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1、膀胱肌电图及电刺激电极技术领域本发明属于医用物理诊断及治疗领域，涉及神经电生理系统及电刺激生 物反馈治疗系统，具体用于盆底神经电生理的膀胱肌电图的记录电极及膀胱 逼尿肌的电刺激治疗系统。背景技术由于盆底脏器及盆底肌肉位置的特殊性，其解剖位置很难触及，尤其进 行相关脏器的电生理检测及治疗非常困难，膀胱作为盆底重要脏器之一，能 够对其生物电活动的规律进行记录及对膀胱进行物理治疗，避免手术风险成 能为盆底外科发展起到重要作用。发明内容本发明的目的是提供一种腔内电极，配合神经电生理设备，可在无需创 伤手术的情况下将电极置入膀胱，使电极接触膀胱壁肌肉，将膀胱逼尿肌的 电活动信号采集传输到神经电生理设备上
2、，通过监测膀胱肌肉的电生理信号 活动，用于诊断膀胱的正常及非正常生理活动，如膀胱过渡活动症。此外， 该电极可连接到盆底电刺激生物反馈治疗仪，通过低频电流刺激膀胱逼尿肌 缓解逼尿肌紧张症状或通过中频电流刺激膀胱逼尿肌增加逼尿肌力量，逐步 恢复患者排尿功能。本发明监测系统的特点：1.盆底检查及治疗的困难在于盆底。2.采用 ZigBee 技术，通过 ZigBee 节点方便地组网，实现了低成本、低 耗电、网络节点多、传输距离远的加速度无线传感器网络。3. 采用 GPRS 无线通信技术进行数据传输与控制，避免了传统数据传输 方式带来的电缆施工，大大降低了施工的难度和系统安装成本；系统既可连 续安装又可离
3、散安装。4. 采用各种低功耗、超低功耗的传感器和微处理器芯片，大大降低了系 统的功耗；采用太阳能加蓄电池充放电电路，为系统提供稳定的电源，使得 系统可以连续、长期、稳定地在野外工作。5. 采用 B/S 模式实现远程监控，客户端免维护，使系统的分布相对集中， 有利于系统的维护，具有较好的可扩展性以及灵活性；6. 基于对前期导线舞动相关数据的研究，监控中心的上位机软件嵌入了 多种智能算法，大大减小了数据的误差，提高了数据的拟合精度； 附图说明图 1 是本发明监测系统一种实施例的结构示意图；图 2 是本发明监测系统中杆塔监测分机的结构示意图；图 3 是本发明监测系统中的无线加速度传感器节点的结构示意
4、图；图 4 是本发明监测系统中电源模块的结构示意图；图 5 是本发明监测系统中的无线加速度传感器节点的程序流程图；图 6 是本发明监测系统中杆塔监测分机的流程图。图中，1.无线加速度传感器节点，2.杆塔监测分机，3.GPRS通信模块，4.监控中心，5.电源模块，6.微处理器单元，7.ZigBee通信模块，8.数据存储 单元， 9.液晶显示模块， 10.雨量传感器， 11.压力传感器， 12.角位移传感器， 13.温湿度传感器， 14.风速传感器， 15.风向传感器，日照强度传感器， 17.精品文档 舞动信息信号处理单元，18.加速度传感器。其中，5-1.太阳能电池，5-2.充电保护电路，5-3
5、.场效应管 A，5-4.+12V 蓄电池，5-5.场效应管B, 5-6.放电保护电路，5-7定时断电复位电路，5-8. +5V 电源稳压器， 7-1.无线单片机， 7-2.外部天线， 7-3.印刷版微波传输线。 具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。 本发明监测系统一种实施例的结构，如图1 所示，包括多个无线加速度 传感器节点1、多个杆塔监测分机2、GPRS通信模块3、监控中心4和电源 模块 5。无线加速度传感器节点1，用于采集输电线路监测点的位移加速度信号， 并将采集的信号传输给杆塔监测分机2；杆塔监测分机2用于监测采集输电线路周围环境的局部气象信息和杆塔 线路的覆冰状
6、况信息，用于接收无线加速度传感器节点1发送的信号，用于 将采集的信息和接收到的信号进行分析处理、储存和显示，并将处理得到的 数据送到GPRS通信模块3,且一个杆塔监测分机2用于接收若干无线加速 度传感器 1 传输的信号；GPRS通信模块3采用H7118C GPRS DTU，用于接收杆塔监测分机2 发送的信息，并将接收到的信息传输至监控中心4，用于接收监控中心4发 出的指令，并将接收到的指令传输给杆塔监测分机2；监控中心4,用于发出指令，并将该指令发送给GPRS通信模块3,用 于接收GPRS通信模块3发送的数据，对接收到的数据进行处理、分析和存 储；电源模块5由蓄电池、太阳能电池板和太阳能充放电
7、电路组成，用于为无线加速度传感器节点 1、杆塔监测分机 2 和 GPRS 通信模块 3 提供稳定的 5V 及 12V 电源。各无线加速度传感器节点1 都具有独立的控制器和电源，多个无线加速 度传感器节点 1 组成传感器网络。本发明监测系统中杆塔监测分机2 的结构，如图2 所示，包括微处理器 单元 6，微处理器单元 6 分别与电源模块 5、ZigBee 通信模块 7、数据存储 单元 8、液晶显示单元 9 和舞动信息信号处理单元 17 相连接，舞动信息信号 处理单元 17 分别与雨量传感器 10、压力传感器11、角位移传感器12、温湿 度传感器 13、风速传感器14、风向传感器15 和日照强度传感
8、器 16 相连接。杆塔监测分机2主要完成输电线路周围环境气象信息以及杆塔线路环境 温湿度、风速、风向、雨量、日照强度、杆塔处线路的拉力和风偏角等信息 的采集，并将接收到的无线加速度传感器节点1 发送的数据进行处理、打包， 并存储重要信息，同时控制液晶显示和GPRS通讯等。杆塔监测分机2中的 微处理器单元 6 选用 TI 公司的 16 位 MSP430F247 微处理器，具备超低功耗 和丰富的外设，具有 1 个带有 3 个比较/捕获通道的 16 位定时器 A 和 1 个带 有7个比较/捕获通道的16位定时器B,微处理器内部集成了多个12位ADC 模块，可以快速处理各种数字信号、模拟信号以及脉冲信
9、号，该微处理器除 了活动模式外还有 4 种低功耗模式，在实现高性能的同时，降低系统功耗。温湿度传感器13选用瑞士 Sensirion公司基于CMOSensTM技术的温湿 度传感器SHTlx，该传感器将CMOS芯片技术与传感器技术相结合，并带 有工业标准的I2C总线数字输出接口，湿度值和温度值的输出分辨率分别为 14位和12位，并可编程为12位和8位。该传感器测量时的电流消耗为550yA， 平均为28A，休眠时为3yA，并且具有很好的稳定性。风速传感器14采用低门槛值（0.4m/s）、测量范围075m/s的三杯式 光电风速传感器WAA15，其输出信号为脉冲信号，信号频率与风速成正比, 通过单位时
10、间内的计频完成风速测量。风向传感器 15 为单翼风标，风标转动时，带动格雷码盘（七位，分辨 率为 2.80）转动，格雷码盘每转动 2.80，光电管组产生新的七位并行格雷码 数字信号输出。雨量传感器 10 采用翻斗雨量传感器，输出脉冲信号。角位移传感器 12 和压力传感器 11 分别输出 05V 的模拟信号，该模拟 信号直接输入接到微处理器单元6 的模拟 I/O 进行处理。日照强度传感器 16 采用锦州阳光科技发展有限公司的 TBQ-2 传感器， 用于测量日照强度，该传感器输出 020mV 的模拟电压信号，经过多极放 大后调制为 02.5V 的模拟信号。杆塔监测分机 2 的微处理器单元 6 为
11、3.3V 低功耗系统，很多输入输出 信号不匹配，为此系统中采用了大量的保护电路，同时由于工作在 2.4G 频 率带上的 ZigBee 节点，系统采用了高频干扰，在杆塔监测分机 2 中采取了 多种抗干扰措施，确保了杆塔监测分机2 工作的稳定性。本发明监测系统中无线加速度传感器节点1 的结构，如图3 所示，包括 相连接的 ZigBee 通信模块 7 和加速度传感器 18， ZigBee 通信模块 7 包括无 线单片机 7-1，无线单片机 7-1 的引脚 16、引脚 17 和引脚 18 分别与加速度 传感器 18 的引脚 12、引脚 10 和引脚 8 相连接，无线单片机 7-1 的引脚 44 与电容
12、C1串联，电容C1接地，无线单片机7-1的引脚43与电容C2串联, 电容 C2 接地，引脚 44 与引脚 43 之间并联有晶振1；无线单片机 7-1 的引脚 19 与电容 C5 串联，电容 C5 接地，无线单片机 7-1 的引脚 21 与电容 C4 串 联，电容 C4 接地；无线单片机 7-1 的引脚 32 分别与电感 L2 的一端和印刷 版微波传输线 7-3 的一端相连接，电感 L2 的另一端与无线单片机 7-1 的引脚 34 相连接，印刷版微波传输线 7-3 的另一端分别与电感 L2 的另一端、引脚 34 和电感 L3 的一端相连接，电感 L3 的另一端与电容 C3 串联，电容 C3 与
13、外部天线 7-2 相连接。加速度传感器 18 采用三轴加速度传感器 ADXL330。三轴加速度传感器ADXL330功耗低、灵敏度高，最大测量范围为+/-3g, X轴和Y轴的带宽为0.51600Hz, Z轴带宽为0.5550Hz； ZigBee通信模 块7采用TI公司的低功耗芯片CC2430,工作时的电流损耗为27mA，在接 收和发射模式下，电流损耗分别低于27 mA或25 mA。可提供模拟电压输 出,能测量出任意时刻输出导线沿 X 轴、 Y 轴和 Z 轴三个方向的位移加速 度分量。ZigBee通信模块7基于TI公司的低功耗芯片CC2430,采用了非平衡天 线和与其相连接的非平衡变压器。非平衡变
14、压器由电感L1、电感L2和印刷 版微波传输线7-3组成，能满足RF输入/输出匹配电阻（50Q）的要求，为 了进一步提高无线传输距离，增加了接收天线，该接收天线由电容C3、电感 L3H 和外部天线 7-3 构成；晶振 1、电容 C1 和电容 C2 为无线单片机 7-1 提 供 32.768KHz 的时钟源；晶振 2、电容 C4 和电容 C5 为无线单片机 7-1 提供 32M 的时钟源。加速度传感器 18 三个方向的输出引脚 12、引脚 10 和引脚 8 分别接到无线单片机 7-1 的模拟输入引脚 16、引脚 17 和引脚 18，实现了无 线单片机 7-1 对加速度传感器 18 产生的信号数据的
15、采集。无线加速度传感 器节点 1 由两节串联的 1.5 伏电池提供 3 伏电源。在一段输电线路上布置若 干个无线加速度传感器节点 1，各无线加速度传感器节点 1 共同组成树状的 无线加速度传感器网络，该传感器网络中，路由器节点和终端节点定时/实时 发送各自的三个方向的加速度分量至杆塔监测分机2 的接收模块（协调器节 点），同时各路由器节点还负责该传感器网络中数据的中继。协调器节点一 方面负责整个网络的维护工作，另一方面将接收的数据发送给杆塔监测分机 2 的微处理器单元 6 。本发明监测系统中电源模块5 的结构，如图4 所示，包括依次并联设置 的太阳能电池5-1、电阻R1、充电保护电路5-2、场
16、效应管A5-3、+12V蓄 电池5-4、放电保护电路5-6、定时断电电路5-7和+5V电源稳压器5-8,太 阳能电池5-1的正极和负极分别与+12V蓄电池5-4的正极和负极相连接，太 阳能电池5-1和+12V蓄电池5-4的负极接地，太阳能电池5-1的正极与+12V 蓄电池5-4的正极之间串联有二极管D1，二极管D1位于+12V蓄电池5-4 和场效应管A5-3之间，二极管D1的负极与+12V蓄电池5-4的正极相连接, 场效应管A5-3还与充电保护电路5-2相连接，电阻R2与放电保护电路5-6 之间连接有场效应管B5-5,场效应管B5-5与+12V蓄电池5-4的负极相连接。本监测系统在野外工作，很难取电，电源模块5采用太阳能加蓄电池的 供电模式，为系统提供稳定的5伏和12伏电源。并采用了充电保护电路5-2、 放电保护电路5-6和定时断电复位电路5-7。二极管D1用于阴雨天和夜晚无 太阳光时，+12V
