[发明专利]一种基于运动信息与肌电交互的康复训练评测方法及系统

权利要求书

1.一种基于运动信息与肌电交互的评测系统，其特征在于，包括康复信息手套(92)和机械式的外骨骼(93)，外骨骼(93)设置在康复信息手套(92)的前半部分，位于患侧，康复信息手套(92)为指尖截断样式，用于保留指尖敏感的感觉反馈，康复信息手套(92)和外骨骼(93)采用分离式设置在健康人或患者的患侧，康复信息手套(92)上对应人上肢及手(90)的各关节处分别布置有弯曲传感器(95)和压力传感器(94)，在关节运动对应的肌肉部位设置有多个肌电电极(91)，弯曲传感器(95)、压力传感器(94)和肌电电极(91)分别与计算机(9)连接，弯曲传感器(95)和压力传感器(94)分别用于采集运动关节信息并发送给计算机(9)，肌电电极(91)用于采集主动肌肉发力信息并发送给计算机(9)，计算机(9)获得随着时间窗移动变化的肌电信号特征，将位置、速度、加速度、压力作为神经网络训练的输入数据，肌电信号特征作为导师信号，进行神经网络训练，计算机(9)通过显示单元呈现细化到每块运动肌肉颜色变化的视觉反馈，使健康人或患者能够根据动作及多肌肉颜色变化做出持续运动意图的主动训练，康复信息手套(92)、肌电电极(91)、压力传感器(94)和弯曲传感器(95)集成设置在衣服上，用于形成肌电传感采集衣服，评测系统的具体实现步骤为：

首先采取意图伴随随机运动实时反馈交互方法实现多种复杂精细运动主动分离训练完成系统训练；

然后外骨骼和康复信息手套随机产生动作，采取运动信息作为网络输入，多通道肌电特征作为输出方法，根据肌肉的反馈信息调节主动意图使主动意图跟随外骨骼运动；其中，肌肉信息反馈为康复信息手套采集的运动信息及肌电信息，建立对应关系模型，以运动信息预测每块肌电信息，以正确的肌电信息与患者实际肌电信息做相关性分析，以视觉形式反馈并细化到每块肌肉的发力情况；

最后采取系统监测与执行分离构建的方法，设定评测动作，选择不同的评测方式，实现分阶段评测，使用网络方法排除个体差异，通过正常控制走动漫游方法增加沉浸感，实现意图与复杂精细运动的实时同步，完成不同运动障碍情况下的单肌肉量化评定。

2.根据权利要求1所述的基于运动信息与肌电交互的评测系统，其特征在于，康复训练评测系统的系统训练具体为：

康复信息手套(92)进行指定动作；然后，将采集到的数据传输给计算机(9)，计算机(9)依次进行传感器信息预处理、一次微分和二次微分，将信息转化为位置、速度、加速度和压力，同时对肌电信号预处理和加窗提取，获得随着时间窗移动变化的肌电信号特征，之后，将位置、速度、加速度、压力作为神经网络训练的输入数据，肌电信号特征作为导师信号，进行神经网络训练，直至训练数据达到要求；

然后进入网络测试阶段，康复信息手套(92)开始工作，多通道的肌电电极(91)采集到测试主动肌电，压力传感器(94)和弯曲传感器(95)采集到测试运动信息，将采集到的数据经过数据处理后获得运动信息，并将其作为输入传动到神经网络测试，同时肌电电极(91)采集的肌电信息经过预处理及特征提取后获得测试肌电特征数据，即为实际特征，将神经网络测试的输出和实际特征进行各通道相关性分析，将相关性结果各通道参数和阈值进行判断，如果未达到阈值，则将测试数据加入训练数据，继续进行神经网络训练，不断循环，直到达到阈值界限，结束训练。