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采用表面阵列电极的人体前臂电刺激仿真研究 被引量:4
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作者 黄涛 徐琦 +2 位作者 何际平 周厚纶 王熠钊 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第3期416-421,共6页
表面阵列电极在改进刺激选择性和控制能力方面具有优越性能,而触点大小和间距是对刺激范围和深度影响最大的因素。针对手功能康复需求,在建立前臂同心圆柱层次模型的基础上,利用有限元仿真得到直流阴极表面电刺激下前臂组织内神经纤维... 表面阵列电极在改进刺激选择性和控制能力方面具有优越性能,而触点大小和间距是对刺激范围和深度影响最大的因素。针对手功能康复需求,在建立前臂同心圆柱层次模型的基础上,利用有限元仿真得到直流阴极表面电刺激下前臂组织内神经纤维的胞外电势分布,采用神经纤维激励函数表征外加电场对神经轴突电活动的影响。通过仿真研究不同触点尺寸和排列方式的阵列电极设计,采用激励函数峰值和半宽度评价刺激效果。结果表明,当阵列电极触点尺寸由12 mm增大到14 mm,间距由6 mm减小到2 mm时,被激活的靶组织区域面积增大了169.36 mm2,使得刺激选择性变差;而大小触点交叉排列的结构设计能使激活的靶组织区域面积减小至少89.52mm2,有助于提高刺激选择性能,从而为表面阵列电极的优化设计提供理论指导。 展开更多
关键词 神经肌肉电刺激 表面阵列电极 激励函数 刺激选择性
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采用表面阵列电极的神经肌肉电刺激系统设计与优化 被引量:3
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作者 徐琦 胡能宇 +1 位作者 周厚纶 王熠钊 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第2期169-177,共9页
表面阵列电极在改进刺激选择性和控制能力方面具有优越性能,其中电极设计和刺激波形对于神经肌肉电刺激效果具有重要影响。针对手功能康复需求,采用大小电极触点交叉排列的表面阵列电极,对人体前臂组织实施直流阴极刺激;基于人体前臂的... 表面阵列电极在改进刺激选择性和控制能力方面具有优越性能,其中电极设计和刺激波形对于神经肌肉电刺激效果具有重要影响。针对手功能康复需求,采用大小电极触点交叉排列的表面阵列电极,对人体前臂组织实施直流阴极刺激;基于人体前臂的简化层次模型,通过有限元法仿真人体前臂组织的电场分布,使用神经纤维激励函数表征外加电场对神经轴突电活动的影响。在此基础上,选择前臂深层神经纤维激励函数的峰值和半宽度乘积之比作为靶向性能评价函数,利用粒子群算法对表面阵列电极的触点尺寸和间距进行优化设计。结果发现,当大、小触点尺寸分别为9.80和10.72 mm时,阵列电极的靶向性能最优,靶向性能评价函数最大值为11 252.68 V/m4。对比不同刺激波形作用下随时间变化的人体前臂深层神经纤维激励函数最大值,发现矩形波刺激下神经纤维激励函数最大值可达3.448 V/m2,稍高于其他刺激波形,有利于神经纤维的激活,从而为表面阵列电极设计和制定刺激处方提供理论指导。 展开更多
关键词 表面阵列电极 激励函数 优化设计 粒子群算法
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柔性同心圆差分阵列表面肌电电极研制 被引量:9
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作者 董中飞 陈香 +1 位作者 邓浩 张永强 《电子测量与仪器学报》 CSCD 2012年第4期359-366,共8页
设计了一种阵列式表面肌电信号采集系统。整个采集系统包括表面肌电电极阵列和信号调理电路两部分。电极阵列基于柔性印刷板工艺,电极载体材料(聚酰亚胺,130μm)具有较高的机械柔性,适用于各种弯曲的皮肤表面。肌电电极采用同心圆差分... 设计了一种阵列式表面肌电信号采集系统。整个采集系统包括表面肌电电极阵列和信号调理电路两部分。电极阵列基于柔性印刷板工艺,电极载体材料(聚酰亚胺,130μm)具有较高的机械柔性,适用于各种弯曲的皮肤表面。肌电电极采用同心圆差分的空间滤波结构,可有效提高表面肌电信号的MUAP区分度。信号调理电路对电极采到的肌电信号进行放大和滤波。实验表明,所设计的电极装置可以采集到MUAP分辨力较高的表面肌电信号,并适用于脸部肌肉等弯曲度比较大的部位。 展开更多
关键词 表面肌电电极阵列 同心圆差分 空间滤波 柔性电路板
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阵列式表面肌电信号采集仪 被引量:7
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作者 赵章琰 陈香 +1 位作者 雷培源 杨基海 《电子测量与仪器学报》 CSCD 2009年第12期88-93,共6页
采用阵列式电极,通过空间滤波方法可提高表面肌电信号的MUAP分辨能力。本文实现的阵列式表面肌电信号采集仪由表面肌电电极阵列、信号调理电路和数据采集部分构成。表面肌电电极阵列实现了镀金圆盘式和弹簧探针式两种类型,信号调理电路... 采用阵列式电极,通过空间滤波方法可提高表面肌电信号的MUAP分辨能力。本文实现的阵列式表面肌电信号采集仪由表面肌电电极阵列、信号调理电路和数据采集部分构成。表面肌电电极阵列实现了镀金圆盘式和弹簧探针式两种类型,信号调理电路对电极上的肌电信号进行放大和滤波,数据采集部分将调理后的信号转换成数据并进行显示和存储。电极阵列和前级信号调理电路集成在一起,有效的降低了微弱信号通过导线传输所引入的干扰。通过实验,验证了这种阵列式表面肌电采集仪在研究肌肉中动作电位传播和利用空间滤波提高MUAP分辨力的可行性,并证实了镀金圆盘式电极在降低噪声方面、弹簧探针式电极在缩短MUAP时长方面的优势。 展开更多
关键词 表面肌电电极阵列 镀金圆盘 弹簧探针 空间滤波 MUAP时长
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