[發(fā)明專利]一種基于神經(jīng)功能康復(fù)主動訓練的評估系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011166895.8
• 申請日: 2020-10-27
• 公開（公告）號: CN112353407B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 謝平;王穎;房華蕾;王子豪;杜義浩;陳曉玲;蔚建
• 申請（專利權(quán)）人: 燕山大學
• 主分類號: A61B5/397
• 分類號: A61B5/397;A61B5/374;A61B5/372;A61B5/11
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 陳麗;李洪福

1.一種基于神經(jīng)功能康復(fù)主動訓練的評估系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：腦電信號采集模塊、肌電信號采集模塊、肢體動作采集模塊、腦電數(shù)據(jù)處理模塊、肌電數(shù)據(jù)處理模塊、肢體動作數(shù)據(jù)處理模塊、定性評估模塊、定量評估模塊和康復(fù)評估模塊；

所述腦電信號采集模塊用于對患者的腦電信號進行采集；

所述肌電信號采集模塊用于對患者肢體表面肌電信號進行采集；

所述肢體動作采集模塊用于對患者肢體動作進行采集；

所述腦電數(shù)據(jù)處理模塊用于對所述腦電信號采集模塊采集的腦電信號進行處理和特征提取，通過同步化分析和計算頻帶功率譜密度得到患者的腦地形圖、腦區(qū)能量變換圖；

所述肌電數(shù)據(jù)處理模塊用于對所述肌電信號采集模塊采集的肌電信號進行處理和特征提取，將提取到的肌電積分值、均方根值、小波包能量進行分析處理得到肌肉能力圖；

所述肢體動作處理模塊用于對所述肢體動作采集模塊采集的肢體動作進行分類識別，并與Brunnstrom量表比對；

所述定性評估模塊用于基于所述肢體動作處理模塊的處理結(jié)果，判斷患者對場景動作完成的程度，實現(xiàn)階段分期，得到Brunnstrom分期結(jié)果；

所述定量評估模塊包含肌電評估模塊和腦電評估模塊；

所述肌電評估模塊基于所述肌電數(shù)據(jù)處理模塊得到的肌肉能力圖進行肌電評估，得到肌電評估結(jié)果；

所述腦電評估模塊基于所述腦電數(shù)據(jù)處理模塊得到的腦地形圖和腦區(qū)能量變換圖對腦區(qū)神經(jīng)激活程度進行評估，得到腦區(qū)評估結(jié)果；同時將參數(shù)傳遞到場景中，對動作指示場景進行控制；

所述康復(fù)評估模塊將所述定性評估模塊得到的Brunnstrom分期結(jié)果和所述定量評估模塊得到的肌電評估結(jié)果以及腦區(qū)評估結(jié)果相結(jié)合進行腦卒中后患者運動功能狀態(tài)康復(fù)評估，得到康復(fù)評估報告。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述康復(fù)評估模塊具體用于通過模糊多層次綜合評判模型法進行建模，模糊綜合評判法結(jié)合層次分析法的多層次指標權(quán)重來決定評價結(jié)果。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括：動作指示場景模塊，所述動作指示場景模塊通過Unity3D游戲開發(fā)引擎，利用C#編程創(chuàng)建完全虛擬環(huán)境，根據(jù)Brunnstrom量表設(shè)計對應(yīng)的動作，患者根據(jù)指示完成指定動作，完成后系統(tǒng)將跳到下一場景中。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述肌肉能力圖是指通過從肌力、肌張力、關(guān)節(jié)活動度、平衡功能、協(xié)調(diào)功能五個方面表現(xiàn)肌肉的指標，通過對肌電積分值進行分段統(tǒng)計，對應(yīng)不同的肌肉和肌張力的能力值，得到相應(yīng)的肌肉能力圖；

其中，肌電積分值與肌力和肌張力之間的關(guān)系是：肌肉隨靜力收縮時用表面電極測定的肌電積分值與肌肉強力之間呈正相關(guān)；肌電積分值與肌張力呈正相關(guān)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，肌力r₁的大小通過實測的積分肌電值iEMG_a和標準最大積分肌電值iEMG_max的比值來反映，即

肌張力r₂的大小通過實測的肌電信號均方根RMS_α和標準最大均方根比值RMS_max來表示，即

關(guān)節(jié)活動度r₃的大小通過運動過程中的最大角度ROM_α和標準角度ROM_max的比值來表示，即

平衡功能r₄通過用實測的小波包熵WPES_α和標準最大小波包熵WPES_max的比值來表示，即

協(xié)調(diào)功能r₅通過實測的積分肌電值的協(xié)同收縮率iEMG_CR_α和標準最大積分肌電值的協(xié)同收縮率iEMG_CR_max的比值來表示，即

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，對肌電信號進行處理，包括：信號預(yù)處理、肌電積分值計算、均方根值計算、信號小波包能量計算、肌肉平均做功百分比以及肌肉痙攣程度。