[發(fā)明專利]用于下肢康復(fù)機(jī)器人步態(tài)控制的深度學(xué)習(xí)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011183924.1
• 申請(qǐng)日: 2020-10-29
• 公開（公告）號(hào): CN112515920A
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉明明;許海燕;耿睿;呂南寧;王迪;張浩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 連云港市第二人民醫(yī)院（連云港市臨床腫瘤研究所）
• 主分類號(hào): A61H3/00
• 分類號(hào): A61H3/00;G06N3/08;G16H20/30
• 代理公司: 徐州創(chuàng)榮知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32353
• 代理人: 于浩

本發(fā)明公開了用于下肢康復(fù)機(jī)器人步態(tài)控制的深度學(xué)習(xí)和控制方法，屬于康復(fù)機(jī)器人領(lǐng)域，用于下肢康復(fù)機(jī)器人步態(tài)控制的深度學(xué)習(xí)和控制方法，包括：將關(guān)于各類型的正常人步行規(guī)律數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入，作為一層控制基礎(chǔ)；將關(guān)于神經(jīng)系統(tǒng)疾病導(dǎo)致肢體功能障礙的康復(fù)治療的治療數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入，作為一層數(shù)據(jù)基礎(chǔ)；將患者的基礎(chǔ)參數(shù)和病理數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入，作為二層數(shù)據(jù)基礎(chǔ)；可以通過使用深度學(xué)習(xí)的方法對(duì)下肢康復(fù)機(jī)器人的步態(tài)控制進(jìn)行不斷完善，在步態(tài)控制系統(tǒng)采用大數(shù)據(jù)計(jì)算步態(tài)均值形態(tài)的基礎(chǔ)上，能夠根據(jù)使用患者的不同，完善針對(duì)該患者的治療步態(tài)模擬，有效提高模擬進(jìn)度，提高患者的康復(fù)效率，提高下肢康復(fù)機(jī)器人的康復(fù)效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及康復(fù)機(jī)器人領(lǐng)域，更具體地說，涉及用于下肢康復(fù)機(jī)器人步態(tài)控制的深度學(xué)習(xí)方法。

背景技術(shù)

目前，神經(jīng)系統(tǒng)疾病導(dǎo)致肢體功能障礙的康復(fù)治療主要依賴于治療師的一對(duì)一訓(xùn)練，難以實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度、有針對(duì)性和重復(fù)性的訓(xùn)練要求，而且治療師的勞動(dòng)強(qiáng)度大，難以保證訓(xùn)練的持續(xù)性和穩(wěn)定性，治療效果還受到治療師水平的影響。

最近幾年神經(jīng)康復(fù)領(lǐng)域已采用康復(fù)機(jī)器人設(shè)備對(duì)各種神經(jīng)功能障礙的病人進(jìn)行步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練。康復(fù)機(jī)器人作為一種新型機(jī)器人，是醫(yī)療機(jī)器人的一個(gè)重要分支，是工業(yè)機(jī)器人和醫(yī)用機(jī)器人的結(jié)合。它貫穿了康復(fù)醫(yī)學(xué)、生物力學(xué)、機(jī)械學(xué)、電子學(xué)、材料學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等眾多領(lǐng)域，是一種自動(dòng)化的康復(fù)治療設(shè)備，可以幫助患者進(jìn)行科學(xué)而又有效的康復(fù)訓(xùn)練，使患者的運(yùn)動(dòng)功能得到更好的恢復(fù)。

下肢康復(fù)機(jī)器人主要是幫助患者模擬正常人的步行規(guī)律，并且可以承擔(dān)一部分人體的重量，對(duì)下肢有運(yùn)動(dòng)障礙的患者進(jìn)行有效的康復(fù)訓(xùn)練。但是現(xiàn)有的下肢康復(fù)機(jī)器人的模擬正常人步行規(guī)律的步態(tài)控制系統(tǒng)是采用大數(shù)據(jù)計(jì)算后的均值形態(tài)，不能夠有效根據(jù)使用者的個(gè)人情況進(jìn)行有效調(diào)整，調(diào)整精度較差，降低下肢康復(fù)機(jī)器人的康復(fù)效果。

發(fā)明內(nèi)容

1．要解決的技術(shù)問題

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供用于下肢康復(fù)機(jī)器人步態(tài)控制的深度學(xué)習(xí)和控制方法，可以通過使用深度學(xué)習(xí)的方法對(duì)下肢康復(fù)機(jī)器人的步態(tài)控制進(jìn)行不斷完善，在步態(tài)控制系統(tǒng)采用大數(shù)據(jù)計(jì)算步態(tài)均值形態(tài)的基礎(chǔ)上，能夠根據(jù)使用患者的不同，完善針對(duì)該患者的治療步態(tài)模擬，有效提高模擬進(jìn)度，提高患者的康復(fù)效率，提高下肢康復(fù)機(jī)器人的康復(fù)效果。

2．技術(shù)方案

為解決上述問題，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案。

用于下肢康復(fù)機(jī)器人步態(tài)控制的深度學(xué)習(xí)方法，包括如下步驟：

S1.將關(guān)于各類型的正常人步行規(guī)律數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入，作為一層控制基礎(chǔ)；

S2.將關(guān)于神經(jīng)系統(tǒng)疾病導(dǎo)致肢體功能障礙的康復(fù)治療的治療數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入，作為一層數(shù)據(jù)基礎(chǔ)；

S3.將患者的基礎(chǔ)參數(shù)和病理數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入，作為二層數(shù)據(jù)基礎(chǔ)；

S4.將一層控制基礎(chǔ)和一層數(shù)據(jù)基礎(chǔ)共同作用與二層數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，形成初始患者治療步態(tài)控制數(shù)據(jù)，作為二層控制基礎(chǔ)；

S5.將患者在下肢康復(fù)機(jī)器人上治療的數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入，作為三層數(shù)據(jù)基礎(chǔ)；

S6.通過三層數(shù)據(jù)基礎(chǔ)作用與二層控制基礎(chǔ)，形成患者治療步態(tài)控制數(shù)據(jù)，作為三層控制基礎(chǔ)；

S7.通過步驟S6的不斷更新，下肢康復(fù)機(jī)器人不斷更新三層控制基礎(chǔ)；

S8.將不斷更新的三層控制基礎(chǔ)重新錄入一層數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，完成下肢康復(fù)機(jī)器人步態(tài)控制的深度學(xué)習(xí)。通過使用深度學(xué)習(xí)的方法對(duì)下肢康復(fù)機(jī)器人的步態(tài)控制進(jìn)行不斷完善，在步態(tài)控制系統(tǒng)采用大數(shù)據(jù)計(jì)算步態(tài)均值形態(tài)的基礎(chǔ)上，能夠根據(jù)使用患者的不同，完善針對(duì)該患者的治療步態(tài)模擬，有效提高模擬進(jìn)度，提高患者的康復(fù)效率，提高下肢康復(fù)機(jī)器人的康復(fù)效果。

進(jìn)一步的，所述一層數(shù)據(jù)基礎(chǔ)進(jìn)行分類的方法為：

S1.預(yù)先按照神經(jīng)系統(tǒng)疾病的種類進(jìn)行大數(shù)據(jù)分類為病理數(shù)據(jù)；

S2.再將病理數(shù)據(jù)按照患者年齡進(jìn)行大數(shù)據(jù)分類為一類參考數(shù)據(jù)；