一个可穿戴的EMG驱动闭环TENS平台,用于实时个性化疼痛调节
Jiahao Du1, Shengli Luo1, Ping Shi1
1Institute of Rehabilitation Engineering and Technology, University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093, China.
Sensors (Basel, Switzerland)
|August 28, 2025
概括
一个新的可穿戴设备使用实时肌肉信号来控制电神经刺激以缓解疼痛. 这种闭环系统提供了一种非侵入性的门诊疼痛调节方法.
科学领域:
- 生物医学工程
- 神经科学
- 可穿戴技术
背景情况:
- 传统的神经调节系统往往有局限性,因为它们要么具有侵入性,要么具有开放性.
- 像CLoSES和EMG-FES这样的现有系统具有特定的应用,限制了更广泛的使用.
- 需要使用非侵入式的门诊治疗来治疗疼痛.
研究的目的:
- 开发一个可穿戴的闭环穿皮电神经刺激 (TENS) 平台.
- 将低延迟表面肌电图 (sEMG) 驱动的控制与多通道刺激相结合.
- 创建一个非侵袭性装置来缓解门诊疼痛.
主要方法:
- 开发了一个紧的,电池驱动的可穿戴平台,集成实时sEMG采集和自适应信号处理.
- 包含一个可编程的六通道电流刺激发动机与高压,增压调节电源.
- 使用冷压测试 (CPT),心率变化 (HRV) 和皮反应 (GSR) 进行有效性评估.
主要成果:
- 实验室评估证实了对EMG事件的快速反应.
- 在所有六个通道中显示稳定的双相输出 (±22 mA),具有高电隔离性.
- 系统架构紧且完全可穿戴.
结论:
- 开发的平台为个性化的移动神经调节疗法奠定了基础.
- 这种闭环的非侵入性设计解决了当前神经调节系统的局限性.
- 计划对人类进行进一步的研究,以评估镇痛效果.
