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基于模糊PID调控的体表FES瘫痪肢体康复训练系统及方法技术方案

技术编号:40344653 阅读:37 留言:0更新日期:2024-02-09 14:30
本发明专利技术提供一种基于模糊PID调控的体表FES瘫痪肢体康复训练系统及方法,属于电子学、运动学和康复医学交叉技术领域。包括:上位机、电刺激器子系统,以及与电刺激子系统电性连接的运动学数据采集模块、通信模块、供电模块,其中:运动学数据采集模块包括两个陀螺仪惯性传感器,以穿戴的形式分别安装于健康与瘫痪肢体,用于获取肢体提供的运动学数据;电刺激器子系统,利用2型模糊PID控制得到调节刺激脉冲参数,输出刺激脉冲作用于瘫痪患侧肢体;通信模块,用于将电刺激器子系统的数据无线传输至上位机;上位机,用于接收康复训练时产生的运动学数据、并进行可视化展示;供电模块,用于为系统中各器件供电。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电子学、运动学和康复医学交叉,尤其涉及一种基于模糊pid调控的体表fes瘫痪肢体康复训练系统及方法。


技术介绍

1、脑卒中患者中的一部分在发病后表现为一侧肢体瘫痪,具体表现为瘫痪一侧肢体肌肉的肌力减退、肌张力异常以及运动功能障碍。针对这种情况,工程学领域采用功能性电刺激作为康复训练的常见方法,以促进受影响肌肉的康复和功能改善。通过持续使用功能性电刺激系统,患者逐渐获得额外的肌肉功能,从而有望恢复执行功能性运动的能力。

2、一般而言,当前商用或科学研发的功能性电刺激系统大都采用开环控制策略,其特点是采用一组电刺激参数,包括电流强度、频率和脉冲宽度,以及相应的刺激策略,这些参数和策略在康复过程中能够诱发瘫痪肢体产生功能性运动,促进瘫痪肌肉功能恢复,但不能确保瘫痪肢体执行功能性动作的质量,难以充分满足患者回归社会和家庭的康复需求。现有技术的主要关注点在于通过电刺激诱发产生特定或多自由度的目标动作,几乎没有关注被控肢体相对于健康肢体的动作完成度、准确性和一致性,因此,现有技术的方法难以最大程度上充分有效地促进患者的瘫痪肢体功能康复。...

【技术保护点】

1.一种基于模糊PID调控的体表FES瘫痪肢体康复训练系统,其特征在于,包括:上位机、电刺激器子系统,以及与所述电刺激子系统电气连接的运动学数据采集模块、通信模块、供电模块,其中:

2.如权利要求1所述的基于模糊PID调控的体表FES瘫痪肢体康复训练系统,其特征在于,所述电刺激器子系统包括主控处理器、功能性刺激电路和刺激电极:所述主控处理器,用于接收所述运动学数据采集模块采集到的所述健康肢体期望姿态角与所述被控瘫痪肢体实际动作姿态角,根据姿态角误差,利用二型模糊PID控制得出用于调节刺激脉冲的参数并传输至所述功能性刺激电路;

3.如权利要求2所述的基于模糊PID调...

【技术特征摘要】

1.一种基于模糊pid调控的体表fes瘫痪肢体康复训练系统,其特征在于,包括:上位机、电刺激器子系统,以及与所述电刺激子系统电气连接的运动学数据采集模块、通信模块、供电模块,其中:

2.如权利要求1所述的基于模糊pid调控的体表fes瘫痪肢体康复训练系统,其特征在于,所述电刺激器子系统包括主控处理器、功能性刺激电路和刺激电极:所述主控处理器,用于接收所述运动学数据采集模块采集到的所述健康肢体期望姿态角与所述被控瘫痪肢体实际动作姿态角,根据姿态角误差,利用二型模糊pid控制得出用于调节刺激脉冲的参数并传输至所述功能性刺激电路;

3.如权利要求2所述的基于模糊pid调控的体表fes瘫痪肢体康复训练系统,其特征在于,所述二型模糊pid控制包括区间二型模糊推理和pid控制,其中:所述二型模糊pid控制的输入为所述期望姿态角和所述被控瘫痪肢体实际动作姿态角,在进入区间二型模糊推理及pid控制之前,首先进行姿态角误差e和误差变化率de/dt的计算;

4.如权利要求3所述的基于模糊pid调控的体表fes瘫痪肢体康复训练系统,其特征在于,区间二型模糊推理过程中:

5.如权利要求4所述的基于模糊pi...

【专利技术属性】
技术研发人员:田宁陈功鲍学亮
申请(专利权)人:宁夏大学
类型:发明
国别省市:

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