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基于运动想象脑机接口的上肢外骨骼康复系统研究的任务书
任务书
一、研究背景
如今，随着人口老龄化问题的加剧和疾病的高发率，上肢部分的损伤和疾病越来越普遍。在传统的上肢康复中，使用传统的理疗方式，无法满足患者对于康复效果和治疗时间的要求。因此，科技的进步和发展为解决这个问题提供了新的解决方案。其中，心理想象脑机接口技术和外骨骼技术是具有相当应用潜力的两种技术。
心理想象脑机接口技术是指利用脑电信号对人类意图和思想进行识别，达成机器人控制、虚拟现实等目的的技术。外骨骼技术则是指将机器复合材料骨骼系于人体肢体上，以改善人体肌肉和骨骼的功能，从而帮助患者在康复期间稳定和恢复他们的肢体机能。
在本研究中，综合运用了心理想象脑机接口技术和外骨骼技术，建立了一种新型的上肢外骨骼康复系统，使患者在进行训练和康复的同时，能够通过在大脑产生的动作想象来进行运动控制，实现人机协同康复。
二、研究任务
1.研究心理想象脑机接口的原理和技术
通过文献综述和实验研究，对心理想象脑机接口的操作原理和技术进行深入研究，包括运动想象信号的捕获和处理方法、基于机器学习的信号分类算法、实时反馈系统的设计和建立等，为建立上肢外骨骼康复系统奠定理论基础。
2.建立上肢外骨骼康复系统并进行测试
建立上肢外骨骼康复系统，实现与运动想象脑机接口技术的结合。系统主要包括机械骨骼结构、运动想象识别和控制系统、实时反馈系统等部分。通过系统测试和性能评价，探讨系统的实用性、可靠性和运作效率。
3.设计运动想象训练和控制算法
基于心理想象脑机接口技术，设计适合患者的运动想象训练和控制算法。针对不同的运动状态和障碍，优化算法模型，提高系统的实时性和准确性。
4.实验验证系统的应用效果
通过实验验证系统在上肢康复中的应用效果。将患者分为实验组和对照组，实验组使用研发的上肢外骨骼康复系统进行康复训练，对照组使用传统的康复方法。通过对两组患者的训练效果进行对比和评估，来探究本研究的理论和技术的应用效果。
三、研究成果
1.上肢外骨骼康复系统
研究建立了一套新型的上肢外骨骼康复系统，精准地感知患者运动想象，并通过实时反馈系统进行控制和调整。
2.运动想象识别算法
研究开发了一套有效的运动想象识别算法，能够从脑电信号中准确地捕获患者的运动想象意图，并将其转化为机器控制信号。
3.应用效果及临床价值
研究通过实验验证了系统在上肢康复中的应用效果，并证明本系统有望成为未来形式化康复的一种重要手段，能够在改善上肢功能损伤和疾病的过程中发挥重要作用。
四、研究计划
1.第一年
研究心理想象脑机接口技术的原理和应用，掌握脑电信号的获取和处理技术，着手进行运动想象识别算法的研究和系统开发。
2.第二年
完成上肢外骨骼康复系统的建立，对系统性能进行测试和评价，针对优化算法模型和完善实时反馈系统。
3.第三年
完成上肢康复系统的应用效果实验验证，记录训练效果和数据分析，撰写论文并发表研究成果。
五、研究经费
本课题列为省级应用研究项目，经费总额预计30万元，用于专家咨询、设备采购、材料费、人员培训、差旅等。其中设备采购占用经费60%以上。
六、预期目标
本研究计划建立一种新型的基于心理想象的上肢外骨骼康复系统，能够精准、高效地进行康复训练，为治疗上肢损伤和疾病的患者提供一种新的治疗方式，并具有较高的临床应用价值。