基于嵌入式系統(tǒng)的便攜式腦卒中康復(fù)儀的設(shè)計(jì)

　　操作系統(tǒng)啟動(dòng)完畢后，系統(tǒng)自檢模塊加載各個(gè)外圍設(shè)備，并對(duì)設(shè)備進(jìn)行測(cè)試。設(shè)備自檢正常運(yùn)行之后，按給定的初始值對(duì)設(shè)備進(jìn)行參數(shù)初始化，等待治療過(guò)程的開始。治療程序運(yùn)行之前，用戶可以通過(guò)參數(shù)設(shè)置模塊修改治療參數(shù)，外設(shè)驅(qū)動(dòng)程序根據(jù)加載的參數(shù)配置外設(shè)。治療程序運(yùn)行過(guò)程中，通過(guò)實(shí)時(shí)處理模塊將采集到的肌電信號(hào)經(jīng)過(guò)濾波處理后顯示在屏幕上，實(shí)現(xiàn)肌電的視覺反饋；刺激模塊根據(jù)用戶設(shè)定的治療方式對(duì)患者進(jìn)行MMES或者FNS。
　　康復(fù)治療儀根據(jù)用戶的設(shè)定參數(shù)運(yùn)行，然后采集并顯示實(shí)時(shí)的肌電信號(hào)，將患者的肌電信號(hào)通過(guò)LCD反饋給患者。當(dāng)患者肌電超過(guò)預(yù)先設(shè)定的刺激閾值時(shí)，系統(tǒng)按照治療方案給予患者一次電刺激。在不同的治療模式下，系統(tǒng)提供不同的方式誘發(fā)電刺激。治療過(guò)程中，用戶可以根據(jù)患者的實(shí)際情況調(diào)節(jié)治療模式、刺激方式、強(qiáng)度、治療時(shí)間等參數(shù)以達(dá)到最好的效果。康復(fù)治療流程如圖3所示。

　　GUI是系統(tǒng)與用戶相互交流和溝通的平臺(tái)，是系統(tǒng)的重要組成部分。該康復(fù)儀GUI的首要功能是實(shí)現(xiàn)視覺信號(hào)的心理反饋?zhàn)饔谩？紤]到腦卒中患者肌電水平主要集中在200 μV以下，而正常EMG的范圍在2μV~2000 μV之間，坐標(biāo)縱軸的描繪運(yùn)用了對(duì)數(shù)函數(shù)變換。取對(duì)數(shù)函數(shù)：
　　Y=log₁₀(X)
　　當(dāng)X取值為10、100、1 000時(shí)，所對(duì)應(yīng)的Y值分別為1、2、3。即在X=10~100和X=100~1 000內(nèi)，Y的增量都等于1，這樣就可以在等間距的情況下突出2 μV~200 μV這部分的數(shù)值，又可以照顧到整個(gè)輸出范圍的要求。界面中，橫軸為時(shí)間，而且設(shè)計(jì)成1min剛好顯示1屏治療數(shù)據(jù)的方式。這樣使患者既能觀察到一段時(shí)間內(nèi)的治療情況，也有較充裕的時(shí)間來(lái)主動(dòng)活動(dòng)患肢，能誘發(fā)NMES進(jìn)行治療，而不會(huì)因?yàn)轱@示過(guò)快等造成視覺和身體的疲勞。主界面的設(shè)計(jì)結(jié)果如圖4所示。

　　便攜式腦卒中康復(fù)儀采用了嵌入式ARM-Linux系統(tǒng)及Qt/Ebedded開發(fā)設(shè)計(jì)，與目前國(guó)內(nèi)外同類儀器相比較，具有體積小、可靠性高、效率高、成本低、功耗低等特點(diǎn)，便于將治療儀推廣到社區(qū)醫(yī)院、鄉(xiāng)鎮(zhèn)醫(yī)院甚至患者家庭使用，符合我國(guó)醫(yī)療衛(wèi)生改革的發(fā)展要求，具有良好的應(yīng)用前景。
　　系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了在LCD上實(shí)時(shí)顯示采集到的肌電信號(hào)，并同時(shí)顯示刺激閾值；兩種電刺激輸出的各項(xiàng)參數(shù)均能達(dá)到預(yù)期水平；圖形用戶界面簡(jiǎn)便友好、操作方便，人機(jī)交互效果良好，完全能滿足腦卒中康復(fù)系統(tǒng)要求，達(dá)到了預(yù)期效果。