[发明专利]一种多反馈模态的主动加强式训练系统及其操作方法

说明书

本发明公开了一种多反馈模态的主动加强式训练系统及其操作方法，包括用于产生刺激的显示器、用于主动意图识别的计算机和脑电电极、用于反馈的反馈手套和机械外骨骼，反馈手套和机械外骨骼设置在患者的患侧手部，在执行运动想象的同时，显示器对患者产生刺激，脑电电极采集患者受到的外界刺激，通过计算机进行主动意图识别并通过反馈手套持续保持物体感反馈及持续意图反馈，当达到设定意图强度后驱动机械外骨骼带动患者的患侧完成训练。本发明提高患者执行运动想象的效率，进而提高脑机接口的效率；有利于促进神经康复。

技术领域

本发明属于医疗康复设备技术领域，具体涉及一种多反馈模态的主动加强式训练系统及其操作方法。

背景技术

随着人们生活水平的提高、生活方式的改变，中风发病率逐年升高且出现年轻化趋势。中风患者中，只有少量轻微中风患者能够得到较好的运动功能康复，大部分患者都会遗留下运动障碍问题，严重影响了患者及其家庭的生活质量。中风后的训练对患者运动能力的恢复至关重要，传统的中风康复有物理治疗、作业治疗、针灸等，这些治疗方法大多以治疗患肢或被动训练为主，没有有目的的针对大脑损伤区进行有效训练康复。

近几年，康复医学与计算机技术、机器人技术和脑机接口技术结合后迅速发展，出现了基于脑机接口技术的中风训练系统，且取得了初步成果。然而，目前的基于脑机接口的训练系统均无法比较全面地激活大脑的运动回路。现有的系统大多要求患者去想象运动，然后用运动意图去控制电脑屏幕上的光标移动、机械假肢的运动、左右手的选择或控制机械手臂等。这些没有形成完整的运动回路反馈，大大降低了脑机接口应用于康复领域的康复效果，而且由于患者大脑中风损伤，会出现较多无法进行运动想象的患者，从而导致以上系统经常无法正常使用；另外，由于目前脑机接口技术上的限制，在运动识别方面可识别的意图较少，目前基于脑机接口的中风康复系统枯燥乏味，代入感差，易使得患者丧失康复信心。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种多反馈模态的主动加强式训练系统及其操作方法，对不同中风患者进行针对性的强化反馈训练，增强患者大脑意图产生后的调制能力，形成更趋近于正常人运动的反馈回路，从而加速大脑神经重塑。

本发明采用以下技术方案：

一种多反馈模态的主动加强式训练系统，包括显示器、用于主动意图识别的计算机和脑电电极、用于反馈的反馈手套和机械外骨骼，反馈手套和机械外骨骼设置在患者的患侧手部，显示器用于对患者产生刺激，脑电电极采集患者受到的外界刺激，通过计算机进行主动意图识别并通过反馈手套持续保持物体感反馈及持续意图反馈，当达到设定意图强度后驱动机械外骨骼带动患者的患侧完成训练。

具体的，在反馈手套的手背处分布有多个手背等级式震动模块，手背等级式震动模块为单点控制方式。

进一步的，手背等级式震动模块由多个震点按4×4阵列排列组成；震点震动数目对应主动运动意图的累加强度，包括7级，一级为1个震点震动，二级为2个震点震动，三级为3个震点震动，四级为4个震点震动，五级为8个震点震动，六级为12个震点震动，七级为16个震点震动。

具体的，在反馈手套的指背处分布有多个指背震动振子，指背震动振子的单指为分离控制方式，同一根手指单指震点沿手指背面呈直线分布，指背震动振子的控制为多点同步控制。

更进一步的，指背震动振子为单指屈的张感刺激，当所对应的手指执行伸的动作时，指背震动振子产生同步震动。

进一步的，在反馈手套的五个指尖处分别设置有指尖震动振子，指尖震动振子的每个震点为单独控制方式。

更进一步的，指尖震动振子为单指屈的握感刺激，当所对应的手指执行屈的动作时，指尖震动振子产生同步震动。

具体的，反馈手套的手心为裸露结构。

一种多反馈模态的主动加强式训练系统的操作方法，包括以下步骤：