一种调节足内翻肌肉收缩力的电刺激方法及系统与流程

本技术涉及下肢康复可穿戴，尤其涉及一种调节足内翻肌肉收缩力的电刺激方法及系统。

背景技术：

1、脑卒中是一种急性脑血管疾病，具有极高发病率和致残率。超半数存活者会因中枢神经系统受损减弱对低级中枢的支配，导致肌力、肌张力出现异常，从而出现运动功能障碍。其中足内翻就是一种常见的脑卒中下肢运动功能障碍，由于跟舟骰关节呈半脱位状态，使足部固定于一种内收、旋后内翻姿势。其具体表现为患侧前足外侧边缘触地，脚尖离地时触发力量不足，重心前移吃力，形成拖曳姿势。这种异常步态极易造成踝关节、膝关节损伤，严重影响患者康复训练。如果不及时治疗还会引起步行功能衰退。所以应及时对足内翻进行治疗矫正，从而改善脑卒中患者步态。

2、对腿部肌肉进行电刺激可诱发主动肌/拮抗肌收缩，从而纠正足下垂。根据足底压力和时间周期对患侧腿部肌肉进行电刺激的方法中，当足底压力传感器数值达到阈值时，电刺激器开始工作，电刺激器持续工作时间为一个行走周期时长的预设比例。然而对于足内翻患者来说，个体差异性较大，其各个步态所用时间的不尽相同，当以时间周期t作为控制参数时，基于时间周期t的控制误差会叠加，最终导致无法进行精准电刺激。

技术实现思路

1、本技术提出一种调节足内翻肌肉收缩力的电刺激方法及系统。具体方案如下：

2、本技术一方面实施例提供一种调节足内翻肌肉收缩力的电刺激方法，包括：

3、获取目标对象足底的第一压力，其中，第一压力包括目标对象的患侧足及健康足的前足压力、足外侧压力、足跟压力；

4、将第一压力与基准压力比较，确定目标对象的行走状态，其中，基准压力包括对患侧足的外翻进行外力矫正后，目标对象处于静态站立状态下获取的患侧足及健康足的前足压力、足外侧压力、足跟压力；

5、基于行走状态对应的电刺激模式，向电刺激模块发送控制指令，以指示电刺激模块输出电磁波刺激患侧腿部肌肉，其中，电刺激模式包括电刺激通道、电刺激通道对应的电刺激强度。

6、在本技术一方面实施例一种可能的实现方式中，行走状态为双脚站立支撑状态时，电刺激通道包括用于刺激股四头肌、臀大肌、腓肠肌、比目鱼肌的电磁波输出通道，电刺激强度为低强度；行走状态为患侧足前脚掌蹬离状态时，电刺激通道包括用于刺激股腓肠肌、比目鱼肌、胫骨前肌的电磁波输出通道，电刺激强度为高强度；行走状态为患侧足足跟着地状态时，电刺激通道包括用于刺激股四头肌、臀大肌的电磁波输出通道电刺激强度为高强度；行走状态为患侧足支撑状态时，电刺激通道包括用于股四头肌、臀大肌、腓肠肌和比目鱼肌的电磁波输出通道，电刺激强度为高强度；行走状态为健康足支撑状态时，在全部电刺激通道均不输出电磁波。

7、在本技术一方面实施例一种可能的实现方式中，基于行走状态对应的电刺激模式，向电刺激模块发送控制指令，以指示电刺激模块输出电磁波刺激患侧腿部肌肉，包括：

8、响应于接收到电刺激强度的设置指令，对设置指令进行解析，获取低强度及高强度分别对应的电磁波参数；

9、基于行走状态对应的电刺激模式及电磁波参数，向电刺激模块发送控制指令，以指示电刺激模块输出电磁波刺激患侧腿部肌肉。

10、在本技术一方面实施例一种可能的实现方式中，基于行走状态对应的电刺激模式，向电刺激模块发送控制指令，以指示电刺激模块输出电磁波刺激患侧腿部肌肉，包括：

11、在行走状态的初始时刻，基于行走状态对应的电刺激模式及预设刺激时长，向电刺激模块发送控制指令，以指示电刺激模块输出电磁波刺激患侧腿部肌肉。

12、在本技术一方面实施例一种可能的实现方式中，获取目标对象足底的第一压力，包括：

13、获取目标对象的前足压力区内多个参考前足压力、目标对象的足外侧压力区内多个参考足外侧压力、目标对象的足跟压力区内多个参考足跟压力；

14、分别根据多个参考前足压力间的差值、多个参考足外侧压力间的差值、多个参考足跟压力间的差值，对多个对参考前足压力、多个参考足外侧压力、多个参考足跟压力进行筛选，以去除异常数据；

15、分别基于筛选后的参考足跟压力、筛选后的参考足外侧压力、筛选后的参考足跟压力，确定目标对象的参考前足压力、足外侧压力、足跟压力。

16、本技术另一方面实施例提供一种调节足内翻肌肉收缩力的电刺激系统，包括足底压力检测模块、微控制器、电刺激模块：

17、足底压力检测模块包括压力传感器阵列、通信组件，其中，压力传感器阵列安装于前足压力区、足外侧压力区和足跟压力区，用于采集足底压力数据；通信组件与压力传感器阵列通信，用于将压力传感器阵列采集的足底压力数据传输给微控制器；

18、电刺激模块用于输出电磁波刺激患侧腿部肌肉；

19、微控制器用于获取目标对象足底的第一压力，其中，第一压力包括目标对象的患侧足及健康足的前足压力、足外侧压力、足跟压力；将第一压力与基准压力比较，确定目标对象的行走状态，其中，基准压力包括对患侧足的外翻进行外力矫正后，目标对象处于静态站立状态下获取的患侧足及健康足的前足压力、足外侧压力、足跟压力；基于行走状态对应的电刺激模式，向电刺激模块发送控制指令，以指示电刺激模块输出电磁波刺激患侧腿部肌肉，其中，电刺激模式包括电刺激通道、电刺激通道对应的电刺激强度。

20、在本技术另一方面实施例一种可能的实现方式中，行走状态为双脚站立支撑状态时，电刺激通道包括用于刺激股四头肌、臀大肌、腓肠肌、比目鱼肌的电磁波输出通道，电刺激强度为低强度；行走状态为患侧足前脚掌蹬离状态时，电刺激通道包括用于刺激股腓肠肌、比目鱼肌、胫骨前肌的电磁波输出通道，电刺激强度为高强度；行走状态为患侧足足跟着地状态时，电刺激通道包括用于刺激股四头肌、臀大肌的电磁波输出通道电刺激强度为高强度；行走状态为患侧足支撑状态时，电刺激通道包括用于股四头肌、臀大肌、腓肠肌和比目鱼肌的电磁波输出通道，电刺激强度为高强度；行走状态为健康足支撑状态时，在全部电刺激通道均不输出电磁波。

21、在本技术另一方面实施例一种可能的实现方式中，上述微控制器，用于：

22、响应于接收到电刺激强度的设置指令，对设置指令进行解析，获取低强度及高强度分别对应的电磁波参数；

23、基于行走状态对应的电刺激模式及电磁波参数，向电刺激模块发送控制指令，以指示电刺激模块输出电磁波刺激患侧腿部肌肉。

24、在本技术另一方面实施例一种可能的实现方式中，上述微控制器，用于：

25、在行走状态的初始时刻，基于行走状态对应的电刺激模式及预设刺激时长，向电刺激模块发送控制指令，以指示电刺激模块输出电磁波刺激患侧腿部肌肉。

26、在本技术另一方面实施例一种可能的实现方式中，上述微控制器，用于：

27、获取目标对象的前足压力区内多个参考前足压力、目标对象的足外侧压力区内多个参考足外侧压力、目标对象的足跟压力区内多个参考足跟压力；

28、分别根据多个参考前足压力的差值、多个参考足外侧压力间的差值，多个参考足跟压力间的差值，多个对参考前足压力、多个参考足外侧压力、多个参考足跟压力进行筛选，以去除异常数据；

29、分别基于筛选后的参考足跟压力、筛选后的参考足外侧压力、筛选后的参考足跟压力，确定目标对象的参考前足压力、足外侧压力、足跟压力。

30、在本技术另一方面实施例一种可能的实现方式中，电刺激模块包括电源电路、恒流源电路、多个电刺激通道：

31、多个电刺激通道通过恒流源电路与电源电路连接；电源电路用于将电源输出的电压转换为微控制器和恒流源电路对应的工作电压；恒流源电路用于保证输出电流和刺激效果不受人体阻抗变化的影响；多个电刺激通道的末端分别连接电极，电极为自粘电极片，分别黏贴与患侧腿的股四头肌、臀大肌、腓肠肌、比目鱼肌和胫骨前肌上。

32、本技术另一方面实施例提供一种计算机设备，包括处理器和存储器；

33、其中，处理器通过读取存储器中存储的可执行程序代码来运行与可执行程序代码对应的程序，以用于实现如上述实施例的方法。

34、本技术另一方面实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如上述实施例的方法。

35、本技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。