[发明专利]一种智能手部运动功能评测及康复训练轮椅

说明书

本发明公开了一种智能手部运动功能评测及康复训练轮椅，包括康复轮椅、数据采集模块、数据处理模块和人机交互模块，通过固定于康复轮椅上的嵌入式系统对采集到的数据进行滤波、补偿、计算与分析，能够准确、客观、方便地评测手部运动功能或进行康复训练，克服了传统评测及康复训练在时间、空间上的局限性；参照国际手外科学会推出的《手部功能损失评定》标准，人机交互模块依次显示指令，引导患者自主完成相应的动作；数据处理模块分析手部动作完成情况，得出评测结果及康复训练效果，并将评测结果、康复训练效果及检测数据实时显示和保存，方便患者与医师查询；本系统灵活度高，简单易用，鲁棒性强，便于推广。

技术领域

本发明涉及手部运动功能评测及康复训练领域，具体涉及一种基于模式识别、数据补偿与分析技术的手部运动功能评测及康复训练轮椅。

背景技术

手作为人体的特色器官之一，由手指、手掌和手腕构成，能够快速地完成各种灵巧动作，在日常活动中发挥着举足轻重的作用，因手外伤、脑中风等因素造成的手部运动功能障碍，使患者手部的运动能力部分或完全丧失，给患者的日常生活带来了诸多不便。

手部运动功能评测即参照业内有关标准，由医师综合测试与评价患者手部的运动能力，判定手部运动功能损失等级，作为康复治疗的先前步骤，直接决定了后期康复治疗的效果，医师还可以根据评测结果有的放矢，确定最佳的康复方案。

传统的手部运动功能评测及康复训练环节需要医师与患者面对面进行，医师专业素质和主观意向、患者配合度、外部干扰等因素都会对评测结果及康复训练效果产生较大影响，致使评测结果及康复训练效果往往不尽如人意。

针对传统的手部运动功能评测及康复训练环节的局限性，将模式识别、数据补偿与分析技术引入手部运动功能评测及康复训练中，设计一种智能手部运动功能评测及康复训练轮椅，结合集成于轮椅上的嵌入式数据处理模块与人机交互模块，既使得整个评测流程更加规范，又大大降低了评测及康复训练的成本，简单易行。

发明内容

本发明针对传统手部运动功能评测及康复训练环节的局限性，设计一种智能手部运动功能评测及康复训练轮椅，该系统灵活度高、可重复利用、鲁棒性强、便于推广。

本发明的技术解决方案如下：

所述的智能手部运动功能评测及康复训练轮椅，由康复轮椅、数据采集模块、数据处理模块和人机交互模块构成，能够方便地对患者手部的运动功能进行评测及康复训练。

所述的康复轮椅由普通轮椅改装而成，一方面，使用绷带固定患者躯体和手臂，避免躯体和手臂无意识抖动对评测结果及康复训练效果产生干扰；另一方面，轮椅结构增强了整个系统的移动灵活性；康复轮椅集成有数据采集模块、数据处理模块和人机交互模块，是整个评测及康复训练系统的硬件实施平台。

所述的数据采集模块由MYO臂环和Leap Motion传感器构成。

所述的MYO臂环以接触式检测方式采集手部运动数据，通过蓝牙通信方式将采集到的数据发送至数据处理模块。

所述的Leap Motion体感控制器以无接触式视觉检测方式采集手部运动数据，通过USB通信方式将采集到的数据发送至数据处理模块。

所述的数据采集模块能够实时采集手部运动时产生的表面肌电信号、加速度信号、指尖及手指各关节的位置、俯仰角、偏航角、滚转角、角速度等运动数据。

所述的数据处理模块接收来自数据采集模块的数据，并对数据进行滤波、补偿、计算、分析处理，以此来减少手部运动数据采集环节产生的误差，使处理后的数据更加接近真实值。

所述的数据处理模块将经过处理后的手部运动数据实时发送至人机交互模块，方便患者和医师及时了解评测结果及康复训练效果。