[发明专利]基于表面肌电与运动模块的上肢康复评价系统及方法

权利要求书

1.一种基于表面肌电与运动模块的上肢康复评价系统，其特征在于，包括一上位机、一单片机控制端、一表面肌电采集模块和一运动参数采集模块；所述表面肌电采集模块包括依次连接的两电极、低通滤波电路、共模抑制电路、放大电路和减法电路；所述上位机包括一显示器；所述减法电路和所述运动参数采集模块连接所述单片机控制端，所述单片机控制端连接所述上位机。

2.根据权利要求1所述的基于表面肌电与运动模块的上肢康复评价系统，其特征在于，所述单片机控制端包括一模数转换模块和一数字滤波模块；所述减法电路、所述单片机控制端和所述上位机依次连接。

3.根据权利要求2所述的基于表面肌电与运动模块的上肢康复评价系统，其特征在于，所述单片机控制端包括一ATMega328P微处理器，所述ATMega328P微处理器包括所述模数转换模块和所述数字滤波模块，所述减法电路的输出端连接所述ATMega328P微处理器的模拟输入口，所述ATMega328P微处理器通过串口连接所述上位机。

4.根据权利要求3所述的基于表面肌电与运动模块的上肢康复评价系统，其特征在于，所述运动参数采集模块包括一加速度传感器，所述加速度传感器采用ADXL345三轴加速度传感器，所述ADXL345三轴加速度传感器的SCL引脚和CS引脚连接所述ATMega328P微处理器。

5.根据权利要求4所述的基于表面肌电与运动模块的上肢康复评价系统，其特征在于，所述电极采用Ag/AgCl电极。

6.一种基于权利要求5所述的基于表面肌电与运动模块的上肢康复评价系统的上肢康复评价方法，包括步骤：

S1：利用所述运动参数采集模块采集患者的零负荷运动定向够物运动参数；

S2：利用所述运动参数采集模块采集所述患者的梯度负荷定向够物运动参数；

S3：利用所述表面肌电采集模块采集所述患者的表面肌电信号；

S4：处理所述运动参数采集模块采集的数据，分析所述患者的运动平滑度指标和运动功能强度指标；

S5：处理所述表面肌电采集模块采集的数据，建立一平均功率/平均肌电值斜率关系曲线；

S6：将数据库中预存的标准运动数据与实际采集数据进行匹配，并根据所述患者的实际运动质量进行评估，所述患者提供相应的康复反馈。

7.根据权利要求6所述的上肢康复评价方法，其特征在于，所述S1步骤进一步包括步骤：

S11：让所述患者背部紧靠椅背地正坐于一座椅中，并让所述患者障碍一侧的手臂垂直于地面；

S12：将所述加速度传感器固定于所述患者的手腕处，使得所述患者的整个手臂无负荷；

S13：测试人员向所述患者给出开始的指示时，并开始记录运动过程中的第一运动参数，所述第一运动参数包括所述手腕处的三个轴向加速度值；

所述患者开始以常速尽可能平稳地上抬手臂，直到所述手臂在所述患者肩前驱90°时停止，所述患者的肘充分伸展并保持3秒钟；所述测试人员向所述患者给出结束指示，并结束记录运动过程中的运动参数；所述患者可放下所述手臂进行休息；

所述S2步骤进一步包括步骤：

让所述患者依次承载0kg、2kg、4kg和6kg的第一负荷量，并在承载每一所述第一负荷量时重复所述S1步骤；

所述S3步骤进一步包括步骤：

S31：刮除所述患者一被测手臂的上臂体毛并搽拭75％乙醇，在所述电极上涂抹导电膏，将一所述电极沿所述被测手臂的肌纤维走向平行固定在所述被测手臂的肱二头肌外侧肌腹上，将另一所述电极粘贴在肘关节旁的肌肉较少处；

S32：使所述患者按照任一顺序地分别以10N、20N、30N和40N的第二负荷量维持2min的弯举运动；所述弯举运动包括步骤：

将所述患者障碍一侧的手臂完全平卧于桌面作为初始位置；然后以肘关节为原点举起所述患者障碍一侧的手臂的上臂，直到该上臂与所述桌面垂直，再匀速放下该上臂回归所述初始位置；

每一次所述弯举运动结束后休息15min再进行后一次所述弯举运动。