The invention discloses an intelligent hand motion function evaluation and rehabilitation training wheelchair, including rehabilitation wheelchair, data acquisition module, data processing module and human-computer interaction module. The collected data are filtered, compensated, calculated and analyzed by an embedded system fixed on the rehabilitation wheelchair, which can accurately, objectively and conveniently evaluate the hand motion function or carry out rehabilitation training. Training overcomes the limitations of traditional evaluation and rehabilitation training in time and space; referring to the standard of Hand Function Loss Assessment issued by the International Society of Hand Surgery, human-computer interaction module displays instructions in turn to guide patients to complete the corresponding actions independently; data processing module analyses the completion of hand movements, obtains the evaluation results and rehabilitation training effect, and will evaluate the results. Rehabilitation training effect and test data are displayed and saved in real time, which is convenient for patients and doctors to inquire. The system has high flexibility, simple and easy to use, strong robustness and easy to popularize.
【技术实现步骤摘要】
一种智能手部运动功能评测及康复训练轮椅
本专利技术涉及手部运动功能评测及康复训练领域,具体涉及一种基于模式识别、数据补偿与分析技术的手部运动功能评测及康复训练轮椅。
技术介绍
手作为人体的特色器官之一,由手指、手掌和手腕构成,能够快速地完成各种灵巧动作,在日常活动中发挥着举足轻重的作用,因手外伤、脑中风等因素造成的手部运动功能障碍,使患者手部的运动能力部分或完全丧失,给患者的日常生活带来了诸多不便。手部运动功能评测即参照业内有关标准,由医师综合测试与评价患者手部的运动能力,判定手部运动功能损失等级,作为康复治疗的先前步骤,直接决定了后期康复治疗的效果,医师还可以根据评测结果有的放矢,确定最佳的康复方案。传统的手部运动功能评测及康复训练环节需要医师与患者面对面进行,医师专业素质和主观意向、患者配合度、外部干扰等因素都会对评测结果及康复训练效果产生较大影响,致使评测结果及康复训练效果往往不尽如人意。针对传统的手部运动功能评测及康复训练环节的局限性,将模式识别、数据补偿与分析技术引入手部运动功能评测及康复训练中,设计一种智能手部运动功能评测及康复训练轮椅,结合集成于轮椅上的嵌入式数据处理模块与人机交互模块,既使得整个评测流程更加规范,又大大降低了评测及康复训练的成本,简单易行。
技术实现思路
本专利技术针对传统手部运动功能评测及康复训练环节的局限性,设计一种智能手部运动功能评测及康复训练轮椅,该系统灵活度高、可重复利用、鲁棒性强、便于推广。本专利技术的技术解决方案如下:所述的智能手部运动功能评测及康复训练轮椅,由康复轮椅、数据采集模块、数据处理模块和人机交互模块构成 ...
【技术保护点】
1.本专利公开的一种智能手部运动功能评测及康复训练轮椅,包括康复轮椅(1)、数据采集模块(2)、数据处理模块(3)和人机交互模块(4),其特征在于:所述的康复轮椅由普通轮椅改装而成,是手部运动功能评测及康复训练实施的硬件基础,轮椅结构一方面使得整个装置便于移动、灵活性强,另一方面可以固定患者躯体和手臂;所述的数据采集模块包含1个MYO臂环(2‑1)、1个Leap Motion体感控制器(2‑2);MYO臂环以接触式测量方式采集手部运动时产生的表面肌电信号和加速度信号,获取手掌和手腕在空间中的俯仰角、偏航角、滚转角、角速度等数据,基于动态时间归整DWT算法,可实现对不同种类手势的识别;Leap Motion 体感控制器以非接触式采集指尖、手指各关节在空间中的位置、俯仰角、偏航角、滚转角、角速度等数据,通过对得到的数据进行支持向量机SVM分类处理,达到手势识别的目的。
【技术特征摘要】
1.本专利公开的一种智能手部运动功能评测及康复训练轮椅,包括康复轮椅(1)、数据采集模块(2)、数据处理模块(3)和人机交互模块(4),其特征在于:所述的康复轮椅由普通轮椅改装而成,是手部运动功能评测及康复训练实施的硬件基础,轮椅结构一方面使得整个装置便于移动、灵活性强,另一方面可以固定患者躯体和手臂;所述的数据采集模块包含1个MYO臂环(2-1)、1个LeapMotion体感控制器(2-2);MYO臂环以接触式测量方式采集手部运动时产生的表面肌电信号和加速度信号,获取手掌和手腕在空间中的俯仰角、偏航角、滚转角、角速度等数据,基于动态时间归整DWT算法,可实现对不同种类手势的识别;LeapMotion体感控制器以非接触式采集指尖、手指各关节在空间中的位置、俯仰角、偏航角、滚转角、角速度等数据,通过对得到的数据进行支持向量机SVM分类处理,达到手势识别的目的。2.所述的数据处理模块包括滤波、补偿、计算、分析四个步骤,一方面减少手部运动数据采集环节产生的误差,使处理后的数据更加全面地反映出真实的运动情况,另一方面,通过对采集到的数据进行对比与计算,得出患者手部运动功能评测结果及相关运动数据;所述的人机交互模块包括显示器和人机交互界面,显示器为普通液晶显示器,人机交互界面由指示栏、状态栏、动画界面构成,既可以实时引导患者进行各个环节的手部运动功能评测及康复训练,还可实时地显示各个环节手部运动的跟踪动画、评测结果和康复训练效果。3.根据权利要求1所述的智能手部运动功能评测及康复训练轮椅基于模式识别、数据补偿与分析技术,模式识别是将MYO臂环与LeapMotion体感控制器采集到的患者手部的运动数据进行特征提取与分类处理,当下次MYO臂环和LeapMotion体感控制器采集到运动数据时,可以自动根据其特征与模块库中的特征数据进行匹配,达到手势识别的效果;数据补偿与分析技术是将采集到的运动数据进行滤波、补偿、计算、分析等处理,是整个智能手部运动功能评测及康复训练轮椅系统的核心;数...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘艳红,宋奇,任海川,曹桂州,岳宗晓,关元,李庆明,
申请(专利权)人:郑州大学,
类型:发明
国别省市:河南,41
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