一种偏瘫患者的手部自主康复训练系统及训练方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107928980A(43)申请公布日2018.04.20(21)申请号201711170048.7(22)申请日2017.11.22(71)申请人南京航空航天大学地址210016江苏省南京市御道街29号(72)发明人王从庆石军梅刘威(74)专利代理机构南京苏高专利商标事务所(普通合伙)32204代理人柏尚春(51)Int.Cl.A61H1/02(2006.01)A61N1/36(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图3页(54)发明名称一种偏瘫患者的手部自主康复训练系统及训练方法(57)摘要本发明公开了一种偏瘫患者的手部自主康复训练系统及训练方法，系统包括双核嵌入微处理器模块、前臂肌肉本体模块、表面肌电信号采集模块、肌电解码模块、无线通信模块、电源管理模块、检测模块、康复手套模块、用于驱动带动每根手指上的电机工作的驱动模块、神经假体模块以及上位机模块；训练方法采用主从控制的策略，将可穿戴手套系统和人体控制系统联系起来，对运动神经进行再塑造；改变单一的刺激模式，避免肌肉疲劳，对神经功能进行重建；通过对表面肌电信号的盲源分离处理，提高解码精度，使康复训练更注重于提高ADL能力。本发明具有智能化、实用性强、使用方便等显著进步；患者在家就能自主进行手部康复训练，具有较高的应用价值。CN107928980ACN107928980A权利要求书1/2页1.一种偏瘫患者的手部自主康复训练系统，其特征在于：包括双核嵌入微处理器模块、前臂肌肉本体模块(3)、表面肌电信号采集模块(4)、肌电解码模块(5)、用于双核嵌入微处理器模块与上位机模块(12)通信的无线通信模块(6)、用于给双核嵌入式微处理器模块和神经假体模块(11)提供电压的电源管理模块(7)、用于检测患侧手和健侧手信息的检测模块(8)、用于带动偏瘫患者的手部进行康复训练的康复手套模块(9)、用于驱动带动每根手指上的电机工作的驱动模块(10)、用于给不同穴道以不同程度电刺激的神经假体模块(11)以及上位机模块(12)；所述上位机模块(12)把是否需要电刺激以及通过解码后的模型参数通过无线通信模块(6)传送到双核嵌入微处理模块控制相应模块运行。2.根据权利要求1所述的手部自主康复训练系统，其特征在于：所述双核嵌入微处理器模块包括ARM处理器(1)和DSP处理器(2)；其中，DSP处理器(2)用于存储及处理表面肌电数据，接收无线通信模块(6)传输的识别器参数，发送控制指令到驱动模块(10)；接收检测模块传输的数据；所述ARM处理器(1)用于接收上位机模块(12)的功能性刺激信息，产生用于对患侧手进行不同程度刺激的控制信号。3.根据权利要求1所述的手部自主康复训练系统，其特征在于：所述前臂肌肉本体模块(3)包括患侧前臂肌肉和健侧前臂肌肉；所述健侧前臂肌肉用于采集表面肌电信号，所述患侧手为康复手套模块(9)的作用对象。4.根据权利要求1所述的手部自主康复训练系统，其特征在于：所述电源管理模块还用于显示电量以及电量过低报警。5.根据权利要求1所述的手部自主康复训练系统，其特征在于：所述检测模块(8)使用数据手套来检测患侧手和健侧手的位置信息、关节角度信息和压力信息。6.根据权利要求1所述的手部自主康复训练系统，其特征在于：所述肌电解码模块(5)对采集到健侧手不同手势下的信号进行小波降噪处理，再进行盲源分离，提取出四通道的肌肉的动作电位序列；对提取出的动作电位序列进行均值、相关性系数、频域能量特征提取，并采用LDA的方法训练识别器。7.一种利用如权利要求1所述的手部自主康复训练系统进行手部自主康复训练的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、患者健侧手部执行特定动作，通过表面肌电信号采集模块(4)采集患者健侧和患侧前臂的相应通道的表面肌电信号，分别将健侧的表面肌电信号和患侧的表面肌电信号存储在DSP处理器(2)和ARM处理器(1)中；步骤二、将健侧前臂表面肌电信号和患侧前臂表面肌电信号对比，根据设定的阈值，确定刺激通道和刺激强度，即ARM处理器(1)发送控制指令至神经假体模块(11)，实现对相应肌肉穴道的刺激；步骤三、将采集到健侧前臂表面肌电信号通过无线通信模块(6)传送给上位机模块(12)，并通过肌电解码模块(5)进行肌电解码；将解码结果转化为相应的运动控制指令，传送给康复手套模块(9)；步骤四、康复手套模块(9)在DSP处理器(2)的控制下，执行运动，并带动患者患侧上肢执行康复训练；步骤五、若患侧前臂表面肌电信号已超过设定阈值，则直接将采集到的患侧前臂表面肌电信号通过无线通信模块(6)传送给上位机模块(12)，根据肌电解码模块(5)进行肌电解2CN107928980A权利要求书2/2页码；步骤六、将解码结果转化为