[发明专利]一种基于单臂的心电、表面肌电和惯性信息联合采集装置

说明书

本发明公开了一种基于单臂的心电、表面肌电和惯性信息联合采集装置，包括肌电采集模块、心电采集模块、惯性测量模块、处理系统、数据存储模块和电源模块；心电采集模块和肌电采集模块分别采集单臂的心电和表面肌电信号，并进行滤波和放大，再输送至处理系统；惯性测量模块被配置为采集单臂多自由度惯性信息，并输送至处理系统；处理系统被配置为基于所述多自由度惯性信息数据，自适应调整处理参数，二次处理肌电和心电信号，并将处理结果存储在数据存储模块；电源模块被配置为装置提供能量。本发明体积小巧、固定方便、测量快捷，能够高可靠地采集心电和单臂表面肌电信号，特别适用于残疾人或患者和运动状态下等非常态场景的信号采集。

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，尤其涉及一种基于单臂的心电、表面肌电和惯性信息联合采集装置。

背景技术

表面肌电信号sEMG(surface ElectroMyoGraphy)是肌肉收缩时伴随的电信号，可以理解为多块肌肉产生的电信号在人体表面时间和空间上的综合，体现了肌肉对神经冲动的响应，反映了神经和肌肉的功能状态，是一种在体表无创检测肌肉活动的重要信息。sEMG信号广泛应用于肌肉运动、肌肉损伤诊断、康复医学以及运动体育等方面。另外，正常的人体心脏，在生命活动中呈现的是由规律性、特征性的心电曲线，而心脏器质病变和功能性改变，必然在心电信号上有所改变，呈现出病态的心电曲线。因此，定期观察心电信号，对疾病预防和诊断有重要的临床意义。

表面肌电信号和心电信号典型值一般为1mV。而从皮肤表面含有多种噪声干扰，如工频干扰，信号往往能达到1V甚至更高。因此必须对其进行滤波和放大等处理。现有的技术手段，是先硬件对采集的表面肌电信号和心电信号进行放大和滤波处理，然后经控制器按照设定的采样频率进行采样和AD转换，再按固定参数从算法进行软件滤波和放大。这种方式按固定的参数进行软件滤波和放大信号，未考虑个体差异和运动状态下信号的变化情况。残疾人或患者，信号差异与正常人较大；现有技术手段并未从源头减少噪声信号。此外，现有心电信号采集装置，一般配备多个心电电极，固定于四肢和胸腔部位，测量步骤较为繁琐。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种基于单臂的心电、表面肌电和惯性信息联合采集装置，能快速采集、自适应不同人体差异和运动状态，且高保真、高可靠地采集心电和单臂肌电信号。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是开发一种能够高保真、自适应不同人体差异和运动状态的便携式的基于单臂的心电、表面肌电和惯性信息联合采集装置。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于单臂的心电、表面肌电和惯性信息联合采集装置，包括肌电采集模块、心电采集模块、惯性测量模块、处理系统、数据存储模块和电源模块；所述肌电采集模块被配置为采集单臂表面肌电信号，并滤波和放大后输送至所述处理系统；所述心电采集模块被配置为采集心电信号，并滤波和放大后输送至所述处理系统；所述惯性测量模块被配置为采集多单臂自由度惯性信息，并输送至所述处理系统；所述处理系统被配置为基于所述多自由度惯性信息数据，自适应调整处理参数，二次处理所述肌电采集模块和所述心电采集模块输送的信号，并将处理结果存储在所述数据存储模块；所述电源模块被配置为所述处理系统、所述惯性测量模块、所述肌电采集模块和所述肌电采集模块提供能量。

进一步地，至少配置一个所述肌电采集模块；每个所述肌电采集模块包括两个差分肌电电极，单个或多个所述肌电采集模块共用一个参考电极。

进一步地，所述差分肌电电极和所述参考电极为0.5cm²～1cm²的圆形镀金铜片。

进一步地，所述肌电采集模块的所述差分肌电电极和所述参考电极嵌入电磁屏蔽支架。

进一步地，所述惯性测量模块为九轴惯性测量单元，被配置为采集三轴加速度、三轴角加速度和三轴磁力计信息。