[發(fā)明專利]一種精準(zhǔn)運(yùn)動評估和康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811324801.8
• 申請日: 2018-11-08
• 公開（公告）號: CN109243572B
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳健康;王紅亮
• 申請（專利權(quán)）人: 中科數(shù)字健康科學(xué)研究院（南京）有限公司
• 主分類號: G16H20/30
• 分類號: G16H20/30;G16H50/30
• 代理公司: 南京眾聯(lián)專利代理有限公司 32206
• 代理人: 葉涓涓

本發(fā)明提出了一種精準(zhǔn)運(yùn)動評估和康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)，包括：運(yùn)動數(shù)據(jù)采集和分析模塊，肌電數(shù)據(jù)采集和分析模塊，運(yùn)動功能評估模塊，運(yùn)動缺失的肌肉協(xié)同問題判定模塊，沉浸式康復(fù)訓(xùn)練模塊，精準(zhǔn)康復(fù)訓(xùn)練和治療模塊，病人數(shù)據(jù)庫模塊，正常人運(yùn)動功能和肌肉動力學(xué)指標(biāo)庫。本發(fā)明基于微型傳感器智能感知技術(shù)和信息融合技術(shù)，精確地、定量地評估運(yùn)動功能和運(yùn)動缺失，并能夠分析和確定該運(yùn)動缺失的肌肉層次和神經(jīng)激勵層次的問題所在，從而針對性地指定和執(zhí)行康復(fù)訓(xùn)練和治療方案，同時還提供了沉浸式康復(fù)訓(xùn)練功能，利于病人接受和堅持，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動康復(fù)數(shù)字化、精準(zhǔn)化、可視化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于康復(fù)訓(xùn)練技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及具有精準(zhǔn)運(yùn)動評估和和康復(fù)訓(xùn)練功能的系統(tǒng)。

背景技術(shù)

由于中風(fēng)、腦癱、意外等引起的偏癱患者，和其它運(yùn)動障礙患者肢體康復(fù)訓(xùn)練的傳統(tǒng)方法是醫(yī)師對患者進(jìn)行一對一的指導(dǎo)，利用康復(fù)器械進(jìn)行訓(xùn)練，并根據(jù)其主觀臨床經(jīng)驗(yàn)對患肢康復(fù)效果進(jìn)行評價。這種訓(xùn)練方式存在諸多問題。首先，一名醫(yī)師在大多數(shù)情況下只能同時對一名患者進(jìn)行運(yùn)動康復(fù)訓(xùn)練，效率低下，治療效果多取決于醫(yī)師的經(jīng)驗(yàn)和水平；其次，不能精確控制和記錄訓(xùn)練參數(shù)，不利于治療方案的確定和改進(jìn)；最后，不能向患者提供實(shí)時直觀的反饋信息，訓(xùn)練過程缺乏吸引力，患者多被動接受治療，參與治療的主動性不夠。

為了能夠更好地管理和控制康復(fù)過程，提高患者的主動性和參與性，從而提高康復(fù)訓(xùn)練的效率，有不少相應(yīng)的工作。申請?zhí)枮?010010136388.X的專利公開了“一種智能康復(fù)系統(tǒng)及運(yùn)用該系統(tǒng)進(jìn)行肢體運(yùn)動跟蹤的方法”，提出了一種基于計算機(jī)視覺技術(shù)的運(yùn)動跟蹤的方法，并將之應(yīng)用于肢體康復(fù)。這兩種基于視覺技術(shù)康復(fù)方法，由于其固有的缺陷—遮擋、和跟蹤肢體運(yùn)動精度不夠，達(dá)不到定量的目的。申請?zhí)枮?00910099275.4的專利“基于虛擬現(xiàn)實(shí)的殘障人士康復(fù)系統(tǒng)”，公開了一種包括功能性電刺激模塊、運(yùn)動捕獲模塊和虛擬現(xiàn)實(shí)模塊的殘障人士康復(fù)系統(tǒng)，通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為患者提供針對運(yùn)動過程和運(yùn)動效果的視、聽等多模式的反饋信息，來激發(fā)和維持患者重復(fù)練習(xí)的動機(jī)。但發(fā)明中并未對如何進(jìn)行運(yùn)動捕獲和康復(fù)訓(xùn)練執(zhí)行情況的評估給出理想的解決方案。

與本發(fā)明同一組發(fā)明人申請的下述兩個專利，申請?zhí)枮?00910086474.1的專利“人體運(yùn)動捕獲三維再現(xiàn)系統(tǒng)及其方法”提出了基于多個微型傳感器人體運(yùn)動捕獲的方法以及三維顯示方法。本發(fā)明是將該發(fā)明中的人體運(yùn)動捕獲技術(shù)應(yīng)用于運(yùn)動康復(fù)，可以說是基于該技術(shù)的應(yīng)用發(fā)明。申請?zhí)枮?01110450041.7的中國專利“一種微型傳感器交互式上肢康復(fù)系統(tǒng)”，該系統(tǒng)采用多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)，能夠?qū)崟r捕獲患者上肢運(yùn)動，對其上肢功能以及康復(fù)訓(xùn)練過程進(jìn)行數(shù)字化度量和評估，使康復(fù)醫(yī)生可以精確的跟蹤和控制康復(fù)過程，及時、有針對性的實(shí)施和調(diào)整康復(fù)方案，提高康復(fù)訓(xùn)練效率。同時，通過多種手段可視化患者康復(fù)訓(xùn)練過程，定量評估完成情況，及時反饋信息。

要實(shí)現(xiàn)運(yùn)動精準(zhǔn)康復(fù)還需要精準(zhǔn)的運(yùn)動功能評估和運(yùn)動缺失的定位，加之以深入的相關(guān)肌肉激勵信號分析，和精準(zhǔn)的相對于運(yùn)動缺失的肌肉力缺失和激勵缺失的幅度和相位信息。目前的技術(shù)尚未考慮到這一點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明提出了一種精準(zhǔn)運(yùn)動評估和康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)，提出了一組人體肢體的運(yùn)動功能評估系列指標(biāo)，并使用微型傳感器運(yùn)動捕獲技術(shù)進(jìn)行自動測定；根據(jù)運(yùn)動功能系列指標(biāo)，設(shè)計和實(shí)施可視化運(yùn)動康復(fù)訓(xùn)練；使用微型傳感器運(yùn)動捕獲技術(shù)和肌電傳感和處理技術(shù)，并通過運(yùn)動生物力學(xué)分析，找出運(yùn)動功能缺失的肌肉激勵問題；根據(jù)確定的運(yùn)動功能缺失的肌肉激勵問題，設(shè)計一組運(yùn)動動作和相應(yīng)的肌肉電刺激治療。同時通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、多媒體技術(shù)、交互游戲等提高患者康復(fù)訓(xùn)練的主動性，提高康復(fù)的效率。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種精準(zhǔn)運(yùn)動評估和康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng),包括：

運(yùn)動數(shù)據(jù)采集和分析模塊，用于采集和分析運(yùn)動數(shù)據(jù)；

肌電數(shù)據(jù)采集和分析模塊，用于采集和分析肌電數(shù)據(jù)；