一种肌力平衡医疗装置

本发明涉及医疗处理技术领域，具体而言，涉及一种肌力平衡医疗装置。

膝骨关节炎是以膝关节软骨退变及继发性骨质增生为主要病理特征的慢性骨关 节疾病，针对膝骨关节炎的病情，目前通常是采用肌力平衡手法进行。

传统肌力平衡手法通常如下，经验丰富的医生参照《骨关节炎诊治指南》中膝 骨关键炎的诊断标准，观测患者的病情状态以及查看相关部位的X线片，并根据观察结果来 进行。但是，这种传统的方法通常要求主治医生具有较多的临床经验，其确诊病情 主观性强。

随着医疗技术的长期发展，我国医疗水平也逐步提高，研发出了用于测量膝骨关 键炎数据的肌力平衡仪产品，但是，每个肌力平衡仪产品只能测量一个有限区域 的一个参数数据值，医生要想通过肌力平衡医疗仪测量患者病患部位的病情状态数据，通 常需要使用多个不同的肌力平衡仪并进行多次测量，具体的，首先多次使用一种肌力 平衡医疗仪分别采集患者病患部位中各个区域的一个数据值，然后多次使用另一种肌力平 衡医疗仪分别采集患者病患部位中各个区域的另一个数据值，最终根据测得的两个数据 值，测量患者病患部位的病情状态。

发明人在研究中发现，现有技术中的肌力平衡医疗仪产品，其测量功能单一，进行 一次病患完整的数据测量需要用户频繁更换测量区域以及频繁更换测量仪器，用户操作不 便，并且，在测量过程中通常需要多个仪器相配合，成本较高。

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种肌力平衡医疗装置，其能够同时测 量多业务信息，测量功能丰富，简化了用户操作且成本低。

第一方面，本发明实施例提供了一种肌力平衡医疗装置，包括：多通道业务申请模 块、信号时序同步模块和主控处理器；所述多通道业务申请模块以及所述信号时序同步模 块均与所述主控处理器连接；所述多通道业务申请模块、所述信号时序同步模块依次连接；

所述主控处理器，用于配置和管理所述多通道业务申请模块和所述信号时序同步 模块的工作数据；

所述多通道业务申请模块，用于接收所述主控处理器配置的多个业务信息信号及 各个所述业务信息信号匹配的传输通道，利用所述传输通道将匹配的多个所述业务信息信 号发送至所述信号时序同步模块；

所述信号时序同步模块，用于接收多个所述业务信息信号，为多个所述业务信息 信号配置多个承载时间片，并按照所述时间片的先后顺序输出多个所述业务信息信号。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所 述肌力平衡医疗装置，还包括任务动态排序模块；所述任务动态排序模块与所述主控处理 器连接；所述任务动态排序模块还分别与所述多通道业务申请模块和所述信号时序同步模 块连接；

所述多通道业务申请模块，还用于通过自身的多个所述传输通道将匹配的多个所 述业务信息信号发送至所述任务动态排序模块；

所述主控处理器，还用于配置所述任务动态排序模块对多个所述业务信息信号的 动态排序顺序；

所述任务动态排序模块，用于接收多个所述业务信息信号，按照配置的所述动态 排序顺序对多个所述业务信息信号进行动态排序。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所 述肌力平衡医疗装置，还包括高速电子开关；所述高速电子开关分别与所述主控处理器和 所述信号时序同步模块连接；

所述主控处理器，还用于根据所述时间片的先后顺序配置所述高速电子开关的开 关时间；

所述高速电子开关，用于根据配置的所述开关时间进行打开与关闭。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第三种 可能的实施方式，其中，所述肌力平衡医疗装置，还包括多信号源产生器；所述多信号源产 生器与所述主控处理器连接；所述多信号源产生器还分别与所述信号时序同步模块和所述 高速电子开关连接；

所述主控处理器，还用于根据不同时间片承载的所述业务信息信号，配置所述多 信号源产生器的信号参数；

所述多信号源产生器用于根据配置的所述信号参数，生成对应于不同时间片承载 的所述业务信息信号匹配的信号源。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所 述肌力平衡医疗装置，还包括人机接口；所述人机接口与所述主控处理器连接；

所述人机接口，用于接收多个所述业务信息信号的参数设置指令，根据所述参数 设置指令设置多个所述业务信息信号的业务参数，将所述业务参数发送至所述主控处理 器；

所述主控处理器，还用于接收所述业务参数，将所述业务参数发送至所述多通道 业务申请模块。

结合第一方面的第四种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第五种 可能的实施方式，其中，所述人机接口为多个，且每个所述人机接口均对应有一个或者多个 所述业务信息信号的业务参数。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第六种 可能的实施方式，其中，所述肌力平衡医疗装置，还包括功率放大器；所述功率放大器分别 与所述主控处理器和所述高速电子开关连接；

所述主控处理器，还用于配置所述功率放大器的放大参数，将所述放大参数发送 至所述功率放大器；

所述高速电子开关，还用于在配置的打开时间将匹配的多个所述业务信息信号依 次传输至所述功率放大器；

所述功率放大器，用于依次接收多个所述业务信息信号，根据所述放大参数分别 对多个所述业务信息信号进行放大处理。

结合第一方面的第六种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第七种 可能的实施方式，其中，所述肌力平衡医疗装置中，所述功率放大器为多个；多个所述功率 放大器分别与所述主控处理器以及所述高速电子开关连接；

每一个所述功率放大器，均用于接收所述高速电子开关在配置的打开时间传输的 匹配一个所述业务信息信号，并根据配置的放大参数对所述业务信息信号进行放大处理。

结合第一方面的第七种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第八种 可能的实施方式，其中，所述肌力平衡医疗装置，还包括输出接口；所述输出接口与所述功 率放大器连接；

所述功率放大器，还用于依次将放大处理后多个放大业务信息信号发送至所述输 出接口；

所述输出接口，用于依次接收多个所述放大业务信息信号，并依次输出放大后的 所述业务信息信号。

结合第一方面的第八种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第九种 可能的实施方式，其中，所述肌力平衡医疗装置，所述输出接口为多个；

每一个所述输出接口均对应连接一个所述功率放大器；或者，一个所述输出接口 对应连接多个所述功率放大器。

本发明实施例提供的一种肌力平衡医疗装置，包括：主控处理器，用于配置和管理 多通道业务申请模块和信号时序同步模块的工作数据；多通道业务申请模块，用于接收主 控处理器配置的多个业务信息信号及各个业务信息信号匹配的传输通道，利用传输通道将 匹配的多个业务信息信号发送至信号时序同步模块；信号时序同步模块，用于接收多个业 务信息信号，为多个业务信息信号配置多个承载时间片，并按照时间片的先后顺序输出多 个业务信息信号，与现有技术中的肌力平衡医疗仪产品测量功能单一，用户操作不便，并且 成本较高相比，其能够同时测量多业务信息，测量功能丰富，简化了用户操作，且成本低；并 且通过信号时序同步模块保证了单通道能量满足多通道数据同时工作的方法，电磁兼容性 好，保证了多业务信息的顺利输出。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合 所附附图，作详细说明如下。

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附 图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对 范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这 些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本发明实施例所提供的一种肌力平衡医疗装置的结构示意图；

图2示出了本发明实施例所提供的另一种肌力平衡医疗装置的结构示意图；

图3示出了本发明实施例所提供的一种肌力平衡医疗装置的整体结构示意图；

图4示出了本发明实施例所提供的一种肌力平衡医疗装置电路图。

图标：101、多通道业务申请模块；102、信号时序同步模块；103、主控处理器；104、 任务动态排序模块；105、高速电子开关；106、多信号源产生器；107、人机接口；108、功率放 大器；109、输出接口。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例 中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅 是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实 施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的 实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实 施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所 有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

考虑到现有技术中的肌力平衡医疗仪产品，其测量功能单一，进行一次病患完整 的数据测量需要用户频繁更换测量区域以及频繁更换测量仪器，用户操作不便，并且，在测 量过程中通常需要多个仪器相配合，成本较高。基于此，本发明实施例提供了一种肌力平衡 医疗装置，下面结合图1-图4,通过实施例进行描述。

参考图1-图4,，该肌力平衡医疗装置，包括：多通道业务申请模块101、信号时序同 步模块102和主控处理器103；

多通道业务申请模块101以及信号时序同步模块102均与主控处理器103连接；多 通道业务申请模块101、信号时序同步模块102依次连接；

主控处理器103，用于配置和管理多通道业务申请模块101和信号时序同步模块 102的工作数据；

多通道业务申请模块101，用于接收主控处理器103配置的多个业务信息信号及各 个业务信息信号匹配的传输通道，利用传输通道将匹配的多个业务信息信号发送至信号时 序同步模块102；

信号时序同步模块102，用于接收多个业务信息信号，为多个业务信息信号配置多 个承载时间片，并按照时间片的先后顺序输出多个业务信息信号。

本发明实施例中，多通道业务申请模块101包括多个传输通道。主控处理器103连 接多通道业务申请模块101和信号时序同步模块102，目的是为多通道业务申请模块101和 信号时序同步模块102配置工作数据，具体的，为多通道业务申请模块101配置参与传输任 务的传输通道以及各个传输通道匹配的业务信息信号；为信号时序同步模块102配置用于 承载多个业务信息信号的时间片的数量、时长及多个所述业务信息信号的传输时间。另外， 主控处理器103还用于管理多通道业务申请模块101和信号时序同步模块102，如控制多通 道业务申请模块101和信号时序同步模块102开始工作和停止工作，实时监控多通道业务申 请模块101和信号时序同步模块102的工作情况，并在多通道业务申请模块101和/或信号时 序同步模块102出现故障时，及时进行补救处理以及及时报警。

上述多通道业务申请模块101，接收主控处理器103配置的工作数据(该工作数据 包括多个传输通道和多个业务信息信号)，根据该工作数据激活参与传输任务的多个传输 通道，然后激活的多个传输通道传输各个传输通道匹配的业务信息信号。

上述多通道业务申请模块101的是用于通过不同的通道接收用户的多个业务需 求，其根据受疗者、部位对象、时间、过程的大数据分析，在医生的指导下，拟定当 前方案，生成业务信息信号，该业务信息信号涉及频度、强度、宽度，同步或者异步等。该多 通道业务申请模块101接收主控处理器103的数据和信令，通过并行数据接口方式向信号时 序同步模块102发送业务信息信号。

信号时序同步模块102，接收主控处理器103配置的工作数据(该工作数据包括承 载时间片的数量、时长和传输顺序)和多通道业务申请模块101发送的多个业务信息信号， 根据所述工作数据为多个业务信息信号配置多个承载时间片，并按照时间片的先后顺序输 出多个业务信息信号。

上述信号时序同步模块102是整个肌力平衡医疗装置的核心模块。单通道400V- 800VAC输出要形成大对数方法有两种，一种是通过(无限)提升大功率的方法，这种方法的 特点是需要大功率电源，并且电磁兼容性差，危害和危险程度高；其二是本发明实施例的方 法：使用单通道能量即可满足多(理念上无限数量)通道同时工作的方法，其核心是将一个 信号分成多个时间片，每一小时刻(如64/100μs)只输出一个点。

进一步的，参考图2和图3，本发明实施例提供的肌力平衡医疗装置，还包括任务动 态排序模块104；任务动态排序模块104与主控处理器103连接；任务动态排序模块104还分 别与多通道业务申请模块101和信号时序同步模块102连接；

多通道业务申请模块101，还用于通过自身的多个传输通道将匹配的多个业务信 息信号发送至任务动态排序模块104；

主控处理器103，还用于配置任务动态排序模块104对多个业务信息信号的动态排 序顺序；

任务动态排序模块104，用于接收多个业务信息信号，按照配置的动态排序顺序对 多个业务信息信号进行动态排序。

具体的，主控处理器103连接任务动态排序模块104，目的是为任务动态排序模块 104配置工作数据，具体为，为任务动态排序模块104配置对多个业务信息信号的动态排序 顺序。同时，主控处理器103还用于管理任务动态排序模块104，如控制任务动态排序模块 104开始工作和停止工作，实时监控任务动态排序模块104的工作情况，并在任务动态排序 模块104出现故障时，及时进行补救处理以及及时报警。

上述任务动态排序模块104接收多个业务信息信号和配置的动态排序顺序，并按 照配置的动态排序顺序对多个业务信息信号进行动态排序。

具体的，上述任务动态排序模块104的主要作用是对接收的多个业务信息信号进 行动态排序，动态排序的重要目的是为能量均衡分配提供有效的调度算法服务，在同步方 法中，一种能量递增方法的实现使得物理或硬件电路容易设计。上述任务动态排序模块104 受控于主控处理器103和多通道业务申请模块101，并向信号时序同步模块102输出同步信 令。

进一步的，参考图3和图4，本发明实施例提供的肌力平衡医疗装置，还包括高速电 子开关105；高速电子开关105分别与主控处理器103和信号时序同步模块102连接；

主控处理器103，还用于根据时间片的先后顺序配置高速电子开关105的开关时 间；

高速电子开关105，用于根据配置的开关时间进行打开与关闭。

具体的，主控处理器103连接高速电子开关105，目的是为高速电子开关105配置工 作数据，具体为，根据时间片的先后顺序为高速电子开关105配置开关时间。同时，主控处理 器103还用于管理高速电子开关105，如控制高速电子开关105开始工作和停止工作，实时监 控高速电子开关105的工作情况，并在高速电子开关105出现故障时，及时进行补救处理以 及及时报警。

上述高速电子开关105接收配置的开关时间，并根据该开关时间进行打开与关闭， 以按照时间片的先后顺序传输业务信息信号。

本发明实施例提供的高速电子开关105与上述信号时序同步模块102共同配合，共 同完成关键设计，这种时域设计正确的关键是信号时序同步模块102。经过实践证明，信号 时序同步模块102理念正确、方法合理、技术先进，达到设计目标。

上述高速电子开关105是由FPGA设计完成，在信号时序同步模块102下实施对下述 多信号源产生器106的输出或者交换。宏观上，上述交换是一个全连通交换网络以满足多通 道业务申请模块101之需要。但是，微观设计的特点是，同一时刻只有一个交叉结点连通以 确保能力最小且恒定、避免能力突发变化引起电磁兼容严重恶化或者根本不能开机。这一 点非常类似一个城市的路灯照明不可在同一时间开启一样。

本发明实施例中，保护的高速电子开关105与信号时序同步模块102和下述多信号 源产生器106的配合，正是这种十分复用机制在大对数电子医疗设备的设计和实现。

进一步的，参考图3和图4，本发明实施例提供的肌力平衡医疗装置，还包括多信号 源产生器106；多信号源产生器106与主控处理器103连接；多信号源产生器106还分别与信 号时序同步模块102和高速电子开关105连接；

主控处理器103，还用于根据不同时间片承载的业务信息信号，配置多信号源产生 器106的信号参数；

多信号源产生器106用于根据配置的信号参数，生成对应于不同时间片承载的业 务信息信号匹配的信号源。

具体的，主控处理器103连接多信号源产生器106，目的是为多信号源产生器106配 置工作数据，具体为，不同时间片承载的业务信息信号，配置多信号源产生器106的信号参 数。同时，主控处理器103还用于管理多信号源产生器106，如控制多信号源产生器106开始 工作和停止工作，实时监控多信号源产生器106的工作情况，并在多信号源产生器106出现 故障时，及时进行补救处理以及及时报警。

上述多信号源产生器106，用于根据配置的信号参数，生成对应于不同时间片承载 的业务信息信号匹配的信号源。具体的，其可同时产生多种医用信号源：脉冲、PWM(Pulse Width Modulation、脉冲宽度调制)、单频、多频、三角形和可编程波形等，基于主控处理器 103的调度信令和在高速电子开关105的共同作用下，同一通道可在不同时刻使用不同的波 形、不同的通道同一时刻也可使用相同的波形，为高性能医疗器件的研制奠定了坚实基础。

进一步的，参考图3和图4，本发明实施例提供的肌力平衡医疗装置，还包括人机接 口107；人机接口107与主控处理器103连接；

人机接口107，用于接收多个业务信息信号的参数设置指令，根据参数设置指令设 置多个业务信息信号的业务参数，将业务参数发送至主控处理器103；

主控处理器103，还用于接收业务参数，将业务参数发送至多通道业务申请模块 101。

具体的，上述人机接口107为人与仪器的显控接口，其根据多通道业务申请模块 101的使用需求设定疗程操作参数，该人机接口107具有特别设计的人工智能量程控制，具 有新颖性和独创性，具体人工智能量程控制包括：通道启/停、通道同步/异步、通道增/减、 通道频度、通道强度和通道宽度等，其中，上述通道为与各个人机接口107对应多通道业务 申请模块101中的各个传输通道。上述人机接口107还具有可选的网络远程安全操作方式， 通过网络远程安全操作方式替代其操作和监控。人机接口107的所有更改都实时发向主控 处理器103，通过主控处理器103赋予其多通道业务申请模块101的通道的物理反应。

作为一种具体的实施方式，上述人机接口107为多个，且每个人机接口107均对应 有一个或者多个业务信息信号的业务参数，用户在使用该肌力平衡医疗装置时，可以根据 医疗中涉及到的使用需求设置各个人机接口107对应的业务参数，然后人机接口107将用户 设置的业务参数发送至主控处理器103，由主控处理器103根据接收的业务参数对多通道业 务申请模块101进行设置。

进一步的，参考图3和图4，本发明实施例提供的肌力平衡医疗装置，还包括功率放 大器108；功率放大器108分别与主控处理器103和高速电子开关105连接；

主控处理器103，还用于配置功率放大器108的放大参数，将放大参数发送至功率 放大器108；

高速电子开关105，还用于在配置的打开时间将匹配的多个业务信息信号依次传 输至功率放大器108；

功率放大器108，用于依次接收多个业务信息信号，根据所述放大参数分别对多个 业务信息信号进行放大处理。

具体的，主控处理器103连接功率放大器108，目的是为功率放大器108配置工作数 据，具体为，配置功率放大器108的放大参数。同时，主控处理器103还用于管理功率放大器 108，如控制功率放大器108开始工作和停止工作，实时监控功率放大器108的工作情况，并 在功率放大器108出现故障时，及时进行补救处理以及及时报警。

作为一种具体的实施方式，上述功率放大器108为多个；多个功率放大器108分别 与主控处理器103以及高速电子开关105连接；

每一个功率放大器108，均用于接收高速电子开关105在配置的打开时间传输的匹 配一个业务信息信号，并根据配置的放大参数对业务信息信号进行放大处理。

本发明实施例中，当功率放大器108为多个时，主控处理器103分别为每个功率放 大器108配置放大参数，其中，各个功率放大器108的放大参数可以相同，也可以不同；然后， 高速电子开关105在配置的打开时间将匹配的多个业务信息信号依次传输至各个功率放大 器108，各个放大器在接收到各自匹配的业务信息信号后，根据各自被配置的放大参数对业 务信息信号进行放大处理，得到多个放大业务信息信号。

实际中，医用小信号的功率放大设计是另一个难点。人体的安全电流是20mA以下， 对400VAC则IMAX＝8mA，而对20Hz左右的低频小信号难以使用成熟的功放芯片，并且本仪器 的设计使得能量均衡。

进一步的，参考图3和图4，本发明实施例提供的肌力平衡医疗装置，还包括输出接 口109；输出接口109与功率放大器108连接；

功率放大器108，还用于依次将放大处理后多个放大业务信息信号发送至输出接 口109；

输出接口109，用于依次接收多个放大业务信息信号，并依次输出放大后的业务信 息信号。

作为一种具体的实施方式，本发明实施例提供的肌力平衡医疗装置中，输出接口 109为多个；每一个输出接口109均对应连接一个功率放大器108，每个输出接口109均用于 接收器对应的功率放大器108发送的放大业务信息信号，并输出放大业务信息信号到人体 肌肉；或者，一个输出接口109对应连接多个功率放大器108，每个输出接口109均用于接收 器对应的多个功率放大器108发送的放大业务信息信号，并按照接收放大业务信息信号的 顺序依次输出放大业务信息信号到人体肌肉。

本发明实施例提供的一种肌力平衡医疗装置，与现有技术中的肌力平衡医疗仪产 品测量功能单一，用户操作不便，并且成本较高相比，其能够同时测量多业务信息，测量功 能丰富，简化了用户操作，且成本低；并且通过信号时序同步模块102保证了单通道能量满 足多通道数据同时工作的方法，电磁兼容性好，保证了多业务信息的顺利输出。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以 存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说 对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计 算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个 人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。 而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存 储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一 个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释，此外，术语“第 一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明 的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发 明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员 在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻 易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使 相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本发明的保护 范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。