基于脑机接口技术和多重反馈的肢体康复训练系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种基于脑机接口技术和多重反馈的肢体康复训练系统。本实用新型专利技术的目的是提供一种基于脑机接口技术和多重反馈的肢体康复训练系统。本实用新型专利技术的技术方案是：该系统包括：脑电采集模块，用以获取用户的脑电信息数据；肢体康复训练模块，用于为用户提供康复训练，同时采集用户的运动行为信息；分析计算模块，与脑电采集模块和肢体康复训练模块通讯连接，用于获取脑电信息数据和运动行为信息，并根据脑电信息数据和运动行为信息调整所述肢体康复训练模块的运动参数；多重反馈模块，与分析计算模块通讯连接，用于为用户提供多通道感官反馈，且反馈参数与所述肢体康复训练模块的运动参数关联。本实用新型专利技术适用于肢体康复训练领域。康复训练领域。康复训练领域。

【技术实现步骤摘要】
基于脑机接口技术和多重反馈的肢体康复训练系统


[0001]本技术涉及一种基于脑机接口技术和多重反馈的肢体康复训练系统。适用于肢体康复训练领域。

技术介绍

[0002]脑卒中是由于脑部缺血或出血性损伤而引起脑功能缺失的一种疾病。据统计，每年脑卒中新发病例约270万，且发病人数以每年超过10％的速度增长。脑卒中病发初期，有约80％的患者存在肢体运动障碍，其中50％的患者可以通过康复训练治疗恢复肢体的运动功能。在我国脑卒中致残率高达75％，而西方国家只有30％，造成高残障率的主要原因就是缺少及时有效的康复治疗。
[0003]康复训练无疑是肢体运动功能康复的一种最有效的方法，能有效地帮助患者恢复受限的肢体功能，提高他们的日常生活能力。传统的康复训练方法存在着训练内容枯燥、康复数据难以评估、治疗资源有限等问题。近年来，随着科学技术的发展，出现了一些通过计算机技术、多媒体技术辅助患者训练的方法。这些方法虽然能够在一定程度上提高康复训练的趣味性，但是缺乏大脑神经系统的直接参与，无法在神经康复工作中发挥作用，导致康复效果并不理想。
[0004]脑机接口技术可以在没有周围神经和肌肉的正常传输通路的情况下使得人与外界环境进行交互，替代部分肢体功能，有效帮助大脑受损功能进行重塑，增强康复训练的效果。
[0005]国内的康复器械企业起步较晚，在产品的设计创新上，缺乏对用户体验的关注。

技术实现思路

[0006]本技术要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种基于脑机接口技术和多重反馈的肢体康复训练系统。
[0007]本技术所采用的技术方案是：一种基于脑机接口技术和多重反馈的肢体康复训练系统，其特征在于，包括：
[0008]脑电采集模块，用以获取用户的脑电信息数据；
[0009]肢体康复训练模块，用于为用户提供康复训练，同时采集用户的运动行为信息；
[0010]分析计算模块，与所述脑电采集模块和肢体康复训练模块通讯连接，用于获取脑电信息数据和运动行为信息，并根据脑电信息数据和运动行为信息调整所述肢体康复训练模块的运动参数；
[0011]多重反馈模块，与所述分析计算模块通讯连接，用于为用户提供多通道感官反馈，且反馈参数与所述肢体康复训练模块的运动参数关联。
[0012]根据具身认知理论的思想，人的认知是身体、环境、活动三者协同作用的结果，它强调在个体的认知过程中身体的参与性与构成性。从具身认知的角度来看，动觉感官与以五感为主的感觉感官在认知过程中是协同工作的。具身的多感官整合是将不同感官通道的
线索信息有效的合并为统一、连贯、强健的知觉过程。因此，在康复训练中强调用户多通道感官参与交互，提升其参与的情境化程度，能够增加训练趣味性、增强用户与产品及环境的交互，从而提高康复训练的效果。
[0013]所述多重反馈模块提供包括视觉、听觉、味觉、触觉和/或嗅觉感官反馈。
[0014]所述视觉感官反馈包括虚拟反馈和/或可运动的外设模块的实物反馈。
[0015]所述外设模块包括与所述分析计算模块通讯连接的脑控小车，该脑控小车的运动速度与所述肢体康复训练模块的运行速度成正比。
[0016]本技术的有益效果是：本技术将肢体康复训练与具身认知理论结合，通过多重感觉反馈，为用户提供沉浸式的体验，不仅增加了康复训练的趣味性，而且增强用户运动学习效率，提升了康复效果。
[0017]本技术借助虚拟或实物模型的反馈表现形式，不仅可以在设备屏幕上为用户提供运动影像与声音反馈，还可以通过外设模型映射用户的肢体运动，使得训练更加具象直观，有助于提高康复训练的效果。
[0018]本技术通过脑机接口技术分析用户主动运动意图以此来控制设备运动，强调了用户主动参与训练的意识，有助于刺激用户运动神经通道的重建，有效促进大脑功能重组。
[0019]本技术可通过一台或多台设备参与的模式，通过多种有趣的训练模式，包括单人训练、团队协作、多人竞赛等，极大地提高了用户参与训练的积极性。
附图说明
[0020]图1为实施例的系统框图。
具体实施方式
[0021]本实施例为一种基于脑机接口技术和多重反馈的肢体康复训练系统，包括分析计算模块，以及与分析计算模块通讯连接的脑电采集模块、肢体康复训练模块和多重反馈模块。
[0022]本例中脑电采集模块用以获取用户的脑电信息数据，肢体康复训练模块在为用户提供康复训练的同时采集用户的运动行为信息，分析计算模块根据获得的脑电信息和运动行为信息分别计算用户的运动意图评分和运动行为评分，然后根据预定的算法调整康复训练设备的运行参数，最后通过多重反馈模块将结果以多通道感官模式反馈给用户。
[0023]本实施例中脑电采集模块包括一套或多套脑电采集设备，可以是非侵入式、半侵入式或侵入式的设备。采集电极可以是干电极、半干电极、湿电极或盘状电极等。采集通道通常是8导联，也可以是4导联、16导联、64导联等。包含脑电信号处理器，可对采集到的脑电信号进行特征提取和分类。脑电信号特征提取方法包括有谱分析、自回归分析、共空间模式、源重建等。脑电信号分类算法包括线性判别分析、支持向量机分析、人工神经网络、模糊系统等。
[0024]本例中用户运动意图可以是通过运动想象直接激发大脑运动皮层产生，也可以是系统提供的视觉听觉刺激辅助患者进行自主运动想象，视觉刺激包括向患者呈现自身或他人的运动影像，听觉刺激可以是与肢体运动相关的一段描述，呈现的方式可以是演讲、故
事、音乐等。运动影像呈现的方式可以是采用镜子反映患者健侧肢体的运动；可以是利用计算机显示设备播放人体运动的影像；可以是通过计算机显示设备和传感器模拟肢体的运动；也可以是利用虚拟现实技术呈现肢体的运动等。
[0025]本实施例中用户运动意图还可以是用户通过运动观察等行为，基于镜像神经元系统显著激活大脑运动中枢，该情况下产生的脑电信号可以是运动视觉诱发电位，包括瞬态运动视觉诱发电位和稳态运动视觉诱发电位。视觉刺激包括呈现一定频率快闪的视觉模块，视觉模块包括不同的形状、亮度、颜色、位置、方向等，该情况下的脑电信号也可以是患者在外界刺激下产生的事件相关电位。进一步地，视觉或听觉刺激包括在大概率呈现的视觉/听觉模块序列呈现概率很小的视觉/听觉模块。视觉模块包括不同的形状、亮度、颜色、位置、方向等。听觉刺激模块可以是声音的频率、响度、音质以及持续时间等，也可以是元音、音节、单词、问句、陈述句等形式，呈现方式可以是演讲、故事、音乐等。
[0026]本实施例中肢体康复训练模块包括一台或多台肢体康复训练设备，该设备可以用于除头部外的肢体躯干的运动，包括上肢、下肢、腕关节、肩部、手部或足部的运动训练等。肢体康复训练模块还包括各类传感器，用于测量用户肢体运动的速度、角度、时间、力、位移等，以此作为依据对用户运动行为的评估，计算运动行为评分。
[0027]本实施例中分析计算模块包括一台或多台带有显示屏幕的计算机设备，计算机本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于脑机接口技术和多重反馈的肢体康复训练系统，其特征在于，包括：脑电采集模块，用以获取用户的脑电信息数据；肢体康复训练模块，用于为用户提供康复训练，同时采集用户的运动行为信息；分析计算模块，与所述脑电采集模块和肢体康复训练模块通讯连接，用于获取脑电信息数据和运动行为信息，并根据脑电信息数据和运动行为信息调整所述肢体康复训练模块的运动参数；多重反馈模块，与所述分析计算模块通讯连接，用于为用户提供多通道感官反馈，且反馈参数与所述肢体康复训练模块的运动参数关联。2.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：寿梦婕，朱威灵，傅向向，孙朋，
申请(专利权)人：浙江迈联医疗科技有限公司，
类型：新型
国别省市：