[發明專利]采用肌電和腦電協同控制的假肢手及其控制方法

無效

• 申請號: 200710057371.3
• 申請日: 2007-05-18
• 公開（公告）號: CN101057795A
• 公開（公告）日: 2007-10-24
• 發明（設計）人: 李醒飛;鐘瑩;裘祖榮;張國雄;向紅標;朱嘉
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: A61F2/72
• 分類號: A61F2/72;A61F2/70;A61F2/54
• 代理公司: 天津佳盟知識產權代理有限公司
• 代理人: 侯力

1、采用肌電和腦電協同控制的假肢手，包括裝在殘臂上的拾電電極、與電極對應的肌電信號處理模塊、A/D轉換數據采集部分、由計算機完成的肌電信號運動模式識別和軌跡預測模塊，由模式識別和軌跡預測模塊輸出控制信號經驅動電路帶動的電動假肢手、觸滑覺一體化傳感器，其特征在于，還包括：

一根據觸滑覺一體化傳感器信號決定是否啟動的系統反饋刺激裝置，該刺激裝置提供電刺激或振動；

檢測由刺激裝置觸發的事件相關電位中的P300腦電波的拾電電極；

與檢測腦電波的拾電電極對應的腦電信號處理模塊；

腦電A/D轉換數據采集部分；

輸出信號與電動假肢手驅動電路相連的力量及速度調節模塊。

2、采用肌電和腦電協同控制假肢手的方法，包括下列步驟：

(1)系統首先通過處理模塊對肌電信號進行采集和放大；

(2)然后對肌電信號進行特征提取和模式識別；

(3)觸滑覺一體化傳感器測得被抓物體的抓取情況的信號，

(4)當信號反映被抓物沒有抓取好，反饋刺激裝置給操控者一定形式的物理刺激信號，該物理刺激信號的刺激方式是電刺激或振動；

(5)腦電的拾電電極檢測由物理刺激信號誘發的事件相關電位中的P300腦電波；

(6)腦電波經腦電信號處理模塊處理后輸出到力量及速度調節模塊；

(7)調節模塊的輸出信號完成對電動假肢手的進一步控制。

3、如權利要求2所述采用肌電和腦電協同控制假肢手的方法，其特征在于，所述步驟(1)中對肌電信號的采集中，放大和濾波功能分四級實現；第一級采用儀用放大器將采集到的生物信號放大數十倍；第二級采用無源雙T型陷波電路，電路的電阻和電容經過匹配，可以很好地濾除50Hz干擾；第三級采用高通濾波器，濾除極化電勢產生的直流電位；第四級采用低通濾波器，濾除高頻干擾，腦電信號的截止頻率設置在30Hz，肌電信號的截止頻率設在500Hz；該低通濾波器還作為A/D轉換前的防混迭濾波器；從人體的安全性考慮，在電路中采用高速數字光耦隔離。

4、如權利要求2所述采用肌電和腦電協同控制假肢手的方法，其特征在于，所述步驟(2)中采用小波包和主元神經網絡相結合的特征提取辦法和LVQ網絡分類器對受試者動作進行模式識別。

5、如權利要求2所述采用肌電和腦電協同控制假肢手的方法，其特征在于，所述步驟(2)中對握拳、展拳、手臂內旋、手臂外旋和自然放松五種狀態進行特征提取和模式識別。