[发明专利]基于连续上台阶步态下肢助力外骨骼效能评估方法及系统

权利要求书

1.一种基于连续上台阶步态下肢助力外骨骼效能评估方法，其特征在于包括：

对若干测试者进行连续上台阶测试，并且每位测试者均进行穿戴外骨骼和未穿戴外骨骼的连续上台阶测试；所述连续上台阶测试包括多个完整的上台阶步态周期，所述上台阶步态周期包括第一双支撑期、单支撑期、第二双支撑期和摆动期；

采集穿戴外骨骼和未穿戴外骨骼连续上台阶测试的肌肉活动数据和代谢成本数据；

对采集到的所述肌肉活动数据和所述代谢成本数据进行统计数据处理。

2.根据权利要求1所述的一种基于连续上台阶步态下肢助力外骨骼效能评估方法，其特征在于：穿戴外骨骼和未穿戴外骨骼连续上台阶测试时的平均速度为大约40步/min至大约70步/min，台阶高度在大约15cm至大约30cm之间。

3.根据权利要求1所述的一种基于连续上台阶步态下肢助力外骨骼效能评估方法，其特征在于：穿戴外骨骼连续上台阶测试和未穿戴外骨骼连续上台阶测试均需要在彻底消除疲劳后进行。

4.根据权利要求3所述的一种基于连续上台阶步态下肢助力外骨骼效能评估方法，其特征在于：穿戴外骨骼连续上台阶测试和未穿戴外骨骼连续上台阶测试之间的间隔时间大于大约2h。

5.根据权利要求1所述的一种基于连续上台阶步态下肢助力外骨骼效能评估方法，其特征在于：穿戴外骨骼连续上台阶测试和未穿戴外骨骼连续上台阶测试均持续5min～15min。

6.根据权利要求1所述的一种基于连续上台阶步态下肢助力外骨骼效能评估方法，其特征在于：所述肌肉活动数据为测试者下肢肌的肌电信号；所述代谢成本数据为耗氧量和二氧化碳呼出量。

7.根据权利要求6所述的一种基于连续上台阶步态下肢助力外骨骼效能评估方法，其特征在于：采用表面肌电测试仪采集所述肌肉活动数据；测试前去除测试肌肉部位表面杂质，沿肌肉方向固定电极片。

8.根据权利要求6所述的一种基于连续上台阶步态下肢助力外骨骼效能评估方法，其特征在于对采集到的所述肌肉活动数据进行统计数据处理中，对采集到的肌电信号进行滤波、整流和均方根值预处理，得到第一肌电信号数据；

对所述第一肌电信号数据进行数据统计得到第二肌电信号数据；

对所述第二肌电信号数据进行归一化处理。

9.根据权利要求8所述的一种基于连续上台阶步态下肢助力外骨骼效能评估方法，其特征在于利用公式

对所述第二肌电信号数据进行归一化处理；其中sEMG％为归一化处理后肌电幅值，sEMG_i为对应肌肉在每个上台阶步态周期中的肌电信号峰值，sEMG_MAX为对应肌肉的肌电信号峰值中的最大值。

10.根据权利要求6所述的一种基于连续上台阶步态下肢助力外骨骼效能评估方法，其特征在于：记录测试过程中最后大约1分钟～大约3分钟的耗氧量和二氧化碳呼出量。

11.根据权利要求6所述的一种基于连续上台阶步态下肢助力外骨骼效能评估方法，其特征在于对采集到的所述代谢成本数据进行统计数据处理中，利用公式

H＝(14.48VO₂+4.48VCO₂)/60

计算连续上台阶测试过程中的每个测试者的平均能量消耗功率，其中H为平均能量消耗功率，单位为W/kg；VO₂为耗氧量，单位为ml/min/kg；VCO₂为二氧化碳呼出量，单位为ml/min/kg。