用于提供肌肉下控制的方法和装置制造方法及图纸

基于肌肉下激活而生成控制信号的方法和装置。从多个神经肌肉信号中导出多个肌肉下控制通道中的第一肌肉下控制通道的信息。多个肌肉下控制通道中的每一个肌肉下控制通道被配置成处理与一个或更多个肌肉下结构的激活相关联的信息。基于针对第一肌肉下控制通道的导出信息生成控制信号，并且该控制信号被提供给控制接口以控制设备的操作。控制接口以控制设备的操作。控制接口以控制设备的操作。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于提供肌肉下控制的方法和装置
[0001]相关申请
[0002]本申请根据35U.S.C.
§
119(e)要求于2018年5月25日提交的题为“METHODS AND APPARATUS FOR PROVIDING SUB-MUSCULAR CONTROL”、序列号为62/676,567的美国临时申请的优先权，其全部内容通过引用结合于此。
[0003]背景
[0004]由人类中枢神经系统产生的神经肌肉信号可以反映导致人体中的一个或更多个肌肉收缩的神经激活(neural activation)。神经肌肉传感器的一个示例包括肌电图(EMG)传感器，神经肌肉传感器放置在人体表面，记录骨骼肌细胞被激活时所产生的神经肌肉活动。神经肌肉传感器测量的神经肌肉活动可以起因于神经激活、肌肉兴奋、肌肉收缩、或神经激活和肌肉收缩的组合。由神经肌肉传感器记录的电信号可用于评估患有运动控制紊乱的患者的神经肌肉功能障碍，并在一些应用中可用作设备(诸如假肢)的控制信号。
[0005]概述
[0006]在人体中共同导致运动任务的执行的骨骼肌的协调移动由在中枢神经系统中产生的神经信号引起。神经信号通过脊髓运动神经元从中枢神经系统行进到肌肉，脊髓运动神经元中的每个具有在脊髓中的细胞主体和在一个或更多个肌肉纤维上的轴突终末。响应于接收到神经信号，肌肉纤维收缩，导致肌肉运动。脊髓运动神经元和它支配的肌肉纤维统称为“运动单元(motor unit)”。肌肉通常包括来自数百个运动单元的肌肉纤维，以及导致肌肉运动的肌肉收缩通常需要的多个运动单元中的肌肉纤维的同时收缩。
[0007]神经肌肉传感器(诸如EMG传感器)记录导致运动活动(诸如肌肉收缩)的生物信号。在EMG传感器布置在人体表面的情况下，记录的生物信号与肌肉纤维中动作电位的生成有关。一些实施例旨在分析神经肌肉信号上，以识别与肌肉下生物结构(例如，单个运动单元或运动单元组)相关联的激活的模式。基于肌肉下结构的激活而确定的控制信号可用于控制设备的操作。
[0008]一些实施例涉及一种计算机化系统。该计算机化系统包括被配置成记录来自用户的多个神经肌肉信号的多个神经肌肉传感器，以及至少一个计算机处理器，其中该多个神经肌肉传感器被布置在一个或更多个可穿戴设备上。至少一个计算机处理器被编程为，从多个神经肌肉信号中导出针对多个肌肉下控制通道中的第一肌肉下控制通道的信息，其中多个肌肉下控制通道中的每一个肌肉下控制通道被配置为处理与一个或更多个肌肉下结构的激活相关联的信息；基于针对第一肌肉下控制通道的导出信息，生成控制信号；以及向控制接口提供控制信号以控制设备的操作。
[0009]在至少一个方面，至少一个计算机处理器还被编程为提供针对第一肌肉下控制通道的导出信息作为经训练的推理模型的输入，并且其中生成控制信号包括基于经训练的推理模型的输出生成控制信号。
[0010]在至少一个方面，该至少一个计算机处理器还被编程为提供多个神经肌肉信号作为经训练的推理模型的输入，并且其中导出针对第一肌肉下控制通道的信息包括基于经训练的推理模型对多个神经肌肉信号的处理来导出信息。
[0011]在至少一个方面，导出针对第一肌肉下控制通道的信息包括将多个神经肌肉信号分解成表征多个肌肉下控制通道的信号分量。
[0012]在至少一个方面，第一肌肉下控制通道被配置为处理由单个运动单元的激活产生的信息。
[0013]在至少一个方面，多个肌肉下控制通道中的第二肌肉下控制通道被配置为处理由多个运动单元的激活产生的信息。
[0014]在至少一个方面，第一肌肉下控制通道被配置为处理由与第一肌肉相关联的至少一个第一肌肉下结构和与第二肌肉相关联的至少一个第二肌肉下结构的组合的激活产生的信息。
[0015]在至少一个方面，计算机化系统还包括至少一个辅助传感器，其被配置为在记录来自用户的所述多个神经肌肉信号的同时记录辅助信号，其中所述至少一个辅助传感器被布置在所述一个或更多个可穿戴设备上。
[0016]在至少一个方面，至少一个辅助传感器包括至少一个惯性测量单元。
[0017]在至少一个方面，至少一个计算机处理器还被编程为，存储在第一会话期间确定的针对第一肌肉下控制通道的导出信息的表示；以及在第一会话之后的第二会话期间校准从用户记录的神经肌肉信号数据，其中至少部分地基于存储的在第一会话期间确定的针对第一肌肉下控制通道的导出信息的表示来执行校准。
[0018]一些实施例针对用于训练用户激活肌肉下结构的计算机化系统。该系统包括多个神经肌肉传感器，其被配置为当用户激活一个或更多个肌肉下结构时记录来自用户的多个神经肌肉信号，其中，所述多个神经肌肉传感器被布置在一个或更多个可穿戴设备上；以及至少一个计算机处理器。该至少一个计算机处理器被编程为，基于多个神经肌肉信号向用户提供反馈，其中反馈包括关于在多个神经肌肉信号中识别的激活的模式的信息；基于所记录的多个神经肌肉信号来调整提供给用户的反馈；以及存储将在多个神经肌肉信号中识别的激活的模式映射到控制信号的信息。
[0019]在至少一个方面，肌肉下结构是单个的运动单元。
[0020]在至少一个方面，基于多个神经肌肉信号向用户提供反馈包括从多个神经肌肉信号的未处理版本中生成反馈。
[0021]在至少一个方面，至少一个计算机处理器还被编程为基于多个神经肌肉信号，从多个肌肉下结构中确定用户已经激活了多个肌肉下结构中的哪一个，并且其中基于多个神经肌肉信号向用户提供反馈包括当确定多个肌肉下结构中的第一肌肉下结构已被激活时提供第一反馈，以及当确定多个肌肉下结构中的第二肌肉下结构已被激活时提供第二反馈。
[0022]在至少一个方面，第一反馈和第二反馈具有不同的特征，以使用户能够区分第一反馈和第二反馈。
[0023]在至少一个方面，第一反馈包括具有第一音高的听觉反馈，并且其中第二反馈包括具有不同于第一音高的第二音高的听觉反馈。
[0024]在至少一个方面，反馈包括从由听觉反馈、视觉反馈、触觉反馈和通过电刺激提供的反馈组成的组中选择的反馈。
[0025]在至少一个方面，至少一个计算机处理器还被编程为基于多个神经肌肉信号导出
控制信号；以及向具有用户试图进行控制的操作的设备提供控制信号，其中，基于多个神经肌肉信号向用户提供反馈包括基于控制信号改变设备的行为。
[0026]在至少一个方面，该设备包括显示器。
[0027]在至少一个方面，导出控制信号包括提供多个神经肌肉信号或从多个神经肌肉信号导出的信息作为推理模型的输入，以及基于推理模型的输出导出控制信号。
[0028]在至少一个方面，至少一个计算机处理器还被编程为，训练推理模型以将从所述多个神经肌肉信号中确定的激活的所述模式映射到一个或更多个肌肉下激活(sub-muscular activation)模式，并且其中存储将在所述多个神经肌肉信号中识别的激活的所述模式映射到控制信号的所述信息包括存储所述经训练的推理模型。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种计算机化系统，包括：多个神经肌肉传感器，所述多个神经肌肉传感器被配置为记录来自用户的多个神经肌肉信号，其中，所述多个神经肌肉传感器被布置在一个或更多个可穿戴设备上；以及至少一个计算机处理器，所述至少一个计算机处理器被编程为：从所述多个神经肌肉信号中导出针对多个肌肉下控制通道中的第一肌肉下控制通道的信息，其中，所述多个肌肉下控制通道中的每一个肌肉下控制通道被配置为处理与一个或更多个肌肉下结构的激活相关联的信息；基于针对所述第一肌肉下控制通道的导出信息，生成控制信号；以及向控制接口提供所述控制信号以控制设备的操作。2.根据权利要求1所述的计算机化系统，其中，所述至少一个计算机处理器还被编程为：提供针对所述第一肌肉下控制通道的所述导出信息作为经训练的推理模型的输入，并且其中生成所述控制信号包括基于所述经训练的推理模型的输出生成所述控制信号。3.根据权利要求1所述的计算机化系统，其中，所述至少一个计算机处理器还被编程为：提供所述多个神经肌肉信号作为经训练的推理模型的输入，并且其中导出针对所述第一肌肉下控制通道的信息包括基于所述经训练的推理模型对所述多个神经肌肉信号的处理来导出所述信息。4.根据权利要求1所述的计算机化系统，其中，导出针对所述第一肌肉下控制通道的信息包括将所述多个神经肌肉信号分解成表征所述多个肌肉下控制通道的信号分量。5.根据权利要求1所述的计算机化系统，其中，所述第一肌肉下控制通道被配置为处理由单个运动单元的激活产生的信息。6.根据权利要求5所述的计算机化系统，其中，所述多个肌肉下控制通道中的第二肌肉下控制通道被配置为处理由多个运动单元的激活产生的信息。7.根据权利要求1所述的计算机化系统，其中，所述第一肌肉下控制通道被配置为处理由与第一肌肉相关联的至少一个第一肌肉下结构和与第二肌肉相关联的至少一个第二肌肉下结构的组合的激活产生的信息。8.根据权利要求1所述的计算机化系统，还包括至少一个辅助传感器，所述至少一个辅助传感器被配置为在记录来自所述用户的所述多个神经肌肉信号的同时记录辅助信号，其中，所述至少一个辅助传感器被布置在所述一个或更多个可穿戴设备上。9.根据权利要求8所述的计算机化系统，其中，所述至少一个辅助传感器包括至少一个惯性测量单元。10.根据权利要求1所述的计算机化系统，其中，所述至少一个计算机处理器还被编程为：存储在第一会话期间确定的针对所述第一肌肉下控制通道的所述导出信息的表示；以及在所述第一会话之后的第二会话期间校准从所述用户记录的神经肌肉信号数据，其中，至少部分地基于所存储的在所述第一会话期间确定的针对所述第一肌肉下控制通道的所述导出信息的表示来执行校准。
11.一种用于训练用户激活肌肉下结构的计算机化系统，所述系统包括:多个神经肌肉传感器，所述多个神经肌肉传感器被配置为当所述用户激活一个或更多个肌肉下结构时记录来自所述用户的多个神经肌肉信号，其中，所述多个神经肌肉传感器被布置在一个或更多个可穿戴设备上；以及至少一个计算机处理器，所述至少一个计算机处理器被编程为：基于所述多个神经肌肉信号向所述用户提供反馈，其中，所述反馈包括关于在所述多个神经肌肉信号中识别的激活的模式的信息；基于所记录的多个神经肌肉信号来调整提供给所述用户的所述反馈；以及存储将在所述多个神经肌肉信号中识别的激活的所述模式映射到控制信号的信息。12.根据权利要求11所述的计算机化系统，其中，所述肌肉下结构是单个的运动单元。13.根据权利要求11所述的计算机化系统，其中，基于所述多个神经肌肉信号向所述用户提供反馈包括从所述多个神经肌肉信号的未处理版本中生成所述反馈。14.根据权利要求11所述的计算机化系统，其中，所述至少一个计算机处理器还被编程为：基于所述多个神经肌肉信号，从多个肌肉下结构中确定所述用户已经激活了所述多个肌肉下结构中的哪一个，并且其中基于所述多个神经肌肉信号向所述用户提供反馈包括当确定所述多个肌肉下结构中的第一肌肉下结构已被激活时提供第一反馈，以及当确定所述多个肌肉下结构中的第二肌肉下结构已被激活时提供第二反馈。15.根据权利要求14所述的计算机化系统，其中，所述第一反馈和所述第二反馈具有不同的特征，以使所述用户能够区分所述第一反馈和所述第二反馈。16.根据权利要求15所述的计算机化系统，其中，所述第一反馈包括具有第一音高的听觉反馈，并且其中所述第二反馈包括具有不同于所述第一音高的第二音高的听觉反馈。17.根据权利要求11所述的计算机化系统，其中，所述反馈包括从由听觉反馈、视觉反...

【专利技术属性】
技术研发人员：亚历山大，
申请(专利权)人：脸谱科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：