[發明專利]一種人體形變信號處理器及其使用方法

有效

• 申請號: 201911126864.7
• 申請日: 2019-11-18
• 公開（公告）號: CN112807139B
• 公開（公告）日: 2023-07-14
• 發明（設計）人: 張海紅
• 申請（專利權）人: 鹽木醫療科技（北京）有限公司
• 主分類號: A61F2/72
• 分類號: A61F2/72
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種人體形變信號處理器及其使用方法，以期解決準確獲取每個手指運動意圖的技術問題。其結構包括：筒身和信號處理單元；筒身整體上呈筒形；在筒身上開有若干凹陷；信號處理單元是中空并裝有介質的，其中至少有一面薄壁；中空腔內有傳感器、信號處理模塊、信號發射模塊，三者通過導線連接；傳感器測量介質的變化，信號處理模塊處理傳感器信號，信息發射模塊把這些信號發射出去；筒身和信號處理單元通過筒身上的凹陷連接在一起；信號處理單元工作時，需要放入介質使薄壁面鼓起。本發明能夠檢測手指肌肉靶點形變信號，從而獲取每個手指的運動意圖。

技術領域

本發明涉及人體形變信號采集及處理技術領域，具體涉及一種人體形變信號處理器及其使用方法。

背景技術

智能上肢能夠識別的人體運動意圖信號包括體表肌電信號（surfaceelectromyogram,?sEMG）、肌電姿態信號（myoelectric?postural）、超聲波信號（ultrasound）、肢體動力（body?powered）等。其中體表肌電信號的應用最為廣泛，也是目前絕大多數智能仿生手所采用的人體運動意圖識別方式。然而，前臂能夠采集到的有效體表肌電信號僅為前臂掌側肌群和前臂背側肌群兩組信號，顯然無法滿足智能假肢識別復雜人體運動意圖的要求。盡管新型智能仿生手已經能夠完成多種功能，包括抓握、三指對捏、拇示指側捏，以及拇指和示指的分別運動等。但完成上述動作時，需要對有限的信號源進行不同途徑的切換來進行人體運動意圖的解碼。因而造成使用智能仿生手需要長期學習，并且操控困難，導致新型智能手的功能并沒有得到充分發揮。因此，生理性信號源匱乏已經成為制約智能假肢發展的重要瓶頸。

準確獲取人體運動意圖信號源是提高智能仿生手操控效果的重要因素。理論上，手部功能中，拇指和示指所占的比例較大，尤其拇指占近一半的手部功能。因此，若智能仿生手能夠準確的獲取拇指和示指的運動意圖信號，則智能仿生手的操控和使用將更加靈活和方便。然而支配拇指和示指運動的肌肉均位于前臂肌肉深層，體表肌電信號無法準確獲取。

手部功能復雜，其中重要的動作包括抓握、拇示指側捏、三指對捏，以及拇指和示指單獨指示等。因此，需要分別識別和控制智能仿生手拇指、示指、3-5指，以及腕部的運動，才可能發揮智能仿生手的復雜功能。而對于前臂中遠段或腕部截肢的患者而言，患側前臂中仍然殘留著分別控制拇指、示指、3-5指和腕部運動并具備正常收縮功能的肌肉。通過肌肉再分布技術（muscle?redistribution?technique，MRT），選擇多個靶肌肉-肌腱固定于肢體皮下的不同區域。當大腦發出肢體運動指令后，相應肌肉的收縮時，相應的皮膚區域會產生明顯的凹陷變形，通過對這種皮膚區域凹陷變形的信號采集，可以一一對應的識別每個手指的運動意圖。進而可以控制每個智能假肢手指的運動，使得智能假肢接近正常的手指運動。

發明內容

本發明的目的是提供一種人體形變信號處理器及其使用方法，以期通過把每個手指肌肉靶點處的凹陷變形變成相應的數字信號，從而準確識別每個手指的運動意圖運動，進而可以控制每個智能假肢手指的運動，使得智能假肢接近正常的手指運動。

為了實現上述目的，一方面本發明提供一種人體形變信號處理器，包括：筒身和信號處理單元；筒身整體上呈筒形；在筒身上開有若干凹陷；信號處理單元是中空并裝有介質的，其中至少有一面薄壁；中空腔內有傳感器、信號處理模塊、信號發射模塊，三者通過導線連接；傳感器測量介質的變化，信號處理模塊處理傳感器信號，信息發射模塊把這些信號發射出去；筒身和信號處理單元通過筒身上的凹陷連接在一起；信號處理單元工作時，需要放入介質使薄壁面鼓起。

優選地，筒身是有彈性的。

優選地，信號處理單元的中空腔是密閉的。

優選地，信號處理單元的中空腔內充滿的介質可以是氣體。

優選地，信號處理單元的中空腔內充滿的介質可以是液體。

優選地，信號處理單元的中空腔內介質可以是彈性固體。