本發(fā)明涉及一種可視化監(jiān)測(cè)和康復(fù)指導(dǎo)系統(tǒng)，更具體一點(diǎn)說，涉及一種基于腦肌機(jī)的盆底肌無創(chuàng)可視化監(jiān)測(cè)和康復(fù)指導(dǎo)系統(tǒng)，屬于醫(yī)療系統(tǒng)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

1、盆底肌對(duì)人體至關(guān)重要，它支撐著盆腔器官，控制排泄功能，維持陰道緊縮，并參與分娩過程。盆底肌障礙可能導(dǎo)致盆腔器官脫垂、尿失禁、排便困難及性生活質(zhì)量下降等問題，這會(huì)嚴(yán)重影響到患者的日常生活。因此，對(duì)患者而言，盆底肌康復(fù)顯得尤為重要，它有助于患者恢復(fù)盆底肌的功能，減輕相關(guān)癥狀，提高生活質(zhì)量。盆底肌康復(fù)設(shè)備在盆底肌的康復(fù)治療過程中扮演著舉足輕重的角色。

2、目前有的盆底肌監(jiān)測(cè)康復(fù)訓(xùn)練設(shè)備主要是插入式和無創(chuàng)兩種，但存在以下問題和缺陷：1)插入式的盆底肌監(jiān)測(cè)和康復(fù)設(shè)備需要一直將探頭插入患者的陰道進(jìn)行盆底肌信號(hào)的采集，這種插入式方法會(huì)使患者產(chǎn)生不適感；2)無創(chuàng)盆底肌康復(fù)設(shè)備采用電極片進(jìn)行肌電信號(hào)的采集，雖然避免了插入式的不適感，但在對(duì)盆底肌進(jìn)行無創(chuàng)監(jiān)測(cè)的過程中，肌電信號(hào)的采集受電極片數(shù)量和放置位置的限制，因盆底部位的個(gè)體差異往往容易產(chǎn)生電極片位置放置不準(zhǔn)，或者使用過程中電極片位置發(fā)生移位等問題，從而降低肌電信號(hào)采集的準(zhǔn)確性，降低康復(fù)訓(xùn)練效果；3)現(xiàn)有的無論是插入式還是無創(chuàng)的盆底肌康復(fù)設(shè)備，在每次監(jiān)測(cè)和康復(fù)訓(xùn)練的整個(gè)過程中時(shí)，探頭或者電極需要一直放置在盆底部位，患者都需要將自己的隱私部位一直暴露出來，既增加了患者的心理負(fù)擔(dān)，又降低了設(shè)備使用的便捷性；4)現(xiàn)有的康復(fù)設(shè)備對(duì)患者進(jìn)行盆底肌治療時(shí)主要采取輸出電流刺激的方式，這種被動(dòng)式刺激，能夠鍛煉到的肌肉有限，且無法修復(fù)由于神經(jīng)動(dòng)建立盆底肌運(yùn)動(dòng)的神經(jīng)通路。

3、中國(guó)專利申請(qǐng)公布號(hào)cn118787858a發(fā)明專利申請(qǐng)公開了一種盆底褲及盆底褲控制方法；包括：褲子本體、多個(gè)電極片和電刺激主機(jī)，所述電極片安裝在所述褲子本體上，所述電極片與所述電刺激主機(jī)有線連接，所述電刺激主機(jī)包括充電口、電刺激控制模塊、電極片連接口和主體功能模塊，所述充電口和所述電刺激控制模塊均所述主體功能模塊電連接，所述電刺激控制模塊與所述電極片連接口電連接；所述電極片包括位于大腿前側(cè)的四個(gè)電極片和位于臀部的四個(gè)電極片；所述位于大腿前側(cè)的四個(gè)電極片和所述位于臀部的四個(gè)電極片組成電刺激回路。該技術(shù)方案雖然采用了將電極片集成到褲子上的方式，考慮到了患者在接受治療過程中的隱私，但是該技術(shù)方案只考慮到了患者在接收電刺激過程中的隱私，并未考慮到在對(duì)患者盆底肌進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)過程中的隱私性等問題，存在一定局限性。

4、中國(guó)專利申請(qǐng)公布號(hào)cn117959630a發(fā)明專利申請(qǐng)公開了一種結(jié)合超聲波和電刺激的陰道治療系統(tǒng)及設(shè)備；包括：肌電數(shù)據(jù)采集模塊、控制器、超聲波-電刺激治療頭和治療設(shè)備本體；肌電數(shù)據(jù)采集模塊用于采集患者盆底肌表面的肌電數(shù)據(jù)；控制器用于對(duì)患者的肌電數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，根據(jù)預(yù)設(shè)的盆底肌癥狀類型確定策略確定患者的目標(biāo)盆底肌癥狀類型和對(duì)應(yīng)的目標(biāo)超聲波-電刺激治療模式；超聲波-電刺激治療頭用于根據(jù)目標(biāo)超聲波-電刺激治療模式對(duì)患者施加超聲波和電刺激治療。能夠結(jié)合超聲波的溫?zé)嵝?yīng)和電刺激的肌肉刺激效應(yīng)，協(xié)同減輕患者的疼痛感知，促進(jìn)組織修復(fù)，提高藥物滲透性，并通過控制器根據(jù)患者盆底肌表面的肌電數(shù)據(jù)，確定患者的癥狀類型，以采取相應(yīng)的治療模式。該技術(shù)方案通過獲取采集患者盆底肌表面的肌電數(shù)據(jù)，并分析患者的肌電數(shù)據(jù)生成對(duì)應(yīng)的超聲波電刺激治療方案，雖然能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)患者的盆底部位的肌電信號(hào)監(jiān)測(cè)和康復(fù)治療，但在對(duì)患者盆地部位進(jìn)行肌電信號(hào)監(jiān)測(cè)時(shí)采用插入探頭式監(jiān)測(cè)，不利于保護(hù)患者的隱私的同時(shí)便捷性不高，在對(duì)患者盆底部位進(jìn)行治療時(shí)采用電刺激的被動(dòng)式刺激方式，康復(fù)治療效果較差。

5、鑒于此，研發(fā)出一款既考慮到患者在治療過程中的隱私和便捷問題，又可以降低因電極放置位置不精準(zhǔn)而導(dǎo)致監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)誤差，同時(shí)也可以讓患者進(jìn)行運(yùn)動(dòng)想象和幫助患者主動(dòng)建立盆底肌運(yùn)動(dòng)的神經(jīng)通路的盆底肌康復(fù)監(jiān)測(cè)指導(dǎo)系統(tǒng)顯得尤為重要和迫切。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)問題，本發(fā)明提供具有能夠降低置于患者盆底皮膚表面信號(hào)采集過程中因患者盆底部位的個(gè)體差異產(chǎn)生的誤差，將肌肉電信號(hào)特征映射至腦電信號(hào)特征空間中，使腦電信號(hào)數(shù)據(jù)在盆底肌張力評(píng)估中具有應(yīng)用價(jià)值以及能夠避免了一直將肌電采集設(shè)備置于患者盆底部位，保護(hù)患者的隱私，方便患者使用等技術(shù)特點(diǎn)的一種基于腦肌機(jī)的盆底肌無創(chuàng)可視化監(jiān)測(cè)和康復(fù)指導(dǎo)系統(tǒng)。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

3、本發(fā)明一種基于腦肌機(jī)的盆底肌無創(chuàng)可視化監(jiān)測(cè)和康復(fù)指導(dǎo)系統(tǒng)，包括通信連接的肌電采集模塊、主控模塊、無線傳輸模塊、上位機(jī)以及置于患者頭部皮膚表面的腦電采集模塊；

4、所述肌電采集模塊、腦電采集模塊作用于人體，并將信息反饋給主控模塊，所述主控模塊與無線傳輸模塊間信息交互，所述無線傳輸模塊通過云服務(wù)器(阿里云平臺(tái))傳輸給上位機(jī)。

5、優(yōu)選的，所述肌電采集模塊包括通信連接的一號(hào)靜電保護(hù)電路、一號(hào)信號(hào)放大器、一號(hào)帶通濾波器、一號(hào)fir濾波器、監(jiān)測(cè)探頭或置于患者盆底皮膚表面的電極；

6、所述腦電信號(hào)采集模塊包括二號(hào)靜電保護(hù)電路、二號(hào)信號(hào)放大器、二號(hào)帶通濾波器、二號(hào)fir濾波器、電極帽或電極發(fā)帶。

7、優(yōu)選的，所述肌電采集模塊中置于患者判斷皮膚表面的電極為多通道的電極陣列，一號(hào)信號(hào)放大器為ina148共模電壓差分放大器，一號(hào)帶通濾波器的低頻截止頻率為0.5hz，高頻截止頻率為450hz，一號(hào)fir濾波器為去除50hz工頻干擾的一號(hào)fir陷波器；肌電采集模塊通過監(jiān)測(cè)探頭或者多通道的電極陣列采集患者的盆底肌信號(hào)，由于盆底肌信號(hào)為微弱隨機(jī)非平穩(wěn)的emg信號(hào)，為了提高信號(hào)的質(zhì)量，采集到的盆底肌信號(hào)先通過一號(hào)靜電保護(hù)電路屏蔽人體的靜電干擾，使用一號(hào)信號(hào)放大器對(duì)微弱信號(hào)進(jìn)行放大至03.3v區(qū)間(即可供主控模塊采集的范圍區(qū)間)內(nèi)，使用一號(hào)帶通濾波器去除直流分量和部分的高頻干擾并通過一號(hào)fir陷波器去除工頻干擾，最后輸入至主控模塊；

8、置于患者頭部皮膚表面的腦電采集模塊中，二號(hào)信號(hào)放大器為ina148共模電壓差分放大器，二號(hào)帶通濾波器的低頻截止頻率為0.5hz，高頻截止頻率為450hz，二號(hào)fir濾波器為去除50hz工頻干擾的二號(hào)fir陷波器；置于患者頭部皮膚表面的腦電采集模塊通過電極帽或者電極發(fā)帶采集患者的頭部皮膚的信號(hào)，由于腦電信號(hào)為微弱隨機(jī)非平穩(wěn)的eeg信號(hào)，為了提高信號(hào)的質(zhì)量，采集到的腦電信號(hào)首先通過靜電保護(hù)電路屏蔽人體的靜電干擾，隨后使用二號(hào)信號(hào)放大器對(duì)微弱信號(hào)進(jìn)行放大，放大至03.3v區(qū)間(即可供主控模塊采集的范圍區(qū)間)內(nèi)，使用二號(hào)帶通濾波器去除直流分量和部分的高頻干擾并通過二號(hào)fir陷波器去除工頻干擾，最后輸入至主控模塊。

9、優(yōu)選的，所述主控模塊包括通信連接的信號(hào)采集單元、信號(hào)存儲(chǔ)單元、信號(hào)傳輸單元、語(yǔ)音提示和指導(dǎo)單元，所述信號(hào)傳輸單元通過無線傳輸模塊與系統(tǒng)中其他模塊通信連接，所述信號(hào)采集單元用于獲取監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

10、優(yōu)選的，所述主控模塊包括微控制器stm32l151，所述信號(hào)采集單元包括通信連接的定時(shí)器模塊、dma模塊和adc模塊(微控制器stm32l151內(nèi)部的定時(shí)器模塊、dma模塊和adc模塊)，所述信號(hào)采集單元通過定時(shí)器模塊觸發(fā)adc采樣，并將采集的數(shù)據(jù)通過dma模塊傳輸至信號(hào)存儲(chǔ)單元中，在采集過程中，通過配置定時(shí)器模塊中定時(shí)器參數(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)進(jìn)行不同采樣率的采集；

11、所述信號(hào)存儲(chǔ)單元包括為sram(微控制器stm32l151內(nèi)部的sram)，所述信號(hào)存儲(chǔ)單元存放肌電采集模塊的肌電信號(hào)和置于患者頭部皮膚表面的腦電采集模塊的腦電信號(hào)；信號(hào)存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)定時(shí)器模塊的參數(shù)，進(jìn)而讀取信號(hào)的采樣率，以便于在上位機(jī)中對(duì)信號(hào)的還原以及信號(hào)的處理；信號(hào)存儲(chǔ)單元通過無線傳輸模塊接收來自上位機(jī)傳輸?shù)恼Z(yǔ)音康復(fù)指導(dǎo)數(shù)據(jù)包；

12、主控模塊中的信號(hào)傳輸單元根據(jù)不同的無線傳輸模塊將信號(hào)存儲(chǔ)單元中的數(shù)據(jù)打包成不同的數(shù)據(jù)格式，以便于對(duì)不同無線傳輸模塊的信號(hào)傳輸，同時(shí)接收來自不同無線傳輸模塊的數(shù)據(jù)，并對(duì)不同類型的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼；

13、主控模塊中的語(yǔ)音提示和指導(dǎo)單元實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音提醒患者進(jìn)行指定的監(jiān)測(cè)動(dòng)作，在指定的監(jiān)測(cè)動(dòng)作開啟語(yǔ)音提醒后，觸發(fā)定時(shí)器模塊(定時(shí)器)，信號(hào)采集單元開啟工作；語(yǔ)音提示和指導(dǎo)單元接收來自信號(hào)存儲(chǔ)單元中語(yǔ)音康復(fù)指導(dǎo)數(shù)據(jù)包，對(duì)患者進(jìn)行語(yǔ)音康復(fù)指導(dǎo)。

14、優(yōu)選的，所述無線傳輸模塊包括wifi模塊、藍(lán)牙模塊、nblot模塊中一種或多種，所述無線傳輸模塊與主控模塊連接；所述無線傳輸模塊能夠現(xiàn)全雙工通信，以及進(jìn)行數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送。

15、通過無線傳輸模塊接收來自主控模塊的信號(hào)，將來自主控模塊的信號(hào)上傳至云服務(wù)器，接受來自云服務(wù)器(阿里云)中的語(yǔ)音康復(fù)指導(dǎo)數(shù)據(jù)包，將來自自云服務(wù)器(阿里云)中的語(yǔ)音康復(fù)指導(dǎo)數(shù)據(jù)包傳輸至主控模塊。

16、優(yōu)選的，所述上位機(jī)為包括通信連接的云平臺(tái)單元、信號(hào)處理單元、基于腦電信號(hào)的盆底肌性能評(píng)估分級(jí)單元、訓(xùn)練指導(dǎo)方案制定單元、數(shù)據(jù)可視化單元；云平臺(tái)單元為pc、手機(jī)、平板設(shè)備中一種或多種；上位機(jī)中的云平臺(tái)單元用于挖掘云服務(wù)器中的數(shù)據(jù)以及將數(shù)據(jù)反饋上傳至云服務(wù)器中。

17、優(yōu)選的，所述上位機(jī)中的信號(hào)處理單元先對(duì)肌電信號(hào)數(shù)據(jù)和腦電信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取，然后對(duì)在同一動(dòng)作周期內(nèi)提取到的肌電信號(hào)特征和腦電信號(hào)特征進(jìn)行信息融合，將肌電信號(hào)的特征映射到腦電信號(hào)的特征空間中，以實(shí)現(xiàn)對(duì)腦電信號(hào)的特征分類和識(shí)別；上位機(jī)中的信號(hào)處理單元對(duì)肌電信號(hào)數(shù)據(jù)和腦電信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)域特征、頻域特征、時(shí)頻特征的提取。

18、優(yōu)選的，上位機(jī)中的基于腦電信號(hào)的盆底肌性能評(píng)估分級(jí)單元結(jié)合基于肌電信號(hào)的盆底肌性能評(píng)估分級(jí)模型和肌電信號(hào)至腦電信號(hào)的映射模型生成基于腦電信號(hào)的盆底肌性能評(píng)估分級(jí)模型；上位機(jī)中的訓(xùn)練指導(dǎo)方案定制單元根據(jù)患者的盆底肌張力評(píng)估等級(jí)，生成個(gè)性化制定語(yǔ)音康復(fù)指導(dǎo)數(shù)據(jù)包，語(yǔ)音康復(fù)指導(dǎo)數(shù)據(jù)包中包括指導(dǎo)方案的內(nèi)容和主控模塊中的語(yǔ)音提示模塊的參數(shù)，實(shí)現(xiàn)讓患者進(jìn)行盆底肌運(yùn)動(dòng)想象進(jìn)而幫助患者主動(dòng)建立盆底肌運(yùn)動(dòng)的神經(jīng)通路；上位機(jī)中的數(shù)據(jù)可視化單元顯示患者信息，患者信息包括靜息狀態(tài)下的平均肌力、最大收縮狀態(tài)下的最大肌力、經(jīng)ai評(píng)估后的盆底肌等級(jí)和康復(fù)指導(dǎo)建議。

19、優(yōu)選的，所述時(shí)域特征包括：均值、方差、標(biāo)準(zhǔn)差、最大值、最小值、過零點(diǎn)個(gè)數(shù)、最大和最小值差；所述頻域特征包括：直流分量、功率譜密度；所述時(shí)頻特征的提取采用小波分解、短時(shí)傅里葉變換、希爾伯特變換中一種或多種。

20、有益效果：

21、1、降低置于患者盆底皮膚表面信號(hào)采集過程中因患者盆底部位的個(gè)體差異產(chǎn)生的誤差。

22、2、將肌肉電信號(hào)特征映射至腦電信號(hào)特征空間中，使腦電信號(hào)數(shù)據(jù)在盆底肌張力評(píng)估中具有應(yīng)用價(jià)值。

23、3、利用采集患者腦部皮膚表面的信號(hào)，對(duì)患者進(jìn)行盆底肌狀態(tài)的評(píng)估和治療，避免了一直將肌電采集設(shè)備置于患者盆底部位，不僅能保護(hù)患者的隱私，方便患者使用。

24、4、通過運(yùn)動(dòng)想象進(jìn)行康復(fù)指導(dǎo)訓(xùn)練，幫助患者建立盆底肌運(yùn)動(dòng)的神經(jīng)通路，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)久有效的治療效果。