表面肌电信号作为同步信号的体外膈肌起搏器的研发

成果基本信息
关键词：	体外隔肌起博器;表面肌电信号;同步信号;人机同步
成果类别：		技术成熟度：
体现形式（基础理论类）：		体现形式（应用技术类）：	无
成果登记号：	GK17577	资源采集日期：	2017-11-22

研究情况
单位名称：	广州雪利昂生物科技有限公司	技术水平：
评价证书号：	穗科验字2017第0374号	评价单位：	广州市科技创新委员会
评价日期：	2017.06.15	评价证书号：	穗科验字2017第0374号

转化情况
转让范围：		推广形式：	无
已转让企业数（个）：	0

联系方式
联系人（平台）：	孵化基地	联系人（平台）电话：	0771-3394012
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成果简介
项目名称：表面肌电信号作为同步信号的体外隔肌起搏器的研发　　项目来源：广州市科技创新委员会　　项目编号：2017010160292 　　本项目针对体外膈肌起搏器同步信号的难题，通过采集吸气肌表面肌电信号，进行多级放大，并滤除高频噪音、极化电极、伪迹、工频及其谐波干扰，然后通过产生的同步信号，实现人和体外膈肌起搏器同步，研制出新产品体外膈肌起搏器，并实现在CODP、肺心病、呼吸等疾病治疗方面的应用。　　1、技术内容及性能指标　　（1）采集吸气肌的表面肌电信号；　　（2）进行包络计算，使用均方根算法实现，采取包络值大于阈值表示肌肉收缩，阈值根据一定时段包络值的均值确定；　　（3）产生同步信号，利用同步信号触发体外膈肌起搏器的信号输出。　　完成了表面肌电信号的采集分析处理、体外膈肌起搏器，该起搏器使用表面肌电产生的同步信号控制治疗信号的输出，达到良好的人机同步。　　产品的主要性能指标： A.治疗时间在5min～120min内可分档设定，允差±10%；　　B.脉冲频率 30Hz、35Hz、40Hz、45Hz和50Hz可设定，允差±10%；　　C.输出脉冲幅度输出脉冲幅度分档可调，每档位增量应不大于1.0V，负载阻抗为510Ω时，输出脉冲幅度应不大于30V；　　D.脉冲宽度为应200μs，允差±10%；　　E.输出闭锁在电源中断后再恢复通电时，除最小位置外，不得有输出；　　F.开路电压开路测量，输出峰值电压必须不超过500V 　　2、已解决的关键技术问题　　表面膈肌肌电信号非常微弱，健康个体在平静呼吸时表面电极所测膈肌肌电幅值约为10～100μV，极易受多种噪声的影响。同时，由于解剖的差异性，膈肌肌电受电极与膈肌的距离以及膈肌肌纤维分布密度等的影响，不同个体之间、同一个体不同时间之间段膈肌肌电幅值也可能存在较大差别。为保证高精度测量膈肌肌电信号并预留一定裕量，所需测量范围将高达103以上。病房其他医疗仪器会产生大量的工频等电磁干扰，加之电极与膈肌接触电阻较大且不确定，对电路的共模抑制比和极化电压抑制能力也提出非常高的要求。　　膈肌肌电信号微弱并受多种因素的影响（如心脏、胃肠等肌性器官及胸腹肌肉的电活动、电极位置移动等的干扰），获取稳定的膈肌肌电信号难度较大。肋间外肌和胸大肌的表面肌电信号采集时也受心电信号的很大干扰。由于表面肌电图采集呼吸相关肌肉的肌电信号时受心电等信号的干扰很严重，难于提取到纯洁的肌电信号，使得呼吸肌表面肌电图应用受限。　　经过大量的研究，本项目提供的表面肌电信号作为同步信号触发体外膈肌起搏器的方法，成功的实现了表面肌电作为同步信号触发体外膈肌起搏器的信号输出，实现了良好的人机同步。　　3、技术创造性与先进性　　（1）理论创新　　本项目没有使用以呼吸为信号作为同步信号，而是在通过大量调查研究后采用采集难度比较高的表面肌电信号作为体外膈肌起搏器的同步信号，所提供的信号更为精确和稳定。　　（2）技术创新　　本项目通过滤除各种干扰信号后，将采集到的表面膈肌信号作为人机同步的信号，解决了难以使用表面膈肌肌电信号的难题，改进了传统产品与使用者呼吸不同步的缺陷，能够实时地根据人体的呼吸状况提供相应的呼吸支持及膈肌的适当刺激，实现更好的人机同步、减少人机对抗，为呼吸疾病患者提供呼吸肌群康复锻炼，缓解症状，改善生活质量治疗效果更为突出。　　（3）应用创新　　本项目产品相比传统产品，能治疗更多的疾病，如CODP、肺心病、肺尘、呼吸衰竭、支气管哮喘、肺动脉高压、呼吸机诱导的膈肌功能不全等；可适用的医院科室也非常多，如呼吸科、急症科、神经内科、ICU、康复科等。此外，产品设备精度高，易于推广应用。　　4、知识产权　　获得了授权发明专利1件，软件著作权1件；申请发明专利2件，实用新型专利3件。　　5、应用情况　　本项目产品可在CODP、肺心病、呼吸衰竭、支气管哮喘、肺动脉高压、呼吸机诱导的膈肌功能不全等方面使用，适用范围广泛。产品经中山大学肿瘤防治中心、广东南方医药对外贸易有限公司、江苏瑞海康联医疗科技有限公司等多家单位应用。用户评价：呼吸困难缓解，排痰量增加，膈肌中枢驱动减少，膈肌疲劳缓解，肺功能改善；产品质量可靠，外观整洁、色泽均匀、无缺陷；配件良好，相互连接牢靠；产品的文字和标识清晰、准确、牢固。

成果名称：	表面肌电信号作为同步信号的体外膈肌起搏器的研发	关键词：	体外隔肌起博器;表面肌电信号;同步信号;人机同步
成果类别：		一级分类名称：	医疗器械
二级分类名称：		三级分类名称：
研究起止时间：	2016.05 至2017.04	成果体现形式（应用技术类）：	无
成果属性：		成果体现形式（基础理论类）：
技术成熟度：		技术水平：
研究形式：		学科分类1：
单位名称：	广州雪利昂生物科技有限公司	学科分类2：	320.24
中图分类号1：		所属高新技术类别：
中图分类号2：	R541.7	课题来源：
应用行业：		课题立项名称：
国家科技计划子类别：		课题立项编号：	2017010160292
经费实际投入额（万元）：	313.00	评价单位：	广州市科技创新委员会
评价形式：	无	应用状态：	无
评价日期：	2017.06.15	转让范围：
评价证书号：	穗科验字2017第0374号	推荐单位：
推广形式：	无	成果登记号：	GK17577
成果简介：	项目名称：表面肌电信号作为同步信号的体外隔肌起搏器的研发　　项目来源：广州市科技创新委员会　　项目编号：2017010160292 　　本项目针对体外膈肌起搏器同步信号的难题，通过采集吸气肌表面肌电信号，进行多级放大，并滤除高频噪音、极化电极、伪迹、工频及其谐波干扰，然后通过产生的同步信号，实现人和体外膈肌起搏器同步，研制出新产品体外膈肌起搏器，并实现在CODP、肺心病、呼吸等疾病治疗方面的应用。　　1、技术内容及性能指标　　（1）采集吸气肌的表面肌电信号；　　（2）进行包络计算，使用均方根算法实现，采取包络值大于阈值表示肌肉收缩，阈值根据一定时段包络值的均值确定；　　（3）产生同步信号，利用同步信号触发体外膈肌起搏器的信号输出。　　完成了表面肌电信号的采集分析处理、体外膈肌起搏器，该起搏器使用表面肌电产生的同步信号控制治疗信号的输出，达到良好的人机同步。　　产品的主要性能指标： A.治疗时间在5min～120min内可分档设定，允差±10%；　　B.脉冲频率 30Hz、35Hz、40Hz、45Hz和50Hz可设定，允差±10%；　　C.输出脉冲幅度输出脉冲幅度分档可调，每档位增量应不大于1.0V，负载阻抗为510Ω时，输出脉冲幅度应不大于30V；　　D.脉冲宽度为应200μs，允差±10%；　　E.输出闭锁在电源中断后再恢复通电时，除最小位置外，不得有输出；　　F.开路电压开路测量，输出峰值电压必须不超过500V 　　2、已解决的关键技术问题　　表面膈肌肌电信号非常微弱，健康个体在平静呼吸时表面电极所测膈肌肌电幅值约为10～100μV，极易受多种噪声的影响。同时，由于解剖的差异性，膈肌肌电受电极与膈肌的距离以及膈肌肌纤维分布密度等的影响，不同个体之间、同一个体不同时间之间段膈肌肌电幅值也可能存在较大差别。为保证高精度测量膈肌肌电信号并预留一定裕量，所需测量范围将高达103以上。病房其他医疗仪器会产生大量的工频等电磁干扰，加之电极与膈肌接触电阻较大且不确定，对电路的共模抑制比和极化电压抑制能力也提出非常高的要求。　　膈肌肌电信号微弱并受多种因素的影响（如心脏、胃肠等肌性器官及胸腹肌肉的电活动、电极位置移动等的干扰），获取稳定的膈肌肌电信号难度较大。肋间外肌和胸大肌的表面肌电信号采集时也受心电信号的很大干扰。由于表面肌电图采集呼吸相关肌肉的肌电信号时受心电等信号的干扰很严重，难于提取到纯洁的肌电信号，使得呼吸肌表面肌电图应用受限。　　经过大量的研究，本项目提供的表面肌电信号作为同步信号触发体外膈肌起搏器的方法，成功的实现了表面肌电作为同步信号触发体外膈肌起搏器的信号输出，实现了良好的人机同步。　　3、技术创造性与先进性　　（1）理论创新　　本项目没有使用以呼吸为信号作为同步信号，而是在通过大量调查研究后采用采集难度比较高的表面肌电信号作为体外膈肌起搏器的同步信号，所提供的信号更为精确和稳定。　　（2）技术创新　　本项目通过滤除各种干扰信号后，将采集到的表面膈肌信号作为人机同步的信号，解决了难以使用表面膈肌肌电信号的难题，改进了传统产品与使用者呼吸不同步的缺陷，能够实时地根据人体的呼吸状况提供相应的呼吸支持及膈肌的适当刺激，实现更好的人机同步、减少人机对抗，为呼吸疾病患者提供呼吸肌群康复锻炼，缓解症状，改善生活质量治疗效果更为突出。　　（3）应用创新　　本项目产品相比传统产品，能治疗更多的疾病，如CODP、肺心病、肺尘、呼吸衰竭、支气管哮喘、肺动脉高压、呼吸机诱导的膈肌功能不全等；可适用的医院科室也非常多，如呼吸科、急症科、神经内科、ICU、康复科等。此外，产品设备精度高，易于推广应用。　　4、知识产权　　获得了授权发明专利1件，软件著作权1件；申请发明专利2件，实用新型专利3件。　　5、应用情况　　本项目产品可在CODP、肺心病、呼吸衰竭、支气管哮喘、肺动脉高压、呼吸机诱导的膈肌功能不全等方面使用，适用范围广泛。产品经中山大学肿瘤防治中心、广东南方医药对外贸易有限公司、江苏瑞海康联医疗科技有限公司等多家单位应用。用户评价：呼吸困难缓解，排痰量增加，膈肌中枢驱动减少，膈肌疲劳缓解，肺功能改善；产品质量可靠，外观整洁、色泽均匀、无缺陷；配件良好，相互连接牢靠；产品的文字和标识清晰、准确、牢固。
联系人：	邓家伟	成果登记日期：	2017-07-21
联系人email：	dengjiawei@arahelio.com	单位代码：	94410186
邮政编码222：	510530	联系人电话：	18718404654
单位传真：		单位通讯地址：	广东省广州经济技术开发区科学城南翔一路62号（一）栋叁楼东半部
单位所在省市：		单位电话：	020-38039731
转让收入（万元）：	0	单位属性：
合作完成单位：		已转让企业数（个）：	0
成果发布年份：	2017	知识产权形式：
成果完成人：	黄晓蔚;宋祥锐;陈家良;谭文波;陈泽明;彭柳玲;陈艺峰;李利思;龙腾跃;吴锦涛;黄英兰;鲍亮;关淑妍;张金玲	资源采集日期：	2017-11-22

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