[发明专利]面向脑瘫患者肢体康复的被动式训练感知系统及其客户端

权利要求书

1.一种面向脑瘫患者肢体康复的被动式训练感知系统，其特征在于，包括：采集模块、显示模块和处理模块；

该显示模块，用于向患者展示包含卡通人物的训练任务。

该采集模块，用于获取患者执行该训练任务时的肢体运动信息和肌电信息，并将该运动信息和该肌电信息传输至该处理模块。

该处理模块，用于根据该运动信息构建患者的肢体运动模型，且该肢体运动模型与该卡通人物的行为联动，根据该肌电信息，得到患者肌肉的力度状态，结合该肢体运动模型和该力度状态，得到患者执行该训练任务的完成度，并根据该完成度对该训练任务的时长和难度进行动态调整。

2.如权利要求1所述的面向脑瘫患者肢体康复的被动式训练感知系统，其特征在于，该行为联动包括：通过实时生成使用者的该肢体运动模型，通过该该肢体运动模型实时带该卡通人物来反馈给患者任务完成情况。

3.如权利要求1所述的面向脑瘫患者肢体康复的被动式训练感知系统，其特征在于，该采集模块包括运动传感器和肌电传感器，该运动传感器穿戴于患者的四肢、腰部和头部，且该运动传感器采集加速度、角速度、磁力计、角度和四元数，该肌电传感器佩戴于特定肌肉处，用以检测患者的肌肉活动情况。

4.如权利要求3所述的面向脑瘫患者肢体康复的被动式训练感知系统，其特征在于，该训练任务包括转头训练、仰卧起坐、俯卧抬头、翻身训练、爬行训练、爬姿训练、坐位训练、立位训练和行走训练；

转头训练：患者左右转头，以控制该该卡通人物左右转头完成指定动作；

仰卧起坐：患者仰卧起坐，以控制该卡通人物仰卧起坐完成指定动作；

俯卧抬头：患者在俯卧位抬头并把头恢复到俯卧低头状态，以控制该卡通人物抬头和低头完成指定动作；

翻身训练：患者翻身，以控制该卡通人物翻身完成指定动作；

爬行训练：患者往前爬行，以控制该卡通人物往前爬行完成指定动作；

爬姿训练：患者维持特定爬姿，以控制该卡通人物维持爬姿，患者摔倒，该卡通人物亦摔倒；

坐位训练：患者保持坐姿状态，以控制该卡通人物维持特定动作，患者晃动，该卡通人物亦晃动，患者摔倒，该卡通人物亦摔倒；

立位训练：患者保持站姿状态，以控制该卡通人物维持特定动作，患者晃动，该卡通人物亦晃动，患者摔倒，该卡通人物亦摔倒；

行走训练：患者往前行走一步，该卡通人物前行走一步，直到该卡通人物达到终点。

5.如权利要求3所述的面向脑瘫患者肢体康复的被动式训练感知系统，其特征在于，该处理模块根据该肢体运动信息，检测患者头部腰部的旋转角度，具体包括：获取角度旋转的标志位以及当前位于腰部或头部的运动传感器测得的角度值，将该角度值和该标志位做差，得到角度差值，根据角度差值的绝对值除以360取余，得到偏差值，判断该偏差值是否大于180，若是则用360减去该偏差值得到实际的该旋转角度，否则取该偏差值作为实际的该旋转角度；并结合该角度差值的正负，得到带有旋转方向信息的该旋转角度。

6.如权利要求3所述的面向脑瘫患者肢体康复的被动式训练感知系统，其特征在于，该处理模块根据该肢体运动信息，定位患者的四肢抬起，具体包括：通过佩戴于患者四肢的运动传感器测得的四元数，计算设备姿态欧拉角的roll角，以得到患者四肢的实时精确角度。

7.如权利要求4所述的面向脑瘫患者肢体康复的被动式训练感知系统，其特征在于，该处理模块根据佩戴于患者四肢的运动传感器采集的三轴角速度方差，检测患者是否发生晃动。

8.如权利要求3所述的面向脑瘫患者肢体康复的被动式训练感知系统，其特征在于，该处理模块根据佩戴于患者手臂的运动传感器采集的重力加速度值，计算重力方向在Z轴和X轴之间的变化弧度，以得到患者手臂的旋转角度。