[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

说明书

本发明提出一种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，包括显示模块，用于向患者展示包含卡通人物的训练任务；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；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。本发明具有覆盖了运动功能的多方面因素的训练任务，使得本系统具有训练患者多维度运动的能力。

技术领域

本发明涉及面向特殊群体的可穿戴康复系统领域，并特别涉及一种面向脑瘫患者肢体康复的被动式训练感知系统。

背景技术

在我国每1000活产儿中就有2.0～3.5个脑瘫患病，相对于我国庞大的人口总量，每年出现脑瘫的人数是非常惊人的。在脑瘫患者中，痉挛性脑瘫发病率最高，大约占全部病人的60％～70％，其主要表现为中枢性运动障碍及其姿势异常，是当今儿童致残的主要疾病之一。脑瘫虽为非进行性疾病，但带来的运动障碍却长久存在，因此有大量现存患儿，而且每年都有新的患儿产生，给其本人、家庭和社会带来沉重负担。传统针对脑瘫患者的康复治疗技术，因脑瘫治疗是一个长期的过程，接收传统医疗需要耗费巨大的精力、物力。同时治疗方法主要依赖专业的医生和专业的训练器材，无法与学校和社区的教育康复衔接在一起，造成负责脑瘫患者教育的学校和社区无从下手。

要解决传统治疗技术的难题，首先需要摆脱对专业医生和器材的依赖，让学校和社区甚至于一个家庭都能自助的实施康复治疗方案，同时要对训练效果做到精确和统一的把控，具有较强的抗环境因素干扰的能力。对运动障碍的脑瘫患儿实现康复治疗训练前需要真实地诊断出脑瘫患儿运动能力的具体情况，同时参考《中国脑性瘫痪康复指南》中的诊断标准和康复治疗方法，结合目前临床中经常使用的训练模式，制定出康复治疗方案。

针对脑瘫患者康复训练的现有技术包括康复训练器材、康复训练方法以及康复训练系统。现有的康复训练器材类主要结构如图1所示，其原理是通过器材的支撑力和器材的结构帮助患者完成行走、站立、抓握等训练动作；康复训练方法主要是根据脑瘫患者的特点制定的一套针对性的康复训练的方法；康复训练的系统主要是软件系统和软件运行的平台以及训练系统需要的传感器。其原理是根据传感器采集的数据分析计算出患者的训练情况和状态并反馈给使用者，以此完成康复训练。

但是上述康复训练器材往往较为笨重且占用空间较大，使用时因为训练器材的特性，约束很大，只能完成单一的康复训练任务；现有的康复训练方法只能依赖有经验的康复训练师来把控科学性和准确性，对康复训练效果不能做到精确和统一的把控；现有的康复训练系统则大多数只是单一训练功能的训练系统，比如基于单一语音语义的训练系统、单一表情训练系统等。目前仅有基于kinect传感器的肢体运动康复训练系统采用肢体运动感知的训练方案，但该系统基于视频动作识别患者肢体动作，此实现方式易于受环境因素干扰影响，动作识别不够精确。目前仍缺乏一套普适性的被动训练系统，来提供精准化的训练控制。

发明内容

针对已有面向脑瘫康复系统存在的康复训练效果单一、尚无统一的训练标准、系统识别训练动作受环境因素干扰较大不够精确等问题，同时传统医疗技术过于依赖专业的医生、治疗费用高的痛点问题，本发明实现了一种面向脑瘫患者肢体康复的被动式训练感知系统，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。