一种手部手指神经康复训练方法及装置.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CN113925738A(43)申请公布日2022.01.14(21)申请号202111010989.0(22)申请日2021.08.31(71)申请人广州医科大学附属脑科医院地址510370广东省广州市荔湾区明心路36号(72)发明人邵明刘静谭红愉李远清颜智(74)专利代理机构重庆市信立达专利代理事务所(普通合伙)50230代理人刘洁(51)Int.Cl.A61H1/02(2006.01)G06F17/11(2006.01)G06T7/00(2017.01)G16H20/40(2018.01)权利要求书4页说明书9页附图3页(54)发明名称一种手部手指神经康复训练方法及装置(57)摘要本发明属于医疗器械技术领域，公开了一种手部手指神经康复训练方法及装置，所述手部手指神经康复训练装置中电极帽上方和左右两侧安装有EOG信号传感器单元，电极帽与微处理器单元通过传输线连接，微处理器单元通过传输线与传感训练手套连接，传感训练手套的五指上有许多传感点。微处理器单元通过传输线与训练椅的PID运动控制器相连，训练椅拥有四个活动轮，且每个活动轮均安装一个轮锁。训练椅上设置有放置箱，放置箱内部放置有圆柱形零件、正方体零件、圆环形零件。本发明装置通过设置4个固定轮锁解决了现有装置稳定性差的问题，具备稳定性好的优点，应用脑神经传导以及PID技术实现了对训练椅的移动。CN113925738ACN113925738A权利要求书1/4页1.一种手部手指神经康复训练方法，其特征在于，所述手部手指神经康复训练方法，包括：EOG信号传感器单元采集病患的脑信号信息，传感训练手套的五指上有许多传感点，获取病患手部手指的实时状态；微处理器单元将数据传递到训练椅的PID运动控制器中，PID运动控制器操控训练椅进行移动，训练椅上的四个活动轮安装的轮锁，用以保护病患的安全；病患坐在训练椅上，头部戴上电极帽，手部由工作人员戴上传感训练手套，传感训练手套按照内定的训练动作开始对病患进行手部手指训练，传感训练手套上的传感点负责采集手部手指的神经元，对手指神经元进行实时监测；所述传感训练手套带动病患进行手部手指训练时，通过传感训练手套末端的多个微型减速电机分别带动不同手指套外侧的拉绳进行缠绕，从而实现带动不同手指的弯曲动作，通过微型减速电机的反转，通过手指套的关节固定板之间的弹簧可以带动手指套进行复位伸直，准备重复进行下一次的弯曲训练；当病患需要移动去训练下一步，则电极帽上的EOG信号传感器单元采集病患的脑信号，传输至微处理器单元进行分析，结合房间内墙上的网上摄像头实现训练椅的移动，进行下一步训练；训练椅移动时，病患想着目的地，脑电信号到达微处理器单元后会对脑电信号进行分析，得到目的地的三维坐标；将参考角速度和线速度输入到训练椅中的PID运动控制器，调节训练椅的控制信号，实时控制训练椅行驶至目的地。2.如权利要求1所述手部手指神经康复训练方法，其特征在于，所述训练椅移动时，同时调用网上摄像头获取当前病患位置的图片信息，将采集到的图像采取图像处理方法对病患周围的障碍物实现定位；根据障碍物的信息产生候选目的地和路径规划的轨迹，采用A*算法进行路径规划，产生最短最优路径，由微处理器单元计算训练椅当前的位置与目的地最优路径的位置差，将位置差作为PID路径跟踪算法的反馈，由PID路径跟踪算法计算出参考的角速度和线速度；PID路径跟踪过程中，建立训练椅的运动过程为：其中，(x，y)是训练椅的实际环境的位置，v为训练椅的速度，θ为训练椅前进方向与坐标X轴的夹角，根据训练椅的位置(x，y，θ)与(v，ω)得到训练椅位置误差微分形式为：进一步得到：2CN113925738A权利要求书2/4页控制规律为：其中c1，c2均为常数；将控制规律方程带入上述方程得到：所述参考角速度和线速度输入到训练椅中的PID运动控制器中，PID运动控制模型如下：输入预设的角速度ω和线速度v，根据反馈的结果，计算预设和实际的偏差，转换到训练椅的坐标体系中；通过预设的角速度ω和线速度v，不断调整相应的坐标，坐标体系的偏差为：3CN113925738A权利要求书3/4页式中，(xd，yd，θd)为预设坐标，(xr，yr，θr)为实际坐标，(xd‑xr，yd‑yr，θd‑θr)为坐标偏差，最终路径是求解合适的(v，ω)满足：limt→∞Xe＝limt→∞Ye＝limt→∞θe＝0。3.如权利要求2所述手部手指神经康复训练方法，其特征在于，所述调用网上摄像头获取当前病患位置的图片信息，将采集到的图像采取图像处理方法对病患周围的障碍物实现定位，具体过程为：将用网上摄像头获取当前病患位置的图片信息，进行裁剪、灰度与滤波处理；图片信息处理完成后，确定模板的投影，并