一种基于功能性电刺激的体外反馈式模块化康复外骨骼制造技术

本发明专利技术涉及康复设备技术领域，具体涉及功能性电刺激的体外反馈式模块化康复外骨骼及训练方法，外骨骼包括肌电信号采集模块、功能性电刺激模块、运动传感模块、控制模块、运动执行模块和电源模块；肌电信号采集模块采集患者健侧运动过程中的表面肌电信号并传输给控制模块，功能性电刺激模块接收控制信号，并施加给患者患侧肌肉电刺激信号，运动传感模块采集患者运动过程中的运动信号并传输给控制模块，控制模块接收上述信号控制运动执行模块和功能性电刺激模块运作，运动执行模块输出运动轨迹，训练时外骨骼采集患侧运动信号建立出患侧肢体的患侧肌电

【技术实现步骤摘要】
一种基于功能性电刺激的体外反馈式模块化康复外骨骼


[0001]本专利技术涉及康复设备
，尤其涉及一种基于功能性电刺激的体外反馈式模块化康复外骨骼。

技术介绍

[0002]脑卒中是指突然发生的、有脑血管病变引起的局限性或全脑功能障碍，持续时间超过24小时或引起死亡的临床综合征。脑卒中通常会造成患者运动功能障碍、言语障碍和感觉功能障碍，给患者的学习生活带来极大的不便，康复外骨骼已成为脑卒中患者康复治疗的重要设备，尽管康复外骨骼可辅助患者步行，但对恢复肌肉功能作用有限。
[0003]功能性电刺激是利用一定强度的低频脉冲电流刺激一组或多组肌肉，诱发肌肉运动或模拟正常的自主运动，实现改善或恢复被刺激肌肉功能的目的，此外，患者通过运动想象能够促进感觉运动皮层功能重组或重建，因而也被用于脑损伤肢体瘫痪患者的主动康复训练治疗，将康复外骨骼、功能性电刺激和运动想象有效结合，在辅助患者运动的同时可辅助恢复肌肉功能，甚至有助于患者脑功能的康复，对于患者的康复治疗意义重大。
[0004]目前康复医院或康复中心采用电刺激联合外骨骼辅助步行，预定式的功能电刺激与个体激活信息不能匹配，无法实现根据患者实际情况调节电刺激，进而导致康复效果不理想。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种基于功能性电刺激的体外反馈式模块化康复外骨骼，旨在解决现有电刺激联合外骨骼辅助步行，无法根据患者情况调节电刺激，影响康复效果的问题。
[0006]为实现上述目的，第一方面，本专利技术提供了功能性电刺激的体外反馈式模块化康复外骨骼，所述外骨骼包括肌电信号采集模块、功能性电刺激模块、运动传感模块、控制模块、运动执行模块和电源模块，所述控制模块分别与所述肌电信号采集模块、所述功能性电刺激模块、所述运动传感模块、所述运动执行模块和所述电源模块连接；
[0007]所述肌电信号采集模块，用于采集患者健侧运动过程中的表面肌电信号，并将所述表面肌电信号传输给所述控制模块；
[0008]所述功能性电刺激模块，用于接收控制模块的控制信号信号，并施加给患者患侧电刺激信号；
[0009]所述运动传感模块，用于采集患者运动过程中的运动信号，并将所述运动信号传输给所述控制模块；
[0010]所述控制模块，基于所述表面肌电信号、所述功能性电刺激信号和所述运动信号，并基于上述信号生成算法模型和控制信号，所述控制信号控制所述运动执行模块和所述功能性电刺激模块运作；
[0011]所述运动执行模块，接收所述控制信号实现输出的运动轨迹；
[0012]所述电源模块，用于对所述肌电信号采集模块、所述功能性电刺激模块、所述运动传感模块、所述控制模块和所述运动执行模块供电。
[0013]其中，所述外骨骼的本体形式包括上肢或下肢的单侧外骨骼、双侧外骨骼和单关节外骨骼三种形式。
[0014]第二方面，本专利技术还提供了功能性电刺激的体外反馈式模块化康复外骨骼训练方法，包括以下步骤：
[0015]根据患者情况选择不同的训练康复阶段和运动场景，得到康复方案；
[0016]基于康复方案预设康复轨迹，所述运动执行模块带动患者健侧肢体开展运动，并利用所述肌电信号采集模块采集健侧肢体的肌电信号，同时所述运动传感模块采集健侧肢体的第一运动信号，并建立健侧运动
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肌电模型和健侧肌电
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运动模型；
[0017]所述运动执行模块带动患者患侧进行所述第一运动轨迹，同时所述功能性电刺激模块给患侧肌肉功能性电刺激，患者不断想象所述第一运动轨迹的完成流程，并利用所述运动传感模块采集患侧肢体的第二运动信号；
[0018]根据所述第二运动信号以所述健侧肌电
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运动模型为基础建立患侧肌电
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运动模型，所述运动执行模块调整患侧第二运动轨迹直至等于第一运动轨迹时，得到二次功能性电刺激信号；
[0019]基于所述二次功能性电刺激信号和所述第一运动轨迹制定患者强化训练方案进行训练。
[0020]其中，所述康复阶段包括康复早期、康复中期和康复后期，所述康复场景包括平躺、坐起、站起、站立、平地行走、坡地行走和上下楼梯。
[0021]其中，所述功能性电刺激信号同时包括时域和频域特征。
[0022]本专利技术的一种基于功能性电刺激的体外反馈式模块化康复外骨骼，所述肌电信号采集模块采集患者健侧运动过程中的表面肌电信号，并将所述表面肌电信号传输给所述控制模块，所述功能性电刺激模块接收所述控制模块的控制信号，并施加给患者患侧电刺激信号，所述运动传感模块采集患者运动过程中的运动信号，并所述运动信号传输给所述控制模块，所述控制模块接收上述信号，并生成算法模型和控制信号，所述控制信号控制所述运动执行模块和所述功能性电刺激模块运作，所述运动执行模块接收所述控制信号实所述控制模块输出的运动轨迹，所述电源模块对所述肌电信号采集模块、所述功能性电刺激模块、所述运动传感模块、所述控制模块和所述运动执行模块供电，通过采集患侧运动信号建立出患侧肢体的“患侧肌电
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运动模型”，然后调整患侧运动与健侧运动一致得到合适的功能性电刺激和外骨骼辅助轨迹，最后强化患侧肢体康复训练直至完成康复训练方案，该所述外骨骼通过患者不同康复阶段和场景选择，适应患者实际的康复情况，所述外骨骼以运动想象和强化训练为康复理论基础，配合功能性电刺激可有效的弥补单一康复方案的不足。通过所述采集患侧运动信号建立出患侧肢体的“患侧肌电
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运动模型”，然后调整患侧运动与健侧运动一致得到合适的功能性电刺激和外骨骼辅助轨迹，在不同的阶段可以防止患者出现肌肉痉挛，提升肌肉力量，实现步态训练，进而促进大脑神经元激活并重塑神经回路，解决现有电刺激联合外骨骼辅助步行，无法根据患者情况调节电刺激，影响康复效果的问题。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1是本专利技术提供的功能性电刺激的体外反馈式模块化康复外骨骼的系统示意图。
[0025]图2是本专利技术提供的功能性电刺激的体外反馈式模块化康复外骨骼的结构示意图。
[0026]图3是本专利技术提供的功能性电刺激的体外反馈式模块化康复外骨骼训练方法流程图。
[0027]1‑
肌电信号采集模块、2
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功能性电刺激模块、3
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运动传感模块、4
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控制模块、5
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运动执行模块、6
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电源模块。
具体实施方式
[0028]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.功能性电刺激的体外反馈式模块化康复外骨骼，其特征在于，所述外骨骼包括肌电信号采集模块、功能性电刺激模块、运动传感模块、控制模块、运动执行模块和电源模块，所述控制模块分别与所述肌电信号采集模块、所述功能性电刺激模块、所述运动传感模块、所述运动执行模块和所述电源模块连接；所述肌电信号采集模块，用于采集患者健侧运动过程中的表面肌电信号，并将所述表面肌电信号传输给所述控制模块；所述功能性电刺激模块，用于接收控制模块的控制信号，并施加给患者患侧肌肉电刺激信号；所述运动传感模块，用于采集患者运动过程中的运动信号，并将所述运动信号传输给所述控制模块；所述控制模块，基于所述表面肌电信号、所述电刺激信号和所述运动信号生成算法模型和控制信号，所述控制信号控制所述运动执行模块和所述功能性电刺激模块运作；所述运动执行模块，接收所述控制信号实现输出运动轨迹；所述电源模块，用于对所述肌电信号采集模块、所述功能性电刺激模块、所述运动传感模块、所述控制模块和所述运动执行模块供电。2.如权利要求1所述的功能性电刺激的体外反馈式模块化康复外骨骼，其特征在于，所述外骨骼的本体形式包括上肢或下肢的单侧外骨骼、双侧外骨骼和单关节外骨骼三种形式。3.功能性电刺激的体外反馈式模块化康复外骨骼康训练方法，应用于如权利要求1所述的功能性电刺激的体外反馈式模块化康复外骨骼，其特征在于，包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：仇斌权，谢海琼，周忠娇，孟江，刘文斌，程科，张成浩，
申请(专利权)人：重庆科弘康智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：