[发明专利]功能性电刺激的上肢康复系统的条件反馈控制方法

说明书

本发明提出一种功能性电刺激的上肢康复系统的条件反馈控制方法，该方法基于建立的由等长招募曲线和线性激活动态组成的上肢肌肉模型，通过设计的含有预期动态方程和前馈补偿器的前馈控制器以及由比例‑积分‑微分控制器组成的反馈控制器，计算得到非线性补偿器的输入信号；通过得到的非线性补偿器的输入信号和设计的非线性补偿器，计算得到上肢肌肉模型的控制量，通过得到的上肢肌肉模型的控制量实时调整执行机构的变化。该方法具有较强的鲁棒性、较快的跟踪性能和较强的抗干扰性能等优点，具有很实用的实际应用前景。

技术领域

本发明涉及辅助医疗康复技术领域，尤其涉及一种功能性电刺激的上肢康复系统的条件反馈控制方法。

背景技术

根据最新的全球疾病负担研究(Global burden of disease study,GBD)数据显示，我国公民终生发生脑卒中的风险为39.9％，位居世界第一位，这意味着每5个人中有2个人会在一生罹患卒中。2019年我国卒中患者超过两百万，其中许多抢救成功患者会有不同程度的致残后遗症。由于得不到很好的康复训练，许多患者面临着肌肉萎缩的风险。为了减小这种风险和减轻中风的后遗症，功能性电刺激(Functional electrical stimulation，FES)技术由于其在肌肉锻炼以及神经通路的功能恢复方面的优势，引起了越来越多的医疗科研人员的关注与兴趣。上世纪60年代第一次报道使用FES技术辅助卒中患者的步态，FES技术已经被证明在辅助脑卒中患者的运动功能恢复方面十分有效。

随着肌电反馈的发展，FES技术研究逐渐发展为主动型的闭环刺激。相关技术中，基于FES技术的闭环刺激通过肌电信号采集的数据作为反馈信号，输入闭环控制器做进一步的调整。但是，相关技术存在的问题在于，神经肌肉的动态模型存在着强非线性、多源扰动、模型不精确和不同患者的动态模型偏差较大等控制难点，增加了控制策略的设计难度。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的目的在于提出一种功能性电刺激的上肢康复系统的条件反馈控制方法，该方法具有较强的鲁棒性、较快的跟踪性能和较强的抗干扰性能等优点，具有很实用的实际应用前景。