人體肌肉電刺激器的研究與設(shè)計(jì)

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摘要 人體運(yùn)動(dòng)功能性障礙是偏癱患者與其他肌肉萎縮以及神經(jīng)病人中最常見(jiàn)的臨床表現(xiàn)之一，嚴(yán)重影響著患者的日常生活能力，給患者帶來(lái)了極大的生理與心理痛苦。與此同時(shí)，也給其家庭和社會(huì)造成了沉重的負(fù)擔(dān)。電刺激作為一種運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)治療方法廣泛應(yīng)用于臨床。在國(guó)內(nèi)雖然電刺激儀器很多，但大部分要么刺激電極極少，要么輸出參數(shù)不便調(diào)節(jié)，對(duì)于實(shí)際臨床應(yīng)用來(lái)說(shuō)，由于個(gè)體差異，刺激參數(shù)往往都是因人而異的，因此實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中方便參數(shù)設(shè)置是個(gè)很重要的問(wèn)題，但大部分儀器都缺少這樣的功能。
本文首先介紹了目前國(guó)內(nèi)外肢體運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)研究的現(xiàn)狀，在此基礎(chǔ)上闡述了人體功能電刺激器的研究設(shè)計(jì)的意義。之后，從現(xiàn)有的市場(chǎng)上的電刺激器入手，了解和闡述它們的作用，工作方式及其相應(yīng)的特點(diǎn)。然后使用單片機(jī)MSP430F169及常用的電子元器件設(shè)計(jì)和搭建硬件基礎(chǔ)。先劃分各個(gè)功能模塊，然后在Protel平臺(tái)上設(shè)計(jì)電路，從而實(shí)現(xiàn)所需的功能。在IAR的基礎(chǔ)上進(jìn)行單片機(jī)程序的編寫(xiě)，同時(shí)通過(guò)軟件解決按鍵抖動(dòng)、LCM液晶顯示等的問(wèn)題。最后，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析和說(shuō)明。

關(guān)鍵字：MSP430 肌肉電刺激器 功能電刺激

Research and design of human muscle stimulator
Abstract Human movement functional disorder is one of the most common clinical manifestation of patients with hemiplegia and other muscle atrophy and neurological patients.In patients with a serious impact on the ability of daily life, has brought great physical and psychological pain, To the patient at the same time, but also to the family and society caused heavy burden.Electrical stimulation as a recovery of motor function method is widely used in clinical treatment.In China although electrical stimulation instrument a lot, but most are either stimulating electrodes, or output parameters inconvenient regulation, for clinical application, because of individual differences, the stimulation parameters are often differ from man to man, so the practical application of the process to facilitate the setting of parameters is a very important problem, but most of the instruments are the lack of this function.
This paper firstly introduces the current situation at home and abroad and the recovery of limb function research, elaborated on the basis of research and design of electrical stimulator of human functional significance.Then, starting from the electrical stimulator existing on the market, understand and explain their role, working mode and its characteristics.Then use the MCU MSP430 and the commonly used electronic components design and build the hardware foundation.Dividing each function module, the design of circuit. Preparation of SCM procedures on the basis of IAR. Finally, the experimental results are described.

Key words : MSP430 Electrical muscle stimulator FES


目錄
第一章 緒論 1
1.1 課題研究背景及意義 1
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 2
1.3 本文的主要工作 3
第二章 電刺激理論及相關(guān)產(chǎn)品 4
2.1 電刺激基本原理 4
2.1.1 常用的人體電刺激法 4
2.1.2 低頻脈沖電刺激儀 4
2.1.3 電刺激治療機(jī)理 6
2.2 數(shù)字波形的發(fā)生原理 7
2.3 電刺激器的相關(guān)產(chǎn)品 9
2.3.1 KT-90A型神經(jīng)肌肉電刺激儀 9
2.3.2 健身用肌肉電刺激儀 10
2.3.3 吞咽神經(jīng)肌肉電刺激儀DK-802C 11
第三章 肌肉電刺激器的硬件設(shè)計(jì) 13
3.1 單片機(jī)的基礎(chǔ)介紹 13
3.2 硬件設(shè)計(jì)平臺(tái)——PROTEL 15
3.3 單片機(jī)最小系統(tǒng) 16
3.3.1 單片機(jī)電源電路的設(shè)計(jì) 16
3.3.2 復(fù)位電路設(shè)計(jì) 17
3.3.3 單片機(jī)時(shí)鐘電路 18
3.3.4 JTAG接口電路設(shè)計(jì) 19
3.4 V/I轉(zhuǎn)換電路模塊 19
3.5 人機(jī)交互接口模塊設(shè)計(jì) 21
3.5.1 鍵盤輸入模塊 21
3.5.2 點(diǎn)陣顯示器LCM12864接口 23
第四章 肌肉電刺激器的軟件設(shè)計(jì) 25
4.1 MSP430開(kāi)發(fā)環(huán)境介紹 25
4.2 程序流程圖的設(shè)計(jì) 25
4.3 單片機(jī)的初始化 26
4.4 鍵盤消抖問(wèn)題 27
4.5 DAC模塊的使用 28
4.6 單片機(jī)與LCM12864顯示的相關(guān)例程 31
4.7本章小結(jié) 34
第五章 工作總結(jié)及展望 35
致謝 36
參考文獻(xiàn) 37