可提供定制化康复训练的功能性电刺激系统及控制方法与流程

文档序号:19246455发布日期:2019-11-27 19:42阅读:来源:国知局

技术特征:

1.可提供定制化康复训练的功能性电刺激系统,包括:运动传感器和主控制器,其特征在于,所述主控制器包括:依次连接的运动数据处理模块、自定义控制器生成决策模块、可自定义状态机以及同步时序控制模块;

所述运动数据处理模块将运动传感器检测到的数据转换为信号幅值面积信号以及前臂和大臂的角度变化信号,所述自定义控制器生成决策模块根据运动数据处理模块输出的运动信号,自动生成可自定义状态机的控制参数;

所述可自定义状态机根据自定义的控制参数生成可自定义状态机的运动任务文件;或者,根据自定义控制器生成决策模块的控制参数,自动生成可自定义状态机的运动任务文件。

2.如权利要求1所述的可提供定制化康复训练的功能性电刺激系统,其特征在于,所述运动数据处理模块还与可自定义状态机连接;

所述可自定义状态机直接接收信号幅值面积信号和前臂以及大臂的角度变化信号,通过信号幅值面积信号和前臂以及大臂的角度确定可自定义状态机的状态的个数以及状态转换所需的触发条件;通过前臂以及大臂的角度变化信号作为状态机状态发生变化的触发的依据,状态机判断完成触发条件后,进入下一个状态;

或者,

所述可自定义状态机根据设定的计时器信号、硬件按钮、远程遥控信号或者肌肉信号emg来判断任务中某一运动状态的完成情况,自动生成可自定义状态机的运动任务文件。

3.如权利要求1所述的可提供定制化康复训练的功能性电刺激系统,其特征在于,还包括:上位机,所述上位机与主控制器连接,用于根据患者的肌肉受损程度进行控制参数的设置,包括:设置与上肢功能性训练任务相对应的可自定义状态机不同状态的数量,状态转换所需的触发条件以及每一个状态的功能性电刺激输出参数;最终生成运动任务文件发送至主控制器。

4.如权利要求1所述的可提供定制化康复训练的功能性电刺激系统,其特征在于,还包括:数据存储模块,所述数据存储模块用于存储设置好的控制参数以及实时更新的运动任务文件。

5.如权利要求1所述的可提供定制化康复训练的功能性电刺激系统,其特征在于,还包括:移动终端和/或pc端,用于设置可自定义状态机的控制参数,实时监控训练数据;

所述移动终端和/或pc端通过蓝牙与主控制器通信;或者,所述移动终端和/或pc端接入物联网,实现运动任务文件的共享、治疗方案与结果的共享以及训练数据的远程监控。

6.如权利要求1所述的可提供定制化康复训练的功能性电刺激系统,其特征在于,所述同步时序控制模块通过总线与多通道电刺激输出模块连接,用于协调多通道电刺激输出模块的逻辑时序。

7.可提供定制化康复训练的功能性电刺激系统的工作方法,其特征在于,包括:

根据患者的肌肉受损程度进行控制参数的设置,包括:与上肢功能性训练任务相对应的可自定义状态机不同状态的数量,状态转换所需的触发条件以及每一个状态的功能性电刺激输出参数;

可自定义状态机根据设置的控制参数生成相应的运动任务文件,控制电刺激输出模块执行相应的任务;

采集患者前臂以及大臂的运动数据,分别将其转换为信号幅值面积和前臂以及大臂的角度变化信号;

自定义控制器生成决策模块接收信号幅值面积和前臂以及大臂的角度变化信号,根据接收到的信号幅值面积判断自定义状态机中的状态数量;根据前臂以及大臂的角度变化信号判断可自定义状态机状态转换所需的触发条件;

或者,

可自定义状态机直接接收信号幅值面积信号和前臂以及大臂的角度变化信号,通过信号幅值面积信号和前臂以及大臂的角度确定可自定义状态机的状态的个数以及状态转换所需的触发条件;通过前臂以及大臂的角度变化信号作为状态机状态发生变化的触发的依据,状态机判断完成触发条件后,进入下一个状态;

或者,

可自定义状态机根据设定的计时器信号、硬件按钮、远程遥控信号或者肌肉信号emg来判断任务中某一运动状态的完成情况,自动生成可自定义状态机的运动任务文件。

8.如权利要求7所述的可提供定制化康复训练的功能性电刺激系统的工作方法,其特征在于,还包括:与移动终端和/或pc端建立连接,通过移动终端和/或pc端进行控制参数的设置以及对训练数据的远程监控;

或者,

将移动终端和/或pc端接入物联网,实现运动任务文件的共享、治疗方案与结果的共享以及训练数据的远程监控。

9.如权利要求7所述的可提供定制化康复训练的功能性电刺激系统的工作方法,其特征在于,自定义控制器生成决策模块接收信号幅值面积信号,根据接收到的信号判断患者在功能性训练任务进行过程中的静止状态和运动状态,具体为:

(1)采集运动传感器的输出的三轴加速度信号,依次进行高通滤波和中值滤波处理;

(2)计算三轴加速度信号的信号幅值面积;

(3)非叠加滑动窗口过滤器对计算得到的信号幅值面积进行处理;

(4)将处理过的信号幅值面积与设定的阈值进行比较,如果大于设定阈值,自定义控制器生成决策模块则定义这段时间患者手臂为运动状态,反之,则为静止状态。

10.如权利要求9所述的可提供定制化康复训练的功能性电刺激系统的工作方法,其特征在于,如果在设定的时间内判断为静止状态,说明状态机状态没有发生变化,运动任务没有有效执行,设定好的状态机的动作过程会在规定的时间内失效,状态机重回初始状态,患者可重新开始任务训练;如果判断为运动状态,说明状态机的状态正在发生变化,运动任务正在被执行,当满足触发条件时状态机自动进入下一状态。


技术总结
本发明公开了一种可提供定制化康复训练的功能性电刺激系统及控制方法,包括运动传感器和主控制器,主控制器包括:依次连接的运动数据处理模块、自定义控制器生成决策模块、可自定义状态机以及同步时序控制模块;运动数据处理模块将运动传感器检测到的数据转换为信号幅值面积信号以及前臂和大臂的角度变化信号,自定义控制器生成决策模块根据运动数据处理模块输出的运动信号,自动生成可自定义状态机的控制参数;可自定义状态机根据自定义的控制参数生成运动任务文件;或者,根据自定义控制器生成决策模块的控制参数自动生成运动任务文件。本发明能够实现针对不同受损程度的患者提供定制化同时又具备功能性和挑战性的上肢康复训练任务。

技术研发人员:孙明旭;孙兴伟
受保护的技术使用者:山东蓓明医疗科技有限公司
技术研发日:2018.05.16
技术公布日:2019.11.26
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