一种基于近红外脑功能成像的下肢康复训练系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于近红外脑功能成像的下肢康复训练系统，特征在于，包括下肢外骨骼机器人、数据采集设备和上位机；所述下肢外骨骼机器人包括腰部绑缚，所述腰部绑缚的两侧分别设置有依次连接的大腿杆、小腿杆和脚踏板，所述大腿杆、小腿杆和脚踏板相互之间均通过电机连接，以实现腿的髋、膝、踝关节的分别驱动；所述数据采集设备包括近红外光发射模块、光电转换接收模块、解调模块和控制模块，所述上位机用于获得康复训练评价指标并且运行人在回路优化算法；本发明专利技术还公开了一种基于近红外脑功能成像的下肢康复训练方法。本发明专利技术通过使用下肢康复外骨骼机器人来参与基于fNIRS的康复技术，实现康复训练的自动化、智能化。智能化。智能化。

【技术实现步骤摘要】
一种基于近红外脑功能成像的下肢康复训练系统及方法


[0001]本专利技术涉及康复设备
，具体涉及一种基于近红外脑功能成像的下肢康复训练系统及方法。

技术介绍

[0002]脑卒中俗称“中风”，是由向大脑输送血液的血管疾病引起的一种急性疾病，包括缺血性和出血性卒中，脑卒中除了高死亡率外，还具有高致残率、高复发率和高经济负担的特点，是成年人残疾的首要原因之一。
[0003]在康复早期，许多患者肌力较低，无法完成一个完整的康复训练动作，下肢康复外骨骼可以辅助患者完成相应动作，提供被动训练或者被动与主动相结合的辅助训练模式，而肌力较好的患者可以利用自身的肌力进行主动训练，同时康复外骨骼还可提供适合的阻力，增加训练效果。此前，有学者基于“交互式生物反馈”理论开发了用于康复的外骨骼机器人，称为混合式辅助肢体(hybrid assistive limb,HAL)。
[0004]HAL机器人的动作是由从肌肉中检测到的生物电信号(BES)触发的，HAL支持受损肢体的自主运动，并将运动成功的感觉反馈给大脑，大脑被感觉反馈激活，从而使得运动网络的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于近红外脑功能成像的下肢康复训练系统，其特征在于，包括下肢外骨骼机器人、数据采集设备和上位机；所述下肢外骨骼机器人包括腰部绑缚，所述腰部绑缚的两侧分别设置有依次连接的大腿杆、小腿杆和脚踏板，所述大腿杆、小腿杆和脚踏板相互之间均通过电机连接，以实现腿的髋、膝、踝关节的分别驱动；所述电机上固定有用于测量电机的角位移、角速度的编码器；所述大腿杆和小腿杆上固定有用于测量人体不同肢体段姿态的惯性测量单元；所述下肢外骨骼机器人还包括用于与所述上位机进行通信的信号收发模块；所述数据采集设备包括近红外光发射模块、光电转换接收模块、解调模块和控制模块，所述近红外光发射模块用于接收所述控制模块的控制信号，向人体大脑头皮发送所需的近红外光，所述光电转换模块用于接收经人体组织吸收和衰减后的近红外光信号，将光信号转换成电信号，并将电信号传输到所述解调模块，所述解调模块对转换后的电信号进行解调处理，将各个通道的信号区分开，并转换成数字信号后，传给所述控制模块，所述控制模块将数据传至所述上位机；所述上位机通过获得不同脑区的激活信息，从而得到相应的康复训练评价指标数据，并通过优化算法对数据进行寻优，并将控制参数发送至所述下肢外骨骼机器人，经过多次迭代，获得最终的下肢外骨骼机器人辅助参数。2.根据权利要求1所述的下肢康复训练系统，其特征在于，还包括纺织头套，多对所述近红外光发射模块和光电转换接收模块分布于所述纺织头套上。3.根据权利要求1所述的下肢康复训练系统，其特征在于，所述大腿杆和小腿杆为伸缩式的，所述大腿杆和小腿杆上还分别设置有大腿绑缚和小腿绑缚。4.根据权利要求1所述的下肢康复训练系统，其特征在于，所述优化算法采用人在回路黑盒优化算法。5.一种基于近红外脑功能成像的下...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨巍，桂梁鸿，曹巧欢，颜泽皓，冯陆颖，余林繁，杨灿军，刘晓健，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：