信号采集系统，其特征在于，所述足底压力信号采集单元包括上、中、下三层，以及采样电路；其中，上层为纵向排列的导电电极条层，其连接微处理器的AD转换口，下层为横向排列的导电电极条层，通过下拉电阻接地；上层纵向排列的导电电极条带与下层横向排列的导电电极条带的交叉点构成采样点；中层为压力传感材料层，压力传感材料以点状粘附在采样点处。

5.根据权利要求4所述的可穿戴式下肢信号采集系统，其特征在于，所述足底压力信号采集单元中，上层纵向排列的导电电极条为4-7根，下层横向排列的导电电极条为8-15根。

6.根据权利要求5所述的可穿戴式下肢信号采集系统，其特征在于，所述足底压力信号采集单元中，采样电路采用行列扫描的方式对各个采样点进行控制和采样。