[发明专利]一种精准运动评估和康复训练系统

权利要求书

1.一种精准运动评估和康复训练系统,其特征在于，包括：

运动数据采集和分析模块，用于采集和分析运动数据；

肌电数据采集和分析模块，用于采集和分析肌电数据；

运动数据采集和分析模块同步采集数据；

运动功能评估模块，用于根据运动数据采集和分析模块获得的肢体运动参数，定量分析和计算运动功能系列指标；

运动缺失的肌肉协同问题判定模块，用于定位运动功能缺失在肌肉层次和神经驱动层次的问题；

运动缺失的肌肉协同问题判定模块的流程如下：

1、根据运动功能评估模块所给出的运动功能指标系列，确定运动功能缺失的具体肢体，分析其功能缺失，确定所涉及的肌肉肌键单元，以及最能表现此运动功能缺失的一组基本运动动作；

2、将肌电传感器紧贴到选定的肌肉肌键单元上；

3、对选定的一组基本动作中的每一个动作，

a)同步采集运动和肌电信号；

b)分析和评估其运动功能系列指标；

c)进行肌电信号的处理和分析，计算肌电特征参数，首先利用最大自主收缩力下所有待测肌肉的表面肌电信号的平均值对肌电数据归一化处理，消除个体间的差异；然后提取肌电参数：积分肌电值、平均肌电值、均方根值，以及频域的平均功率频率和中位频率；

d)计算肌肉激活顺序，在完成一次基本动作过程中，恰当的激活顺序体现了中枢神经系统该动作的控制，只有各个肌块按照恰当的顺序激活才能体现出动作的协调性；运动缺失的肌肉协同问题判定模块根据上述肌肉激活的条件定义，当某肌块肌电活动满足该条件时代表肌肉激活，运动缺失的肌肉协同问题判定模块记录各肌块的激活顺序；

e)计算肌肉协同，对选定的一组基本动作中的每一个动作，进行肌肉协同分析，即计算有在该动作下被激活的肌肉肌键单元、激励幅度和激励时序；

4、对选定的一组基本运动动作以及所涉及的肌肉肌键单元，在正常人运动功能指标和肌肉动力学参数库中，找出相应的运动功能系列指标、肌肉激活顺序、肌肉协同模式；对照分析当前病人的测量数据，找出运动功能缺失的肌肉动力学层次原因，制定针对性的康复训练和治疗方案；

沉浸式康复训练模块用于根据运动功能系列指标，为病人制定训练方案，选择合适的训练游戏，评估训练效果，优化训练方案；

精准康复训练和治疗模块用于根据运动缺失的肌肉协同问题判定模块的输出，选择一组训练动作以及相应的治疗方案并执行；

病人数据库模块用于存储病人数据；

正常人运动功能和肌肉动力学指标库用于存储正常人在一系列基本运动动作中的正常的运动功能系列指标和相应的肌肉激励顺序以及肌肉协同模式。

2.根据权利要求1所述的精准运动评估和康复训练系统,其特征在于，所述运动数据采集和分析模块采集肢体的三维方位角度、角速度，关节的位移、速度和加速度。

3.根据权利要求1所述的精准运动评估和康复训练系统,其特征在于，所述肌电数据采集和分析模块采集相关肌肉肌键单元的肌电信号，经过预处理之后，用在最大自主收缩力下所有待测肌肉的表面肌电信号的平均值对肌电数据归一化处理，在数十毫秒的积分窗口对滤波后的肌电数据提取肌电特征参数：积分肌电值、平均肌电值、均方根值，以及频域的平均功率频率和中位频率。

4.根据权利要求1所述的精准运动评估和康复训练系统,其特征在于，所述运动功能评估模块根据运动数据采集和分析模块的肢体运动参数，计算以下运动功能系列指标：主动运动关节活动度、轨迹控制力、运动效率、非常态运动代偿、震颤。

5.根据权利要求1所述的精准运动评估和康复训练系统,其特征在于，所述运动缺失的肌肉协同问题判定模块针对一种运动缺失，选用一组基本动作和一组相关的肌肉肌键单元，测量和分析运动和肌电信号，计算其运动功能系列指标、肌肉激活顺序和肌肉协同模式，对照正常人同样部位、同一组基本动作和同一组肌肉肌键单元的正常运动功能系列指标、肌肉激活顺序和肌肉协同模式，分析和确定该运动缺失的肌肉层次和神经激励层次的问题所在。