[發明專利]一種基于動力外骨骼的兒童下肢運動輔助康復系統

在審

• 申請號: 202110361470.0
• 申請日: 2021-04-02
• 公開（公告）號: CN113101134A
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 杜青;于隨然
• 申請（專利權）人: 上海交通大學醫學院附屬新華醫院
• 主分類號: A61H1/02
• 分類號: A61H1/02;A61B5/021;A61B5/11;A61B5/389
• 代理公司: 上海精晟知識產權代理有限公司 31253
• 代理人: 杜蔚瓊

1.一種基于動力外骨骼的兒童下肢運動輔助康復系統，其特征在于：包括康復系統主體；

所述康復系統主體，包括運動能力評估模塊、康復方案生成模塊、輔助訓練模塊和病例管理模塊；

其中，所述病例管理模塊，存儲患兒的病歷信息；

所述運動能力評估模塊，根據患兒的病歷信息，獲得運動能力評估結果；

所述康復方案生成模塊，根據運動能力評估結果，生成對應的個性化訓練方案；

所述輔助訓練模塊，將患兒訓練過程中的各項數據同步至病例管理模塊。

2.如權利要求1所述的一種基于動力外骨骼的兒童下肢運動輔助康復系統，其特征在于：

所述運動能力評估模塊，包括GMFCS分級評價單元和量化評價單元；

所述GMFCS分級評價單元，對患兒運動能力做定性評估，獲得初步分級結果；

所述康復方案生成模塊，根據初步分級結果，生成初步訓練方案；

所述量化評價單元，對患兒運動能力做量化評估，獲得量化評估結果；

所述康復方案生成模塊，根據量化評估結果，對初步訓練方案中的參數進行調整，生成個性化訓練方案。

3.如權利要求2所述的一種基于動力外骨骼的兒童下肢運動輔助康復系統，其特征在于：

獲得所述量化評估結果的方法為：

S1.獲取患兒的必要指標：年齡、BMI指數S_B、肌力S_P、關節運動能力S_M；

S2.從預設的數據庫中選取與患兒對應年齡的健康兒童數據，并獲得該健康兒童的BMI指數、肌力和關節運動能力數據，將其設為評價基準^HS_B,^HS_P和^HS_M；

S3.將S1中獲取的患兒的各項指標分別與評價基準進行比較；

S4.通過對各項指標進行加權求和計算得到最終評分。

4.如權利要求2所述的一種基于動力外骨骼的兒童下肢運動輔助康復系統，其特征在于：

所述對初步訓練方案中的參數進行調整的具體方法為：

當患兒的肌力達到正常水平后為阻力模式，達到之前為助力模式；

輸出力矩大小＝(1-評分)*τ

τ為關節輔助力矩；

當評分大于1的時候輸出力矩大小為負值，此時為阻力。

5.如權利要求1所述的一種基于動力外骨骼的兒童下肢運動輔助康復系統，其特征在于：

還包括輔助訓練設備組件；

所述輔助訓練設備組件，包括訓練設備單元、場景模擬單元、運動監測單元和數據交互單元；

其中，所述訓練設備單元，為一個或多個訓練裝備，佩戴于患兒的指定部位；

所述場景模擬單元，包括若干虛擬場景；

所述運動監測單元，包括一個或多個內置于訓練裝置的傳感器，以及佩戴于患兒指定部位的監測器；

所述數據交互單元，與康復系統主體進行數據交互。

6.如權利要求5所述的一種基于動力外骨骼的兒童下肢運動輔助康復系統，其特征在于：

所述數據交互的過程為：

S1.康復系統主體與輔助訓練裝備進行配對后，接收當前患兒的個性化訓練方案；

S2.根據個性化訓練方案，調整訓練裝備的運行策略；

S3.訓練過程中，將訓練裝備的運動軌跡、傳感器和監測器，同步實時傳送至康復系統主體。

7.如權利要求6所述的一種基于動力外骨骼的兒童下肢運動輔助康復系統，其特征在于：

所述康復系統主體，還包括監視模塊；

所述監視模塊，根據回傳的訓練裝備的運動軌跡進行監測，當發現運動軌跡的偏離率大于額定值時，根據預設的幅度調整運動策略。