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1、女性尿失禁生物反饋治療系統(tǒng)摘要目前,以生物反饋技術(shù)治療女性尿失禁在國外已經(jīng)開始應(yīng)用,但都是用電極采集肌電信號或者用壓力傳感器采集尿道括約肌和逼尿肌的收縮強(qiáng)度,通過數(shù)字信號處理后,用語音或者圖像提示患者?；颊吒鶕?jù)提示進(jìn)行有意識的肌肉訓(xùn)練。在電刺激治療方面,為了達(dá)到良好的治療效果而對一些不同的電刺激方案也有了一定的研究。本文對女性尿失禁的病因、生物反饋治療技術(shù)、電治療技術(shù)和肌電信號等進(jìn)行了全面的介紹。結(jié)合國外治療尿失禁的很多方法,充分利用生物反饋治療和電治療的優(yōu)點(diǎn),本文提出了一種采用肌肉信號檢測和電刺激治療相結(jié)合的生物反饋治療方法。本系統(tǒng)利用生物反饋技術(shù),采
2、集女性尿道括約肌和逼尿肌的肌電信號,對其進(jìn)行分析、處理。根據(jù)處理結(jié)果,輸出相應(yīng)劑量和頻率的電脈沖信號刺激尿道括約肌和逼尿肌,以達(dá)到治療女性壓力性、急迫性和混合性尿失禁的目的。系統(tǒng)的硬件部分包括肌電放大器、刺激器、數(shù)-模轉(zhuǎn)換部分、模-數(shù)轉(zhuǎn)換部分、USB控制部分和PC機(jī)。此肌電放大器的前置部分采用共模驅(qū)動,以達(dá)到提高其共模抑制比和輸入信號的動態(tài)范圍,以及抑制工頻干擾等作用,并采用線性光耦隔離。其放大器和刺激器共用電極。通過控制其放大器的輸入使能電路和刺激器的輸出使能電路,使之協(xié)調(diào)工作。系統(tǒng)的軟件部分包括單片機(jī)固件、USB驅(qū)動程序和PC機(jī)應(yīng)用軟件。單片機(jī)固件控
3、制著肌電信號的采集,刺激信號的輸出,以及與PC機(jī)通信等。PC機(jī)軟件控制系統(tǒng)運(yùn)行、對肌電信號的分析、處理、根據(jù)其刺激方案產(chǎn)生刺激信號,以及和單片機(jī)通信等。本系統(tǒng)采用積分肌電值(IEMG)算法提取其肌電信號強(qiáng)度。該強(qiáng)度與尿道括約肌和逼尿肌的收縮強(qiáng)度成線性關(guān)系。因?yàn)楸鞠到y(tǒng)是一個有純滯后的線性系統(tǒng),動態(tài)矩陣控制(DMC)算法作為一種預(yù)測控制算法可以直接應(yīng)用于本系統(tǒng),而無需添加附加的控制結(jié)構(gòu)。DMC算法在處理時滯對象時與PID算法相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)。【關(guān)鍵詞】生物反饋治療、尿失禁(UI)、肌電(EMG)、放大器、電刺激、刺激器AbstractAtpresent,a
4、lthoughthebiofeedbacktechnologieshavebeen,tosomeextent,appliedtotreatthefemaleurinaryincontinenceatabroad,theysampleEMGusingelectrodesorsampletheconstrictionintensityofurethraldetrusor-sphincterusingpressuresensors,andthenthroughthedigitalsignalprocess,thepatientscanbepromptedcon
5、sciouslytopracticethemuscularexercisesintheformofaudioorvideo.Intheaspectofelectro-stimulatingtherapy,avarietyofsolutionshavebeenstudiedtoobtainthefavorabletherapeuticeffectsThispapercomprehensivelyintroducesthepathogeniesofthefemaleurinaryincontinence,thebiofeedbacktherapytechno
6、logies,theelectro-therapyandtheEMG.Combiningwiththevariousforeignmethodsoftreatingtheurinaryincontinenceandmakingfulluseoftheadvantagesofbiofeedbacktherapyandelectro-therapy,thepresentpaperputsforwardabiofeedbacktherapymethodcombiningthedetectionofEMGwiththeelectro-stimulationthe
7、rapy.ThepresentsystemutilizesthebiofeedbacktechnologiestoanalyzeandprocesstheEMGsampledfromfemaleurethraldetrusor-sphincter.Accordingtotheresultsofprocess,thecorrespondingdoseandfrequencyofelectro-pulsesignalswillbeoutputtostimulatetheurethraldetrusor-sphinctertotreatthefemalestr
8、ess,urgentandmixedurinaryincontinenceThe
