一种基于压力信号反馈的刺激区域可调的经皮电刺激电极片的制作方法

1.本技术涉及电脉冲技术应用领域，具体涉及应用经皮电刺激电极片。


背景技术：

2.经皮电刺激作用于人体的使用已经经历的较长时间的研究和发展，在现有主要的电刺激领域已经形成的成熟的应用和发展，其主要的应用方向有如下几个方面：（1）兴奋神经肌肉组织（2）促进局部血液循环（3）镇痛（4）促进组织再生在经皮电刺激有关的治疗的过程中，经常会遇到刺激效果有一定下降的情况，经常表现为受试者在使用同一刺激器在不同时间的刺激下，发现相关刺激处的肌肉振动发生了明显的变化，即相同刺激源的情况下，刺激处的肌肉收缩强度发生了改变，且刺激效果好坏和刺激处的肌肉收缩强度有着明显的正相关性。
3.经试验发现，有以下2个原因导致了上述问题：（1）刺激处的电极片贴合的位置发生了位移（2）刺激处的神经肌肉分布同人体体位、皮肤及肌肉的松弛状态发生了部分改变对于原因1可以通过重新粘贴电极片调整刺激处肌肉收缩强度，以达到较好的刺激状态，但对于原因2，就很难通过重新粘贴电极片达到调整刺激状态的效果。因为在刺激的过程中，刺激处的神经和肌肉分布时动态的，及随着体位、皮肤及肌肉的松弛程度发生改变，这样就可能达不到较好的刺激效果，同时原因2在任何年龄的人群中是普遍存在的。


技术实现要素：

4.为解决上述问题，本技术提供一种基于压力信号反馈的刺激区域可调的经皮电刺激电极片，其包括电阻式薄膜压力传感器、以及位于电阻式薄膜压力传感器表面的多个电极，所述多个电极至少为3个；所述电阻式薄膜压力传感器和多个电极均连接并配合电刺激器使用，并由所述多个电极贴合皮肤；所述的经皮电刺激电极片，其使用过程如下：（1）由电刺激器依次分别向其中两个电极输出等于或大于1秒的短时刺激，同时，相应的两个电极组成一组，对皮肤进行刺激；（2）上述的每组电极对皮肤进行刺激时，由电阻式薄膜压力传感器测量刺激处肌肉收缩强度，并将信号传输至电刺激器；由电刺激器选择刺激处肌肉收缩强度最大的电极组，并向其输出长时刺激；（3）电刺激器输出长时刺激时，由电阻式薄膜压力传感器测量刺激处肌肉收缩强度，若测量到刺激处肌肉收缩强度略低于短时刺激时的刺激处肌肉收缩强度，则长时刺激停止，重新进入短时刺激，循环重复步骤（1）（2）（3）。
5.进一步的方案是，所述多个电极为5个电极，分别为电极1、2a、2b、2c、和2d，由电极2a、2b、2c和2d围绕电极1等角度分布，且选择电极1和2a、电极1和2b、电极1和2c、电极1和2d分别组成电极组；所述的经皮电刺激电极片，其工作过程如下：（1）由所述电刺激器分别依次选择电极组1和2a输出t
12a
时长、电极组1和2b输出t
12b
时长、电极组1和2c输出t
12c
时长、电极组1和2d输出t
12d
时长的短时刺激，t
12a
=t
12b
=t
12c
=t
12d
=τ，其中τ≥1秒；同时，通过所述电阻式薄膜压力传感器测量t
12a
、t
12b
、t
12c
、t
12d
对应的时刻t的压力信号p
12a
（t）、p
12b
（t）、p
12c
（t）、p
12d
（t），并传输至电刺激器，并由电刺激器计算t
12a
、t
12b
、t
12c
、t
12d
对应时间内压力信号平均值p
12a
、p
12b
、p
12c
、p
12d
，经比较得出其最大值,也即比较得出刺激处肌肉收缩强度最大的电极组；(1)比较得出刺激处肌肉收缩强度最大的电极组后，若该电极组为电极组1和2c，对应的压力信号平均值为p
12c
，由电刺激器选择向电极组1和2c输出t'
12c
时长为n1τ的长时刺激，其中n1为正整数，同时测量每个τ时间内的平均值p'
12c
，并记录其最小值p'
12c-min
，若p'
12c-min
《η*p
12c
，则长时刺激停止，重新进入短时刺激，重复（1）（2）（3）的过程，其中n1≥1，η∈[0.7,0.9]。
[0006]
通过上述可知，由电刺激器首先输出短时刺激，并通过电阻式薄膜压力传感器，找出肌肉收缩强度最大的电极组，然后对该电极组输出正常情况下的长时刺激，保证了刺激效果。同时配合电阻式薄膜压力传感器，由电刺激器判断长时刺激时的肌肉收缩强度是否减弱，若减弱，重新进入短时刺激，找出肌肉收缩强度最大的电极组进行长时刺激，达到优化刺激效果的作用，保证刺激处肌肉收缩强度最大。
[0007]
此种方法对比电极1和电极2a、2b、2c、2d同时输出刺激信号，具有刺激区域选择可控和刺激电流最小化的优点，可以更加安全的刺激。
[0008]
作为另一种对比情况，如果将电极2a、2b、2c、2d短路连通，刺激电流会流经最小阻抗的区域，无法控制刺激区域，只能通过增加刺激电流强度，才能达到刺激处肌肉收缩强度最大的状态。
附图说明
[0009]
图1 电极片布局及接线示意图；图2 电极片及电刺激器连接示意图；图3 基于压力信号反馈的输出电极组合时序示意图。
具体实施方式
[0010]
现结合本技术的实施例作进一步说明，其仅由于说明本技术的技术方案，并非用于限定本技术的保护范围。凡在本技术原则内所作的任意修改、等同替换、该进等，均包含在本技术的保护范围内。
[0011]
一种基于压力信号反馈的刺激区域可调的经皮电刺激电极片，如图1、2所示，此电极片包含电阻式薄膜压力传感器3、电极1和电极2a、2b、2c、2d及对应的接线为f、g、c、b、d、e、a，并由接线a~g将电阻式薄膜压力传感器3、电极1、2a、2b、2c和2d与电刺激器4连接。
[0012]
电极1、2a、2b、2c和2d都位于电阻式薄膜压力传感器3的表面，并由电极1、2a、2b、2c和2d接触皮肤使用。电极1在电极2a、2b、2c、2d的正中处，可以为圆形或其它形状，电极2a、2b、2c、2d围绕电极1外且等角度分布，电极1分别和电极2a、2b、2c、2d都有一定的间隙，即不短路连接。
[0013]
由电极1和2a、电极1和2b、电极1和2c、电极1和2d分别组成电极组，且每次由电刺激器4对其中一个电极组输出刺激信号。
[0014]
结合图3，具体刺激过程如下：（1）由电刺激器4分别依次选择电极组1和2a输出t
12a
时长、电极组1和2b输出t
12b
时长、电极组1和2c输出t
12c
时长、电极组1和2d输出t
12d
时长的短时刺激，t
12a
=t
12b
=t
12c
=t
12d
=τ，达到选择电极片内不同的刺激区域的目的，其中τ≥1秒。
[0015]
（2）在短时刺激情况下，测量t
12a
、t
12b
、t
12c
、t
12d
对应的时刻t的压力信号p
12a
（t）、p
12b
（t）、p
12c
（t）、p
12d
（t），并计算t
12a
、t
12b
、t
12c
、t
12d
对应时间内压力信号平均值p
12a
、p
12b
、p
12c
、p
12d
，经比较得出其最大值，也即比较得出刺激处肌肉收缩强度最大的电极组。
[0016]
（3）比较得出刺激处肌肉收缩强度最大的电极组后，若该电极组为电极组1和2c，对应的压力信号平均值为p
12c
，由电刺激器4选择向电极组1和2c输出t'
12c
时长为n1τ的长时刺激，其中n1为正整数，同时测量每个τ时间内的平均值p'
12c
，并记录其最小值p'
12c-min
，若p'
12c-min
《η*p
12c
，则长时刺激停止，重新进入短时刺激，重复（1）（2）（3）的过程，其中n1≥1，η∈[0.7,0.9]。
[0017]
上述刺激过程中，短时刺激和长时刺激所使用经皮电脉冲刺激信号的即为双极性脉冲信号，不限于矩形脉冲信号或者正弦信号。
[0018]
所述的电极1、2a、2b、2c和2d，其表面可以用水凝胶等亲肤的导电材料同皮肤接触，底部可以用石墨层等导电材料同其接线压紧即可。电阻式薄膜压力传感器3上除电极外的区域用泡棉胶覆盖。
[0019]
本技术的优点是，通过上述刺激过程，即通过选择不同的电极组而选择不同的刺激区域，同时利用电阻式薄膜压力传感器3进行压力信号反馈，得知刺激效果，并且由电刺激器4不断的对反馈压力信号进行检测，达到优化刺激效果的作用，使刺激处肌肉收缩强度最大。

技术特征：
1.一种基于压力信号反馈的刺激区域可调的经皮电刺激电极片，其特征在于：包括电阻式薄膜压力传感器、以及位于电阻式薄膜压力传感器表面的多个电极，所述多个电极至少为3个；所述电阻式薄膜压力传感器和多个电极均连接并配合电刺激器使用，并由所述多个电极贴合皮肤；所述的经皮电刺激电极片，其使用过程如下：由电刺激器依次分别向其中两个电极输出等于或大于1秒的短时刺激，同时，相应的两个电极组成一组，对皮肤进行刺激；上述的每组电极对皮肤进行刺激时，由电阻式薄膜压力传感器测量刺激处肌肉收缩强度，并将信号传输至电刺激器；由电刺激器选择刺激处肌肉收缩强度最大的电极组，并向其输出长时刺激；电刺激器输出长时刺激时，由电阻式薄膜压力传感器测量刺激处肌肉收缩强度，若测量到刺激处肌肉收缩强度略低于短时刺激时的刺激处肌肉收缩强度，则长时刺激停止，重新进入短时刺激，循环重复（1）（2）（3）。2.根据权利要求1所述的一种基于压力信号反馈的刺激区域可调的经皮电刺激电极片，其特征在于：所述多个电极为5个电极，分别为电极1、2a、2b、2c、和2d，由电极2a、2b、2c和2d围绕电极1等角度分布，且选择电极1和2a、电极1和2b、电极1和2c、电极1和2d分别组成电极组；所述的经皮电刺激电极片，其工作过程如下：（1）由所述电刺激器分别依次选择电极组1和2a输出t
12a
时长、电极组1和2b输出t
12b
时长、电极组1和2c输出t
12c
时长、电极组1和2d输出t
12d
时长的短时刺激，t
12a
=t
12b
=t
12c
=t
12d
=τ，其中τ≥1秒；同时，通过所述电阻式薄膜压力传感器测量t
12a
、t
12b
、t
12c
、t
12d
对应的时刻t的压力信号p
12a
（t）、p
12b
（t）、p
12c
（t）、p
12d
（t），并传输至电刺激器，并由电刺激器计算t
12a
、t
12b
、t
12c
、t
12d
对应时间内压力信号平均值p
12a
、p
12b
、p
12c
、p
12d
，经比较得出其最大值,也即比较得出刺激处肌肉收缩强度最大的电极组；（2）比较得出刺激处肌肉收缩强度最大的电极组后，若该电极组为电极组1和2c，对应的压力信号平均值为p
12c
，由电刺激器选择向电极组1和2c输出t'
12c
时长为n1τ的长时刺激，其中n1为正整数，同时测量每个τ时间内的平均值p'
12c
，并记录其最小值p'
12c-min
，若p'
12c-min
<η*p
12c
，则长时刺激停止，重新进入短时刺激，重复（1）（2）（3）的过程，其中n1≥1，η∈[0.7,0.9]。

技术总结
本申请涉及电脉冲技术应用领域，具体涉及应用经皮电刺激电极片，其包括电阻式薄膜压力传感器、以及位于电阻式薄膜压力传感器表面的多个电极，所述多个电极至少为3个；所述电阻式薄膜压力传感器和多个电极均连接并配合电刺激器使用，并由所述多个电极贴合皮肤。本申请由电刺激器首先输出短时刺激，并通过电阻式薄膜压力传感器，找出肌肉收缩强度最大的电极组，然后对该电极组输出正常情况下的长时刺激，保证了刺激效果。同时配合电阻式薄膜压力传感器，由电刺激器判断长时刺激时的肌肉收缩强度是否减弱，若减弱，重新进入短时刺激，找出肌肉收缩强度最大的电极组进行长时刺激，达到优化刺激效果的作用，保证刺激处肌肉收缩强度最大。最大。最大。


技术研发人员：刘业海 华仁军
受保护的技术使用者：合肥智法自然电子科技有限公司
技术研发日：2021.12.29
技术公布日：2022/3/8