一种乳腺癌术后上肢功能康复训练系统

1.本发明涉及计算机技术领域，尤其是一种乳腺癌术后上肢功能康复训练系统。


背景技术：

2.目前，手术切除乳腺的病灶位置是处理乳腺癌的常规手段，而单侧乳房切除术不可避免地会造成周围肌群，如胸大肌、胸小肌及神经、血管、淋巴管的直接损伤。水肿范围将影响到整个患侧上肢，使得使用者上肢有沉重感，及一定的运动功能受限。
3.手术后正确的功能锻炼是保证患侧上肢肢体功能康复的重要措施，有利于手术后上肢静脉回流及上肢水肿的消退，有利于术后引流液的流出，降低皮下积液、积血、皮瓣坏死及上肢严重水肿等并发症的发生。常规的时间节点为：
①
术后至引流管拔出前，手腕肘的任意主动运动；
②
拔出引流管至拆线前，肩关节可抬高、伸直、屈曲90
°
；
③
拆线后，适量进行大范围上肢及肩关节活动，如耸肩运动、上臂上举、手指爬墙运动。
4.然而，使用者本身可能因为害怕疼痛和影响伤口康复而长期保持上肢制动，使上肢及肩关节长期活动不良，可导致患侧上肢水肿加重、肩关节活动困难。当前，针对肩肘关节精细动作的康复训练研究和应用较少。传统的上肢康复方法包括人工物理治疗、反复作业疗法、强制运动疗法，这是一个长期枯燥的过程，需要治疗师与使用者一对一手动互动，自动化程度不高。
5.综上所述，针对乳腺癌术后使用者的上肢功能锻炼，尤其是结合多模态多参数的训练动作，及对使用者上肢功能的综合康复评估仍比较少。


技术实现要素：

6.针对目前的设备不能向乳腺癌术后使用者提供上肢功能锻炼和评估的技术问题，本发明的目的在于提供一种乳腺癌术后上肢功能康复训练系统。
7.本发明实施例包括一种乳腺癌术后上肢功能康复训练系统，包括：
8.信号采集模块；所述信号采集模块用于从使用者采集运动学信号和力学信号；
9.显示装置；所述显示装置用于显示可控光标和目标光标；
10.主机控制模块；所述主机控制模块用于根据所述运动学信号和所述力学信号控制所述可控光标的位置，以跟踪所述目标光标；
11.所述主机控制模块用于工作在训练前评估模式或训练模式；在所述训练前评估模式下，所述主机控制模块从所述信号采集模块获取第一运动学信号和第一力学信号，根据所述第一运动学信号和第一力学信号控制所述可控光标的位置，以跟踪所述目标光标，记录所述可控光标相对所述目标光标的第一跟踪差距；在所述训练模式下，所述主机控制模块根据所述第一跟踪差距调整所述目标光标的运动参数，根据所述运动参数生成控制信号，从所述信号采集模块获取第二运动学信号和第二力学信号，根据所述第二运动学信号和第二力学信号控制所述可控光标的位置，以跟踪所述目标光标；
12.训练辅助模块；所述训练辅助模块用于在所述控制信号的控制下，对所述使用者
输出物理辅助。
13.进一步地，所述信号采集模块包括位移传感器和握力传感器，
14.所述位移传感器用于从所述使用者检测得到上肢位移信号，以所述上肢位移信号作为所述运动学信号；
15.所述握力传感器用于从所述使用者检测得到上肢握力信号，以所述上肢握力信号作为所述力学信号。
16.进一步地，所述可控光标包括水平方向可控光标和垂直方向可控光标；
17.所述目标光标包括水平方向目标光标和垂直方向目标光标；
18.所述根据所述运动学信号和所述力学信号控制所述可控光标的位置，以跟踪所述目标光标，包括：
19.根据所述运动学信号，控制所述水平方向可控光标在水平方向上的位置，以跟踪所述水平方向目标光标；
20.根据所述力学信号，控制所述垂直方向可控光标在垂直方向上的位置，以跟踪所述垂直方向目标光标。
21.进一步地，所述水平方向目标光标沿着水平方向进行周期运动；
22.所述垂直方向目标光标位于固定位置。
23.进一步地，所述水平方向目标光标的运动方程为其中，v为所述水平方向目标光标的速度，v0为速度基准值，k为速度调节系数，x为所述水平方向目标光标在水平方向上的位置，d为所述水平方向目标光标在水平方向上距离起始位置的最大距离；
24.所述垂直方向目标光标所在的所述固定位置为h＝fh0，其中，h为所述固定位置在垂直方向上的高度，h0为高度基准值，f为握力调节系数。
25.进一步地，所述根据所述第一跟踪差距调整所述目标光标的运动参数，包括：
26.当所述第一跟踪差距小于差距下限，调增所述速度调节系数和/或所述握力调节系数；
27.当所述第一跟踪差距大于差距上限，调减所述速度调节系数和/或所述握力调节系数。
28.进一步地，所述训练辅助模块包括：
29.电机单元；所述电机单元用于对所述使用者的上肢输出动力或阻力；
30.电刺激单元；所述电刺激单元用于对所述使用者的上肢输出电刺激信号。
31.进一步地，所述根据所述运动参数生成控制信号，包括：
32.根据公式f＝
±
[m(a
0-a)+l(v
0-v)+k(p
0-p)]，生成第一控制信号，所述第一控制信号用于控制所述电机单元；其中，f为辅助力的大小，f为正表示动力，f为负表示阻力，m为惯性系数矩阵，a为所述目标光标的加速度，a0为所述可控光标的加速度，l为力矩，v为所述目标光标的速度，v0为所述可控光标的速度，k为刚度，p为所述目标光标的位置，p0为所述可控光标的位置；
[0033]
根据所述目标光标的运动方向，确定所要刺激的患侧上肢肌肉；
[0034]
通过所述信号采集模块，从所述使用者的对侧上肢肌肉采集上肢肌肉电信号；
[0035]
根据所述上肢肌肉电信号、所述速度调节系数和所述握力调节系数，确定第二控制信号的幅值，生成所述第二控制信号，所述第二控制信号用于控制所述电刺激单元。
[0036]
进一步地，所述主机控制模块还用于工作在训练后评估模式；在所述训练后评估模式下，所述主机控制模块从所述信号采集模块获取第三运动学信号和第三力学信号，记录所述可控光标相对所述目标光标的第二跟踪差距，将所述第一跟踪差距与所述第二跟踪差距进行对比，根据对比结果确定训练效果。
[0037]
进一步地，所述乳腺癌术后上肢功能康复训练系统还包括：
[0038]
存储模块；所述存储模块用于存储所述第一跟踪差距、所述第二跟踪差距、所述对比结果和/或所述训练效果。
[0039]
本发明的有益效果是：实施例中的乳腺癌术后上肢功能康复训练系统，能够通过控制可控光标跟踪目标光标的虚拟游戏，为接受乳腺癌手术后上肢功能受限的使用者提供交互式的训练任务，有助于使用者上肢功能的恢复和改善；实施例中的乳腺癌术后上肢功能康复训练系统能够实现对使用者训练前后上肢活动能力的对比，从而评估乳腺癌术后上肢功能康复训练系统的训练效果，对使用乳腺癌术后上肢功能康复训练系统进行的训练以及其他康复过程提供有益的指导。
附图说明
[0040]
图1和图2为实施例中的乳腺癌术后上肢功能康复训练系统的结构示意图；
[0041]
图3和图4为实施例中的乳腺癌术后上肢功能康复训练系统的使用示意图；
[0042]
图5为实施例中显示装置所显示出的画面示意图。
具体实施方式
[0043]
本实施例中，乳腺癌术后上肢功能康复训练系统的使用者可以是接受完乳腺癌手术后的使用者。参照图1和图2，乳腺癌术后上肢功能康复训练系统包括信号采集模块、显示装置、主机控制模块和训练辅助模块。
[0044]
其中，信号采集模块从使用者采集运动学信号、力学信号以及肌肉电信号。
[0045]
主机控制模块生成多帧图像信号，每帧图像信号被显示装置显示出来后将得到相应一帧画面。每帧画面中包含可控光标和目标光标，通过不同帧画面中可控光标和目标光标位置的变化，当多帧画面连续刷新时，将能显示出运动的可控光标和目标光标。主机控制模块通过确定的规则计算目标光标在画面中的位置，从而使得多帧画面连续刷新时，目标光标保持静止或者具有确定的运动轨迹；主机控制模块根据信号采集模块采集到的运动学信号和力学信号，计算可控光标在画面中的位置，使得使用者可以通过观测可控光标的位置，控制自己上肢的运动，从而改变运动学信号和力学信号，改变可控光标在画面中的位置，使得可控光标趋向目标光标，实现使用者控制可控光标跟踪目标光标。
[0046]
显示装置从主机控制模块接收图像信号，显示出图像信号对应的画面。当主机控制模块连续发送多帧图像信号，显示装置连续刷新多帧画面，因此能够显示出在画面中运动的可控光标和目标光标。
[0047]
本实施例中，参照图3和图4，信号采集模块包括握力传感器和平板状的位移传感器。在使用康复训练系统时，使用者坐在显示装置前，将乳腺切除侧(图3和图4中为右侧)的上肢固定在平板状的位移传感器上，使用者的手握住握力传感器。
[0048]
图3中，通过固定装置将使用者的前臂与平板固定在一起，使用者可以通过肘关节发力进行平移运动。图4中，通过固定装置将使用者的前臂和上臂与平板固定在一起，使用者可以通过肩关节发力进行平移运动。图3和图4所示的位置下，使用者发力需要用到的上肢肌肉是不同的，因此可以训练和评估使用者不同部位的上肢肌肉。而在图3和图4所示的条件下，康复训练系统的工作原理是相同的。
[0049]
本实施例中，握力传感器的外形为圆柱形，内置力学传感器及惯性传感器。力学传感器中间为固定的两个一维的压力传感器，可测得一个方向的力，用于实时测量使用者所产生的握力值，产生上肢握力信号，以上肢握力信号作为力学信号。
[0050]
本实施例中，位移传感器为惯性传感器，内含加速度计、陀螺仪、磁力计，可测得平板在水平方向上的旋转角度，从而测量使用者左右移动所产生的角度即上肢位移信号，以上肢位移信号作为运动学信号。
[0051]
本实施例中，信号采集模块可以采集使用者的肌肉电信号，通过表面电极提取使用者上肢肱二头肌、肱三头肌、三角肌、胸大肌等的肌电信号。肌肉电信号经电极单元、整流滤波系统后，与运动学信号、力学信号，保存至存储模块。电极单元(电极和前置放大器)：采用差分结构、提高前置放大器的输入阻抗、采用有源电极、设计通频带为20～500hz滤波器的措施，用于减少信号失真，提高信噪比。整流滤波系统：用于减少来自仪器中电子元件固有电子噪声，周围环境的噪声(无线电、电源线、日光灯、荧光灯等都可能成为干扰源)的影响。
[0052]
本实施例中，显示装置所显示出的画面如图5所示。参照图5，可控光标包括水平方向可控光标和垂直方向可控光标，目标光标包括水平方向目标光标和垂直方向目标光标。其中，水平方向延伸的虚线框表示水平方向可控光标和水平方向可控光标的所在范围，垂直方向延伸的虚线框表示垂直方向可控光标和垂直方向可控光标的所在范围。
[0053]
本实施例中，主机控制模块在根据运动学信号和力学信号控制可控光标的位置，以跟踪目标光标时，具体执行以下步骤：
[0054]
a1.根据运动学信号，控制水平方向可控光标在水平方向上的位置，以跟踪水平方向目标光标；
[0055]
a2.根据力学信号，控制垂直方向可控光标在垂直方向上的位置，以跟踪垂直方向目标光标。
[0056]
步骤a1中，主机控制模块根据从位移传感器测得的运动学信号，控制水平方向可控光标的运动。因此，使用者可以通过其上肢的位移运动，控制显示装置所显示出的画面中的水平方向可控光标运动，使得水平方向可控光标跟踪水平方向目标光标。
[0057]
步骤a2中，主机控制模块根据从位移传感器测得的力学信号，控制垂直方向可控光标的运动。因此，使用者可以通过其上肢手部的握紧与放松，控制显示装置所显示出的画面中的垂直方向可控光标运动，使得垂直方向可控光标跟踪垂直方向目标光标。
[0058]
本实施例中，显示装置可以将可控光标和目标光标显示为不同的颜色。例如，将可控光标显示为蓝色，将目标光标显示为红色。因此，显示装置显示出来的画面中，水平方向
可控光标和垂直方向可控光标为蓝色，水平方向目标光标和垂直方向目标光标为红色。
[0059]
本实施例中，显示装置显示出来的画面中，水平方向目标光标是运动的，垂直方向目标光标是静止的。具体地，水平方向目标光标在图5所示的虚线框内，沿着水平方向进行周期运动；垂直方向目标光标位于在图5所示的虚线框内的一个固定位置。
[0060]
本实施例中，主机控制模块可以工作在训练前评估模式、训练模式、训练后评估模式。在模块功能不冲突的情况下，这三种工作模式可以同时执行。本实施例中，以主机控制模块分别工作在训练前评估模式、训练模式、训练后评估模式下为例进行说明。
[0061]
训练前评估模式为使用乳腺癌术后上肢功能康复训练系统对使用者进行康复训练前，对使用者的上肢机能进行评估测试所使用的模式。
[0062]
在训练前评估模式下，主机控制模块从信号采集模块获取到的运动学信号称为第一运动学信号，获取到的力学信号称为第一力学信号。主机控制模块根据第一运动学信号和第一力学信号控制可控光标的位置，使得可控光标跟踪目标光标；主机控制模块记录可控光标相对目标光标的第一跟踪差距，具体地，第一跟踪差距可以是可控光标与目标光标之间的最小距离。具体地，主机控制模块可以测量水平方向可控光标与水平方向目标光标之间的最小距离，以及垂直方向可控光标与垂直方向目标光标之间的最小距离，计算两个最小距离的平均值作为第一跟踪差距，或者以两个最小距离中的最大值作为第一跟踪差距。
[0063]
通过执行训练前评估模式，可以对使用者接受训练前的上肢活动能力进行评估，通过第一跟踪差距这一量化数据表示使用者接受训练前的上肢活动能力，从而方便进行训练前后的上肢活动能力对比，评估训练效果，反馈指导训练和康复过程。
[0064]
训练模式为使用乳腺癌术后上肢功能康复训练系统对使用者进行康复训练所使用的模式。
[0065]
在训练模式下，主机控制模块根据第一跟踪差距调整目标光标的运动参数，使显示装置在训练模式下显示出的目标光标运动状态，与在训练前评估模式下显示出的目标光标运动状态有所不同。主机控制模块根据调整后的运动参数生成控制信号，将控制信号发送至训练辅助模块。
[0066]
在训练模式下，主机控制模块从信号采集模块获取到的运动学信号称为第二运动学信号，获取到的力学信号称为第二力学信号。主机控制模块根据第二运动学信号和第二力学信号控制可控光标的位置，使得可控光标跟踪目标光标。
[0067]
本实施例中，水平方向目标光标的运动方程为即水平方向目标光标进行从左向右的运动时，其运动参数可以通过方程描述；水平方向目标光标进行从右向左的运动时，其运动参数可以通过方程描述。其中，v为水平方向目标光标的速度，v0为速度基准值，v0为一个
常数，k为速度调节系数，x为水平方向目标光标在水平方向上的位置，d为水平方向目标光标在水平方向上距离起始位置的最大距离，即d为图5中水平方向延伸的虚线框的长度。
[0068]
本实施例中，垂直方向目标光标所在的固定位置为h＝fh0，其中，h为从图5中垂直方向延伸的虚线框的底部算起，固定位置在垂直方向上的高度，h0为高度基准值，h0为一个常数，f为握力调节系数。
[0069]
本实施例中，速度调节系数k越大，则水平方向目标光标的位移幅度越大，水平方向目标光标能到达的范围越大，使用者控制水平方向可控光标跟踪水平方向目标光标的难度也就越大。握力调节系数f越大，则垂直方向目标光标所在的固定位置在垂直方向上的高度就越大，在上肢握力信号(大小与使用者对握力传感器施加的握力正相关)与垂直方向可控光标的高度正相关的条件下，使用者为了控制垂直方向可控光标跟踪垂直方向目标光标，所要付出的握力也就越大。
[0070]
根据上述原理，在设定“水平方向可控光标与水平方向目标光标之间的距离越小，则成绩越优”以及“垂直方向可控光标与垂直方向目标光标之间的距离越小，则成绩越优”的目标的情况下，可以通过调增速度调节系数k，从而调增对使用者上肢平移运动的训练量和难度，通过握力调节系数f，从而调增对使用者握力的训练量和难度。
[0071]
本实施例中，在训练模式下，主机控制模块根据第一跟踪差距调整目标光标的运动参数时，具体可以执行以下步骤：
[0072]
b1.当第一跟踪差距小于差距下限，调增速度调节系数k和/或握力调节系数f；
[0073]
b2.当第一跟踪差距大于差距上限，调减速度调节系数k和/或握力调节系数f。
[0074]
在执行步骤b1和b2之前，可以先设置差距下限和差距上限，具体地，可以通过对多人的测试，使用乳腺癌术后上肢功能康复训练系统分别测量他们的“第一跟踪差距”，确定其中的最差成绩(最大值)作为差距上限，确定其中的最优成绩(最小值)作为差距下限。
[0075]
差距下限和差距上限确定了第一跟踪差距的普遍水平范围，即如果第一跟踪差距小于差距下限，那么表示使用者在训练前评估模式中，所取得的成绩偏优，步骤b1中调增速度调节系数k和/或握力调节系数f，即在训练模式中，使用者将面临运动幅度更大的水平方向目标光标和/或高度更高的垂直方向目标光标，使用者面临的训练挑战更大；如果第一跟踪差距大于差距上限，那么表示使用者在训练前评估模式中，所取得的成绩偏差，步骤b1中调减速度调节系数k和/或握力调节系数f，即在训练模式中，使用者将面临运动幅度更小的水平方向目标光标和/或高度更低的垂直方向目标光标，使用者面临的训练挑战更小。
[0076]
通过执行步骤b1和b2，可以使得乳腺癌术后上肢功能康复训练系统在训练模式下向使用者提供的训练强度，与在训练前评估模式下评估得到的上肢活动能力相匹配，从而有利于获得适中的训练强度。
[0077]
具体地，可以设置k、2k、4k等级别，选择不同的级别作为速度调节系数，例如当前的速度调节系数为k，当需要调增速度调节系数时，可以将速度调节系数设为2k或4k，当需要调减速度调节系数时，可以将速度调节系数设为或具体地，k的基准值为1，那么速度调节系数可以设置为0.25、0.5、1、2、4等级别。
[0078]
同理，可以设置f、2f、4f等级别，选择不同的级别作为握力调节系数，例如当前的握力调节系数为f，当需要调增握力调节系数时，可以将握力调节系数设为2f或4f，当需要调减握力调节系数时，可以将握力调节系数设为或具体地，f的基准值为0.5，那么速度调节系数可以设置为0.125、0.25、0.5、1、2等级别。
[0079]
本实施例中，参照图1和图2，训练辅助模块包括电机单元和电刺激单元。
[0080]
在康复训练初期，针对使用者自主运动能力较弱这一特点，可以借助电机单元的力量带动使用者的肢体运动，以达到初期的肌肉恢复作用。在训练模式下，电机单元以伺服电机作为动力源，带动图3和图4中的平板做左右旋转，按照预定动作运动，通过主机控制模块将控制指令输入到电机模块的伺服驱动器中，以完成对伺服电机的控制。
[0081]
参照图1和图2，电刺激单元能够产生电刺激信号，将电刺激信号发送至刺激电极。刺激电极可以接在使用者的上肢肌肉处，使得使用者的上肢肌肉能够在电刺激信号的刺激下发生收缩，从而产生较大的力量，弥补使用者自主运动能力较弱的不足，协助使用者的上肢进行运动，从而能够更好地控制可控光标追踪目标光标。
[0082]
本实施例中，电机单元受第一控制信号控制，电刺激单元受第二控制信号控制，第一控制信号和第二控制信号合称为控制信号，由主机控制模块生成控制信号。在训练模式下，主机控制模块根据目标光标和可控光标的运动参数生成控制信号时，具体可以执行以下步骤：
[0083]
c1.根据公式f＝
±
[m(a
0-a)+l(v
0-v)+k(p
0-p)]，生成第一控制信号，第一控制信号用于控制电机单元；其中，f为辅助力的大小，f为正表示动力，f为负表示阻力，m为惯性系数矩阵，a为目标光标的加速度，a0为可控光标的加速度，l为力矩，v为目标光标的速度，v0为可控光标的速度，k为刚度，p为目标光标的位置，p0为可控光标的位置；
[0084]
c2.根据目标光标的运动方向，确定所要刺激的患侧上肢肌肉；
[0085]
c3.通过信号采集模块，从使用者的对侧上肢肌肉采集上肢肌肉电信号；
[0086]
c4.根据上肢肌肉电信号、速度调节系数和握力调节系数，确定第二控制信号的幅值，生成第二控制信号，第二控制信号用于控制电刺激单元。
[0087]
步骤c1中，主机控制模块根据a、a0、v、v0、p和p0等运动参数，确定所要控制电机单元产生的辅助力f的大小，然后根据训练阶段确定辅助力f的方向，即辅助力f的正负性。当f为正，表示电机单元在接收到第一控制信号之后，根据第一控制信号产生的辅助力f的方向与使用者上肢的运动方向相同，电机单元起到助力的作用，能够减轻使用者上肢的负担，因此可以在训练初期，设定f为正；当f为负，表示电机单元在接收到第一控制信号之后，根据第一控制信号产生的辅助力f的方向与使用者上肢的运动方向相反，电机单元起到阻力源的作用，能够增加使用者上肢的负担，因此可以在训练后期使用者上肢的活动能力有所改善时，设定f为负。
[0088]
步骤c3中，通过信号采集模块，从使用者的对侧上肢肌肉采集上肢肌肉电信号。例如，图1和图2中所示的使用者的患侧为右侧，那么对侧为左侧。具体地，可以从对侧的上肢肱二头肌、肱三头肌、三角肌、胸大肌采集上肢肌肉电信号。
[0089]
步骤c4中，主机控制模块根据步骤c3采集到的上肢肌肉电信号，以及速度调节系
数k和握力调节系数f，确定第二控制信号的幅值，生成第二控制信号。具体地，可以预先计算出每块肌肉电信号在每种组合下的最大幅值，包括肱二头肌控制信号幅值a
1(k,f)
，肱三头肌控制信号幅值a
2(k,f)
，三角肌控制信号幅值a
3(k,f)
，胸大肌控制信号幅值a
4(k,f)
，其中，下标的速度调节系数k和握力调节系数f可以取不同的值，例如肱二头肌控制信号幅值a
1(k,f)
有个值，肱二头肌控制信号幅值a
1(k,f)
的每个值分别对应相应的速度调节系数k和握力调节系数f。将这些幅值内置于主机控制模块，当执行步骤c4时，可以根据上肢肌肉电信号的采集部位以及速度调节系数k和握力调节系数f，查询得到相应的控制信号幅值。例如，当上肢肌肉电信号的采集部位为对侧的肱三头肌，那么就读取出肱三头肌控制信号幅值a
2(k,f)
，生成第二控制信号。
[0090]
在执行完步骤c1-c4之后，将第一控制信号发送至电机单元，使得电机单元能够输出辅助力f；将第二控制信号发送至电刺激单元，使得电刺激单元通过电刺激电极，向使用者的肌肉输出具有相应幅值的电刺激信号。
[0091]
在进行图3所示的肘关节训练时，电刺激电极贴于肱二头肌及肱三头肌上。当目标光标从左往右运动时，电刺激肱三头肌；当目标光标从右往做运动时，电刺激肱二头肌。在进行图4所示的肩关节训练时，电刺激电极贴于胸大肌及三角肌上。当目标光标从左往右运动时，电刺激三角肌；当目标光标从右往做运动时，电刺激胸大肌。
[0092]
肩关节、肘关节可以每天各进行五次，每次30个循环的康复训练。每次循环根据上一次循环的跟踪目标效果，实时调整速度调节系数k或握力调节系数f。
[0093]
电机单元通过输出辅助力f，对使用者的上肢发力提供助力或者阻力，因此电机单元可以对使用者输出物理辅助；电刺激单元通过向使用者的肌肉输出电刺激信号，可以刺激使用者的肌肉收缩，因此电刺激单元可以对使用者输出物理辅助。
[0094]
在训练初期，可以开启电机单元(输出作为助力的辅助力)和电刺激单元中的至少一个，从而辅助自主运动能力较弱的使用者发力，更好地完成控制可控光标跟踪目标光标的训练任务；在训练后期，可以关闭电刺激单元，开启电机单元(输出作为阻力的辅助力)，可以增加使用者完成训练任务时的发力要求，从而使得训练任务的难度增大，经过一段时间训练后增强的自主运动能力匹配，有利于改善训练效果。
[0095]
训练后评估模式为使用乳腺癌术后上肢功能康复训练系统对使用者进行康复训练后，对使用者的上肢机能进行评估测试所使用的模式。
[0096]
在训练后评估模式下，主机控制模块从信号采集模块获取到的运动学信号称为第三运动学信号，获取到的力学信号称为第三力学信号。主机控制模块根据第三运动学信号和第三力学信号控制可控光标的位置，使得可控光标跟踪目标光标；主机控制模块记录可控光标相对目标光标的第二跟踪差距，具体地，第二跟踪差距可以是可控光标与目标光标之间的最小距离。具体地，主机控制模块可以测量水平方向可控光标与水平方向目标光标之间的最小距离，以及垂直方向可控光标与垂直方向目标光标之间的最小距离，计算两个最小距离的平均值作为第二跟踪差距，或者以两个最小距离中的最大值作为第二跟踪差距。
[0097]
参照图1和图2，乳腺癌术后上肢功能康复训练系统设有存储模块。存储模块可以存储主机控制模块在训练前评估模式下得到的第一跟踪差距，以及在训练后评估模式下得到的第二跟踪差距。主机控制模块从存储模块中读取出第一跟踪差距和第二跟踪差距将第
一跟踪差距与第二跟踪差距进行对比，根据对比结果确定训练效果。
[0098]
具体地，本实施例中第一跟踪差距越小，则表示使用者在训练前的上肢活动能力越好，第二跟踪差距越小，则表示使用者在训练后的上肢活动能力越好，因此如果第二跟踪差距比第一跟踪差距小，那么表示经过训练，使用者的上肢活动能力得到改善，并且第二跟踪差距比第一跟踪差距小的程度越大，使用者的上肢活动能力得到改善的程度越大。主机控制模块可以设定使用者的上肢活动能力得到改善的程度为第二跟踪差距比第一跟踪差距小的程度的正比例函数，从而得到训练效果。
[0099]
主机控制模块可以将训练效果存储到存储模块中，供后续的读取。
[0100]
通过执行训练后评估模式，可以对使用者接受训练后的上肢活动能力进行评估，通过第二跟踪差距这一量化数据表示使用者接受训练后的上肢活动能力，通过将第二跟踪差距与第一跟踪差距进行对比，可以评估训练效果，反馈指导训练和康复过程。
[0101]
需要说明的是，如无特殊说明，当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接固定、连接在另一个特征上，也可以间接地固定、连接在另一个特征上。此外，本公开中所使用的上、下、左、右等描述仅仅是相对于附图中本公开各组成部分的相互位置关系来说的。在本公开中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。此外，除非另有定义，本实施例所使用的所有的技术和科学术语与本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本实施例说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，而不是为了限制本发明。本实施例所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的组合。
[0102]
应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种元件，但这些元件不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的元件彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一元件也可以被称为第二元件，类似地，第二元件也可以被称为第一元件。本实施例所提供的任何以及所有实例或示例性语言(“例如”、“如”等)的使用仅意图更好地说明本发明的实施例，并且除非另外要求，否则不会对本发明的范围施加限制。
[0103]
应当认识到，本发明的实施例可以由计算机硬件、硬件和软件的组合、或者通过存储在非暂时性计算机可读存储器中的计算机指令来实现或实施。所述方法可以使用标准编程技术-包括配置有计算机程序的非暂时性计算机可读存储介质在计算机程序中实现，其中如此配置的存储介质使得计算机以特定和预定义的方式操作——根据在具体实施例中描述的方法和附图。每个程序可以以高级过程或面向对象的编程语言来实现以与计算机系统通信。然而，若需要，该程序可以以汇编或机器语言实现。在任何情况下，该语言可以是编译或解释的语言。此外，为此目的该程序能够在编程的专用集成电路上运行。
[0104]
此外，可按任何合适的顺序来执行本实施例描述的过程的操作，除非本实施例另外指示或以其他方式明显地与上下文矛盾。本实施例描述的过程(或变型和/或其组合)可在配置有可执行指令的一个或多个计算机系统的控制下执行，并且可作为共同地在一个或多个处理器上执行的代码(例如，可执行指令、一个或多个计算机程序或一个或多个应用)、由硬件或其组合来实现。所述计算机程序包括可由一个或多个处理器执行的多个指令。
[0105]
进一步，所述方法可以在可操作地连接至合适的任何类型的计算平台中实现，包括但不限于个人电脑、迷你计算机、主框架、工作站、网络或分布式计算环境、单独的或集成的计算机平台、或者与带电粒子工具或其它成像装置通信等等。本发明的各方面可以以存
储在非暂时性存储介质或设备上的机器可读代码来实现，无论是可移动的还是集成至计算平台，如硬盘、光学读取和/或写入存储介质、ram、rom等，使得其可由可编程计算机读取，当存储介质或设备由计算机读取时可用于配置和操作计算机以执行在此所描述的过程。此外，机器可读代码，或其部分可以通过有线或无线网络传输。当此类媒体包括结合微处理器或其他数据处理器实现上文所述步骤的指令或程序时，本实施例所述的发明包括这些和其他不同类型的非暂时性计算机可读存储介质。当根据本发明所述的方法和技术编程时，本发明还包括计算机本身。
[0106]
计算机程序能够应用于输入数据以执行本实施例所述的功能，从而转换输入数据以生成存储至非易失性存储器的输出数据。输出信息还可以应用于一个或多个输出设备如显示器。在本发明优选的实施例中，转换的数据表示物理和有形的对象，包括显示器上产生的物理和有形对象的特定视觉描绘。
[0107]
以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。在本发明的保护范围内其技术方案和/或实施方式可以有各种不同的修改和变化。