System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种基于肌电生物反馈的脊髓损伤康复装置制造方法及图纸_技高网

一种基于肌电生物反馈的脊髓损伤康复装置制造方法及图纸

技术编号:41012232 阅读:2 留言:0更新日期:2024-04-18 21:48
本发明专利技术涉及一种基于肌电生物反馈的脊髓损伤康复装置,包括上肢运动组件、下肢运动组件、控制器、肌电检测单元以及交互组件;所述控制器配置有反馈驱动策略,通过反馈驱动策略将肌电检测单元检测的数据,反馈至控制器中以控制上肢运动组件和下肢运动组件进行工作,通过这样设置,首先可以通过生物肌电检测和四肢联动康复技术进行结合,通过算法支撑,实现对应每一患者不同的定制式的康复任务,这样一来是强度更符合实际患者的情况,提高康复效果,减小电刺激带来的疼痛,而且随着样本数据的增加,针对性更强,避免依照经验主义产生的不适情况。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及脊髓损伤康复医疗设备,更具体地说,涉及一种基于肌电生物反馈的脊髓损伤康复装置


技术介绍

1、脊髓损伤(spinal cord injury,sci)是由于低空坠落、车祸等因素导致的中枢神经系统损伤,患者常出现肢体功能障碍,严重影响患者的生活质量,对社会造成沉重负担。目前我国sci年患病率为13-60人次/ 100万,发病人群集中于35-50岁,以男性居多,给患者家庭以及社会带来巨大经济负担。研发能更好帮助脊髓损伤患者功能恢复的康复技术迫在眉睫。

2、电刺激是目前针对脊髓损伤有效的治疗手段之一,研究证明电刺激技术可以有效改善脊髓损伤后神经组织的恢复,减小炎症发生,促进患者功能恢复。但是电刺激技术缺乏主动性,同时仅针对局部肢体进行电刺激,无法从整体上帮助患者恢复。有研究使用硬膜外电刺激来帮助患者实现步行功能,但该技术需要手术植入,伴有电极移位等后遗症风险,且仅针对于慢性期患者有效。


技术实现思路

1、有鉴于此,本专利技术目的是提供一种基于肌电生物反馈的脊髓损伤康复装置。

2、为了解决上述技术问题,本专利技术的技术方案是:一种基于肌电生物反馈的脊髓损伤康复装置,包括上肢运动组件、下肢运动组件、控制器、肌电检测单元以及交互组件;

3、所述上肢运动组件包括上肢控制模块,所述下肢运动组件包括下肢运动模块,所述上肢运动模块、所述下肢运动模块和肌电检测单元均耦接于所述控制器;

4、所述控制器配置有反馈驱动策略,所述反馈驱动策略包括:</p>

5、步骤s1、获取病患信息并根据病患信息从预设的反馈信息库匹配对应的康复任务清单;

6、步骤s2、从肌电检测单元中采集静息反馈数据,并根据预设的静息分析子策略从静息反馈数据中提取静息反馈特征;

7、步骤s3、将静息反馈特征带入康复任务清单以调整康复任务在康复任务清单中的次序,并依照上述次序将康复任务输出至交互组件;

8、步骤s4、从肌电检测单元中采集静态反馈数据,并根据预设的静态分析策略从静态反馈数据中提取静态反馈特征;

9、步骤s5、将静态反馈特征带入预先训练的康复学习模型中以获取对应的动作指令,将动作指令发送至上肢运动模块和下肢运动模块以分别驱动上肢运动组件和下肢运动组件工作;

10、步骤s6、根据动作指令从预设的动作关联数据库中调取理论动作反馈数据,从肌电检测单元中采集动作反馈数据,比对动作反馈数据与理论动作反馈数据以生成动作偏差特征;

11、步骤s7、将动作偏差特征带入康复任务清单以修正所述康复任务,将康复任务输出至交互组件;

12、步骤s8、返回步骤s4直至康复任务清单的康复任务均被完成。

13、进一步地:所述肌电检测单元耦接一肌电数据分析模块;所述肌电数据分析模块配置有静息采集策略以及静态采集策略,所述静息采集策略用于采集静息反馈数据,所述静态采集策略用于采集静态反馈数据;

14、所述静息采集策略包括配置有静息采集算法计算每一预设的静息采集窗口内的偏差均值,将偏差均值最大的静息采集窗口对应的生物肌电波形作为静息反馈数据,所述静息采集算法包括

15、,其中,为静息采集窗口的采集范围为时的偏差均值,为预设的分段静息权重,为预设的宏窗口静息权重,有,为步骤s2中获取的生物肌电波形,为步骤s2中获取的生物肌电波形以为分段间隔的均值分段函数,为预设的分段间隔,为静息采集窗口中的分段间隔总数,为生物肌电波形在静息采集窗口的均值;

16、所述静态采集策略包括获取静息反馈数据中的均值分段函数,根据均值分段函数的分布生成静态破限模型,将步骤s4中采集的生物肌电波形带入静态破限模型以实时输出静态破限值,当静态破限值首次高于预设的静态上限基准的时刻作为静态反馈数据的采集起点,当静态破限值首次低于预设的静态线下基准的时刻作为静态反馈数据的采集终点。

17、进一步地:所述的动作指令还包括控制肌电检测单元的刺激电流。

18、进一步地:所述反馈信息库预先存储有若干康复任务,每一康复任务以病患匹配特征为索引,且每一康复任务关联有康复价值数据,所述步骤s1中配置有康复匹配算法,所述康复匹配算法用于计算每一康复任务对应康复任务清单的康复匹配值,从反馈信息库中调取对应的康复任务以在预设的康复约束条件下使康复匹配值之和最大,所述康复匹配算法为,其中,为所述的康复匹配值,为康复任务对应的康复价值数据中的康复效果值,为康复任务对应的病患匹配特征和病患信息的相似度值,为康复任务对应的康复价值数据中的运动负担值,为该康复任务和康复任务清单中其他康复任务的负荷冲突值,为预设的康复效果权重,预设的病情相似权重,预设的运动负担权重,预设的负荷冲突权重。

19、进一步地:所述静息分析子策略包括

20、步骤s2-1、根据病患信息调取历史标准波形;

21、步骤s2-2、将静息采集数据对应的静息采集波形和历史标准波形求差以生成静息偏差波形;

22、步骤s2-3、计算静息偏差波形的包络面积以生成静息置信值,若静息置信值超出预设的康复预期范围,则重新采集静息反馈数据,直至静息置信值低于预设的康复预期范围;

23、步骤s2-4、通过预设的静息特征匹配数据库从静息偏差波形中匹配对应的静息反馈特征。

24、进一步地:每一康复任务对应有若干强度选项,每一强度选项对应有强度值,所述步骤s3还包括,通过静息反馈特征从康复任务中确定对应的强度选项,并根据强度值的大小对康复任务的执行顺序进行排序。

25、进一步地:所述静态分析策略包括预先构建有静态特征数据库,所述静态特征数据库预先存储有若干静态子特征,每一静态子特征对应有静态信任值,所述静态信任值反映历史数据中出现该静态子特征的次数;

26、所述静态分析策略包括配置有静态分析算法,所述静态分析算法计算每种静态子特征的组合对应的静态匹配值,有,其中为静态匹配值,为能够被静态子特征替换的肌电生物波形的时长,为肌电生物波形的总时长,为本次静态子特征的组合中静态子特征的数量,为预设的匹配关系权重,为预设的信任关系权重,为第个静态子特征与对应被替换的肌电生物波形的相似度,为第个静态子特征对应的静态信任值;

27、所述静态分析策略选择静态匹配值最高的静态子特征的组合以生成所述静态反馈特征。

28、进一步地:每一康复任务对应有一康复训练模型,所述康复训练模型中配置若干神经节点,每一神经节点对应每一静态子特征配置有任务匹配负荷,静态静态反馈特征每经过一个节点会计算对应的任务匹配负荷的总值,并根据任务匹配负荷的总值在康复训练模型中确定下一神经节点的位置,直至完成神经传输路径,并根据神经传输路径匹配对应的动作指令。

29、进一步地:步骤s6中,还包括预先构建有生物施力仿真模型,通过生物施力仿真模型构建不同的动作指令对应生物施力关系,并根据生物施力关系生成不同时刻的各个施力点的施力向量,并本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于肌电生物反馈的脊髓损伤康复装置,其特征在于:包括上肢运动组件、下肢运动组件、控制器、肌电检测单元以及交互组件;

2.如权利要求1所述的一种基于肌电生物反馈的脊髓损伤康复装置,其特征在于:所述肌电检测单元耦接一肌电数据分析模块;所述肌电数据分析模块配置有静息采集策略以及静态采集策略,所述静息采集策略用于采集静息反馈数据,所述静态采集策略用于采集静态反馈数据;

3.如权利要求1所述的一种基于肌电生物反馈的脊髓损伤康复装置,其特征在于:所述的动作指令还包括控制肌电检测单元的刺激电流。

4.如权利要求1所述的一种基于肌电生物反馈的脊髓损伤康复装置,其特征在于:所述反馈信息库预先存储有若干康复任务,每一康复任务以病患匹配特征为索引,且每一康复任务关联有康复价值数据,所述步骤S1中配置有康复匹配算法,所述康复匹配算法用于计算每一康复任务对应康复任务清单的康复匹配值,从反馈信息库中调取对应的康复任务以在预设的康复约束条件下使康复匹配值之和最大,所述康复匹配算法为,其中,为所述的康复匹配值,为康复任务对应的康复价值数据中的康复效果值,为康复任务对应的病患匹配特征和病患信息的相似度值,为康复任务对应的康复价值数据中的运动负担值,为该康复任务和康复任务清单中其他康复任务的负荷冲突值,为预设的康复效果权重,预设的病情相似权重,预设的运动负担权重,预设的负荷冲突权重。

5.如权利要求1所述的一种基于肌电生物反馈的脊髓损伤康复装置,其特征在于:所述静息分析子策略包括

6.如权利要求1所述的一种基于肌电生物反馈的脊髓损伤康复装置,其特征在于:每一康复任务对应有若干强度选项,每一强度选项对应有强度值,所述步骤S3还包括,通过静息反馈特征从康复任务中确定对应的强度选项,并根据强度值的大小对康复任务的执行顺序进行排序。

7.如权利要求1所述的一种基于肌电生物反馈的脊髓损伤康复装置,其特征在于:所述静态分析策略包括预先构建有静态特征数据库,所述静态特征数据库预先存储有若干静态子特征,每一静态子特征对应有静态信任值,所述静态信任值反映历史数据中出现该静态子特征的次数;

8.如权利要求7所述的一种基于肌电生物反馈的脊髓损伤康复装置,其特征在于:每一康复任务对应有一康复训练模型,所述康复训练模型中配置若干神经节点,每一神经节点对应每一静态子特征配置有任务匹配负荷,静态静态反馈特征每经过一个节点会计算对应的任务匹配负荷的总值,并根据任务匹配负荷的总值在康复训练模型中确定下一神经节点的位置,直至完成神经传输路径,并根据神经传输路径匹配对应的动作指令。

9.如权利要求1所述的一种基于肌电生物反馈的脊髓损伤康复装置,其特征在于:步骤S6中,还包括预先构建有生物施力仿真模型,通过生物施力仿真模型构建不同的动作指令对应生物施力关系,并根据生物施力关系生成不同时刻的各个施力点的施力向量,并根据施力向量计算理论生物电流以生成理论所述动作反馈数据。

10.如权利要求6所述的一种基于肌电生物反馈的脊髓损伤康复装置,其特征在于:每一动作偏差特征对应每一任务类型配置有康复修正值,将对应的康复修正值带入该任务类型对应的康复任务以更新对应的强度选项。

...

【技术特征摘要】

1.一种基于肌电生物反馈的脊髓损伤康复装置,其特征在于:包括上肢运动组件、下肢运动组件、控制器、肌电检测单元以及交互组件;

2.如权利要求1所述的一种基于肌电生物反馈的脊髓损伤康复装置,其特征在于:所述肌电检测单元耦接一肌电数据分析模块;所述肌电数据分析模块配置有静息采集策略以及静态采集策略,所述静息采集策略用于采集静息反馈数据,所述静态采集策略用于采集静态反馈数据;

3.如权利要求1所述的一种基于肌电生物反馈的脊髓损伤康复装置,其特征在于:所述的动作指令还包括控制肌电检测单元的刺激电流。

4.如权利要求1所述的一种基于肌电生物反馈的脊髓损伤康复装置,其特征在于:所述反馈信息库预先存储有若干康复任务,每一康复任务以病患匹配特征为索引,且每一康复任务关联有康复价值数据,所述步骤s1中配置有康复匹配算法,所述康复匹配算法用于计算每一康复任务对应康复任务清单的康复匹配值,从反馈信息库中调取对应的康复任务以在预设的康复约束条件下使康复匹配值之和最大,所述康复匹配算法为,其中,为所述的康复匹配值,为康复任务对应的康复价值数据中的康复效果值,为康复任务对应的病患匹配特征和病患信息的相似度值,为康复任务对应的康复价值数据中的运动负担值,为该康复任务和康复任务清单中其他康复任务的负荷冲突值,为预设的康复效果权重,预设的病情相似权重,预设的运动负担权重,预设的负荷冲突权重。

5.如权利要求1所述的一种基于肌电生物反馈的脊髓损伤康复装置,其特征在于:所述静息分析子策略包括

6.如权利要求1所述的一种基于肌电生物反...

【专利技术属性】
技术研发人员:褚晓蕾宋西姊刘冰刘涛李奇明东顾晓松
申请(专利权)人:天津市天津医院
类型:发明
国别省市:

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