[發(fā)明專利]一種雙反饋雙輔助手部功能康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710905871.1
• 申請(qǐng)日: 2017-09-29
• 公開（公告）號(hào): CN107638629A
• 公開（公告）日: 2018-01-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王淑芳;劉偉;劉長青;張東波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京聯(lián)合大學(xué)
• 主分類號(hào): A61N1/36
• 分類號(hào): A61N1/36;A63B23/16;A63B71/06
• 代理公司: 北京馳納智財(cái)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11367
• 代理人: 謝亮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及醫(yī)療設(shè)備技術(shù)的技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種雙反饋雙輔助手部功能康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)。

背景技術(shù)

腦卒中是一種高死亡率和高致殘率的腦血管疾病，大部分的患者會(huì)不同程度地喪失運(yùn)動(dòng)功能。現(xiàn)代康復(fù)醫(yī)學(xué)研究認(rèn)為康復(fù)訓(xùn)練對(duì)患者的運(yùn)動(dòng)功能康復(fù)具有重大的促進(jìn)作用。其中手部功能的康復(fù)是精細(xì)康復(fù)，手部關(guān)節(jié)和神經(jīng)末梢相對(duì)復(fù)雜，并且肌肉多為小肌肉，傳統(tǒng)治療師手工康復(fù)耗時(shí)多、效果差。因此，腦卒中患者的手功能康復(fù)訓(xùn)練是目前亟待解決的一大難題。目前有關(guān)腦卒中患者運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)的論文和專利以及產(chǎn)品中，大多重視鍛煉肌肉的外骨骼機(jī)械功能設(shè)計(jì)和電刺激技術(shù)的設(shè)計(jì)，沒有將患者的運(yùn)動(dòng)意圖納入控制系統(tǒng)，單純的被動(dòng)訓(xùn)練難以使患者獲得重新恢復(fù)的信心。

申請(qǐng)?zhí)枮镃N105919772A的發(fā)明專利申請(qǐng)公開了一種可穿戴的手部康復(fù)訓(xùn)練裝置，用于實(shí)現(xiàn)人體手部康復(fù)訓(xùn)練，包括：手套體，所述手套體包括一組仿生肌條，所述仿生肌條內(nèi)設(shè)有若干獨(dú)立的充氣氣囊，所述仿生肌條可帶動(dòng)人體手部實(shí)現(xiàn)屈伸、內(nèi)收、外展、旋轉(zhuǎn)等多自有角度活動(dòng)。該系統(tǒng)不能使患者了解自身的受損程度、恢復(fù)情況，單純的被動(dòng)訓(xùn)練容易讓患者產(chǎn)生挫敗感。

申請(qǐng)?zhí)枮镃N102423532A的發(fā)明申請(qǐng)公開了一種多功能手部康復(fù)訓(xùn)練器，包括箱體，還包括：觸摸屏主機(jī)、打地鼠模塊、拼圖模塊、電源模塊、操作工具，上述箱體分為相互鉸接的并且開合角度能調(diào)節(jié)的上箱體和下箱體，上述拼圖模塊包括：設(shè)置在上述下箱體中的拼圖矩陣、能固定在上述拼圖矩陣中的拼圖小塊；上述操作工具包括：操作手柄、拼圖夾鉗等。該申請(qǐng)中的裝置雖然可以通過多種游戲?qū)崿F(xiàn)手部功能康復(fù)，但是并不能實(shí)時(shí)反饋康復(fù)效果，不能夠隨時(shí)調(diào)整康復(fù)計(jì)劃，而且沒有將患者腦部和肌肉之間的關(guān)聯(lián)重建采用可視化方式顯示出來，讓患者通過對(duì)自身機(jī)能的恢復(fù)獲得信心。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種雙反饋雙輔助手部功能康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)，基于腦科學(xué)、傳感技術(shù)、多信息融合技術(shù)、智能控制、機(jī)器人仿生技術(shù)和醫(yī)療電刺激技術(shù)，將患者想要恢復(fù)的主觀意愿納入康復(fù)訓(xùn)練策略，采用內(nèi)外雙反饋、雙輔助的手部康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)。本系統(tǒng)通過將患者腦部恢復(fù)、神經(jīng)重建以及肌肉的恢復(fù)可視化展示出來。

本發(fā)明提供一種雙反饋雙輔助手部功能康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)，包括采集裝置，還包括以下模塊：

多模態(tài)滑模自適應(yīng)康復(fù)訓(xùn)練控制中心和分階段手部活動(dòng)訓(xùn)練裝置；

多傳感器手部運(yùn)動(dòng)意圖識(shí)別裝置和腦部神經(jīng)通路重建可視化裝置中至少一種；

功能電刺激的電極布置和刺激裝置、柔性仿生肌肉協(xié)助裝置中至少一種。

優(yōu)選的是，所述采集裝置包括人體生物電采集裝置和/或人體姿態(tài)位置采集裝置。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述人體生物電采集裝置包括用于采集手部肌肉群的生物電信號(hào)的傳感器、用于采集腦部相應(yīng)位置的腦電信號(hào)的傳感器和用于采集神經(jīng)電信號(hào)的傳感器中至少一種。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述傳感器由采用MEMS技術(shù)生產(chǎn)的微納傳感器和可內(nèi)置的柔彈觸覺傳感器組成。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述人體生物電采集裝置的工作步驟如下：

步驟01：采集正常人的生物電信息，提供給多模態(tài)滑模自適應(yīng)康復(fù)訓(xùn)練控制中心用于建立正常手部生物電模型；

步驟02：采集腦卒中患者的手部初始狀態(tài)生物電信息，為判斷手部運(yùn)動(dòng)功能受損提供信息；

步驟03：反饋患者訓(xùn)練過程中生物電信息，并判斷采用哪種輔助療法以及輔助到何種程度。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述人體姿態(tài)位置采集裝置用于采集手、腕、肘、臂和肩中至少一種部位的位置、速度、角度和角速度中至少一種參數(shù)。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述人體姿態(tài)位置采集裝置的工作步驟如下：

步驟11：采集這些狀態(tài)的初始狀態(tài)參數(shù)；

步驟12：運(yùn)動(dòng)時(shí)采集正常人的狀態(tài)參數(shù)從而確定正常運(yùn)動(dòng)軌跡；

步驟13：采集患者的同樣運(yùn)動(dòng)時(shí)的狀態(tài)參數(shù)，判斷手部運(yùn)動(dòng)功能受損提供信息；

步驟14：反饋患者在訓(xùn)練過程中姿態(tài)信息。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述多傳感器手部運(yùn)動(dòng)意圖識(shí)別裝置包括眼球軌跡運(yùn)動(dòng)記錄儀。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述多傳感器手部運(yùn)動(dòng)意圖識(shí)別裝置用于記錄眼睛運(yùn)動(dòng)軌跡，結(jié)合腦電信號(hào)判斷患者手部運(yùn)動(dòng)意圖。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述腦部神經(jīng)通路重建可視化裝置用于患者內(nèi)反饋的建立。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述腦部神經(jīng)通路重建可視化裝置的工作步驟如下：