用于设置肌电控制假体系统的方法、假体系统、表面电极组件、电极和紧固元件技术方案

一种用于设置由肌电控制的假体系统的方法，所述假体系统具有假体接受腔(20)和用于获取肌肉电活动的多个收集电极(10)，所述方法包括以下步骤：在肢体残余部分(1)的圆周上穿戴具有多个表面电极(100)的表面电极组件(200)；通过表面电极(100)以肌电信号获取肢体残余部分(1)的肌肉上的肌肉电活动；评估肌电信号的信号可辨识性；基于对信号可辨识性的评估来选择用于控制假体系统的控制方法；以及将收集电极(10)固定在假体接受腔(20)上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于设置肌电控制假体系统的方法、假体系统、表面电极组件、电极和紧固元件
本专利技术涉及一种用于设置由肌电控制的假体系统的方法，所述假体系统具有假体接受腔和用于获取肌肉电活动的多个收集电极。本专利技术还涉及假体系统，所述假体系统包括：可以穿戴在肢体残余部分上的假体接受腔；用于获取肌肉电活动的多个收集电极；与所述收集电极相连的控制单元；和被驱动的假体部件，其固定在所述假体接受腔上并与所述控制单元联接。本专利技术的其他方面涉及表面电极组件、表面电极和/或收集电极、紧固元件以及表面电极组件上的罩。
技术介绍
假体用于替代缺失的肢体。除了视觉方面的效果，还希望假体可以尽可能实现已经不存在的肢体的功能，以便为患者日常生活中的活动提供便利。对于下肢的假体，通常在残留的肢体上的假体接受腔上或者肢体残余部分上固定假体部件。这可以通过不同的方式实现，例如通过皮带系统或者通过低压系统和/或通过在衬里的远端具有机械锁定元件的衬里系统。在假体接受腔的远端通常布置接头(关节)，以便将其他假体部分通过接头连接，例如假体膝关节或假体踝关节。对于下肢的假体，所述接头(关节)可以构造成阻挡接头、仅针对减震性能设定的接头、具有可通过相应运动顺序进行匹配的减震性能的传感器控制的被动关节，或者还有电机驱动的接头。对于上肢，从通过绳索传动的抓取装置到通过肘关节固定在患者身上的电机驱动的假肢手，纯装饰性的假体就满足假体的设计。对于驱动的假体，需要精确控制驱动器，从而实现相应的假体部件的期望或要求的运动。所述控制可以根据遥控装置的类型通过健康的肢体完成。为此要在健康的肢体上布置传感器和接收运动信号。每个驱动的控制命令都分配有传感器信号。如果要实现特定的运动并检测到传感器信号，则通过计算机中的控制装置向驱动器传输命令，以便在特定的时间实现通过特定路径的特定的位移或旋转。可替代地，还可以通过电极接收患者的生物信号，例如肌肉收缩引起的肌肉电活动。将这些信号作为肌电信号收集，并且可以用于控制一个或更多个驱动器。通过学习到的收缩方式，使得患者可以通过一块或更多块肌肉的收缩实现假体部件的不同行动。为此通常两个电极就足够可以实现所谓的双通道-修复体。通过简单的信号序列就可以轻松打开和关闭抓取装置。对于复杂的假肢修复体(Versorgung)，例如假肢手上的驱动的假体肘关节，该假肢手具有单个可移动的假体手指和/或灵活且可旋转的手腕，则双通道控制装置不适合患者日常用于控制。为了控制这种复杂的修复体，需要八个或者更多个电极对，以便通过模式识别实现多个肌电信号的分配，并且由此可以得到相应的复杂控制。患者应在失去肢体之后尽可能快地接受假体修复，以便充分利用仍然存在的肌肉，此外还避免患者适应没有肢体的状态。在此可能存在的问题是，截肢过程的伤口还必须要愈合，肿胀和瘀伤必须治愈，因此无法度假体接受腔进行最终的调节。此外对于新安装假体的患者很难提前预测，到底哪一种修复体适合。US2014/0031952A1涉及将生理设备和假体系统相互连接的方法和系统。为此，要从使用者接收多种不同类型的生理活动信号，并且基于每种信号类型解码行动意图。将这些行动意图集中成统一的决定，从而控制假体设备的运动元件。DE102009056466A1涉及用于适应性控制和调节具有随机控制装置的假体的系统和方法，其中首先测量假肢支撑体的肌肉的多个肌肉活动信号。同时测量假肢支撑体的真实运动状态的状态信息，由这些信息至少确定可能的实际运动状态。随后借助于检测信号模式的方法从肌肉活动信号提取肌肉活动特征。借助实际运动状态，从所提取的肌肉信号特征至少确定随机信号。所述随机信号将用于评估和/或调节和/或用于控制假体的执行机构。US2009/0216339A1涉及用于使肌电信号通过假体设备的衬里的系统。柔性导电的电极部件定义了第一区域，如此布置在衬里(Line)的内表面上并与使用者的皮肤接触。第二区域延伸通过衬里，第三区域延伸到衬里的外表面。通过粘合剂至少将部件的第二区域和第三区域固定在衬里上。DE102008036714A1涉及用于可视化管理多通道传感器信号的方法，特别是通过电极从肢体或截肢残余部分导出的肌电信号。为每个传感器信号分配显示方向和显示量。显示方向表示正好一个传感器信号，显示量表示相应信号的强度。所有传感器信号的显示方向和显示量同时在显示设备上作为图形对象实时地展示出来。WO2018/026842A1涉及用于处理信号的技术，从肌肉或表面肌电信号得出预期的肢体运动。肌电信号由电极阵列收集并输送到连接存储器的处理器。肌电数据与训练运动相关，所述训练运动是用户作为对训练运动要求的响应来执行的。从单端通道确定差分通道对(Differenzialkanalpaarung)，并提取有代表性的数据特征。有代表性的数据特征分配到运动请求。选择一组有代表性的数据特征作为解码器中的训练输入，配置该解码器使得有代表性的特征数据与预期的运动相关联。配置所述解码器，使其应用有代表性的数据模型。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供用于设置由肌电控制的假体系统的方法和这种假体系统，通过所述方法可以尽可能快地确定何种修复体适合患者以及如何最好地配置假体系统。根据本专利技术，所述目的通过具有独立权利要求的技术特征的方法和具有从属权利要求的技术特征的假体系统来实现。本专利技术的有利实施形式和改进方案在其他权利要求、说明书和附图中公开。用于设置由肌电控制的假体系统的方法，所述假体系统具有假体接受腔和用于获取肌肉电活动的多个收集电极，所述方法首先设定，在肢体残余部分的圆周上穿戴具有多个表面电极的表面电极组件。通过表面电极组件的表面电极以肌电信号获取肢体残余部分的肌肉上的肌肉电活动。通过其信号质量来评估肌电信号。基于对信号质量的评估来选择用于控制假体系统的控制方法。随后将收集电极固定在假体接受腔上。通过所述表面电极可以获取排列获得肌电信号和评估其信号质量，而不必使假体接受腔最终配备有收集电极。信号质量在此应特别地理解为信号的可分离性(Trennbarkeit)，特别是信号的形式或分布，或者获得信号的位置。另外，信号的可重复性也是一个质量标准，如果信号始终看起来相同，即如果患者可能也一直产生同样的信号，则实现高信号质量。信号的可维护性也和信号质量相关，如果可以在较长的时间段产生和接收信号，则优于仅持续短时间的信号，短时间的信号可能被解释为干扰参数而不被考虑。为此要求穿戴表面电极组件的患者执行肌肉活动，例如执行假体设备应执行的动作，例如张开手，合上手，旋转手腕或翻转手。这些动作当然也可以不是直接由患者执行，因为缺失由假体替代的肢体，但是可以向失去肢体之前一样激活剩余的肌肉。由此产生电势，其通过表面电极接收并传送到评估设备或控制装置。根据例如肌肉收缩时信号持续时间、信号强度、斜率(Flankensteigung)或信号频率，可以区分复杂的电子控制装置是否适合假体设备。信号的这些特征是信号质量的组成部分，用于评估并决定控制装置的类型和所用的假肢修复体的类型。如果例如肌肉和/或神经受到严重损伤，不能由患者产生复本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于设置由肌电控制的假体系统的方法，所述假体系统具有假体接受腔(20)和用于获取肌肉电活动的多个收集电极(10)，所述方法包括以下步骤：/n-在肢体残余部分(1)的圆周上穿戴具有多个表面电极(100)的表面电极组件(200)；/n-通过表面电极(100)以肌电信号获取所述肢体残余部分(1)的肌肉上的肌肉电活动；/n-评估所述肌电信号的信号可辨识性；/n-基于对所述信号可辨识性的评估来选择用于控制所述假体系统的控制方法；以及/n-将所述收集电极(10)固定在所述假体接受腔(20)上。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180509 DE 102018111241.61.一种用于设置由肌电控制的假体系统的方法，所述假体系统具有假体接受腔(20)和用于获取肌肉电活动的多个收集电极(10)，所述方法包括以下步骤：
-在肢体残余部分(1)的圆周上穿戴具有多个表面电极(100)的表面电极组件(200)；
-通过表面电极(100)以肌电信号获取所述肢体残余部分(1)的肌肉上的肌肉电活动；
-评估所述肌电信号的信号可辨识性；
-基于对所述信号可辨识性的评估来选择用于控制所述假体系统的控制方法；以及
-将所述收集电极(10)固定在所述假体接受腔(20)上。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述表面电极组件(200)独立于所述假体接受腔(20)构造，并且与所述假体接受腔(20)分开地穿戴。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述表面电极组件(200)能够移位地和/或能够旋转地穿戴在所述肢体残余部分(1)上。


4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述表面电极(100)彼此以均匀地或基本上均匀的间隔围绕所述肢体残余部分(1)布置。


5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，基于振幅、持续时间、频率和/或带宽来评估所述表面电极(100)的肌电信号的信号可辨识性。


6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，对所述控制方法进行选择和确定。


7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，基于限定的标准在控制单元(80)中自动地选择所述控制方法。


8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，选择模式识别作为控制方法，并且采用仅能够由经过授权人员调整和删除的所述模式识别的基本设定。


9.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，选择双通道控制作为控制方法，并且识别出两种最优的可辨识的肌电信号，和在显示装置中显示出相关电极(10、100)在残余部分(1)上的位置。


10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，通过定位器(31)将所述表面电极(100)的位置从肢体残余部分(1)转移至假体接受腔(20)。


11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，将表面电极组件(200)移动和/或旋转至能够检测到至少两个信号的所述肢体残余部分(1)上的末端位置，并且相应地将收集电极(10)固定在所述假体接受腔(20)上的所述末端位置。


12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述收集电极(10)在所述假体接受腔(20)上的位置显示成投影到所述假体接受腔(20)上或者通过定位指示转移到假体接受腔(20)上。


13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述收集电极(10)通过圆顶螺丝固定在所述假体接受腔(20)上。


14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述收集电极(10)通过电线(18)与控制单元(80)相连，并且通过紧固元件(90)机械地防止松开。


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【专利技术属性】
技术研发人员：S·阿姆聚斯，C·梅斯纳，G·布兰德迈尔，M·韦勒，M·弗里德里希，J·施泰宁格，
申请(专利权)人：奥托·博克保健产品有限公司，
类型：发明
国别省市：奥地利;AT