[发明专利]一种精准运动评估和康复训练系统

说明书

本发明提出了一种精准运动评估和康复训练系统，包括：运动数据采集和分析模块，肌电数据采集和分析模块，运动功能评估模块，运动缺失的肌肉协同问题判定模块，沉浸式康复训练模块，精准康复训练和治疗模块，病人数据库模块，正常人运动功能和肌肉动力学指标库。本发明基于微型传感器智能感知技术和信息融合技术，精确地、定量地评估运动功能和运动缺失，并能够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，从而针对性地指定和执行康复训练和治疗方案，同时还提供了沉浸式康复训练功能，利于病人接受和坚持，实现运动康复数字化、精准化、可视化。

技术领域

本发明属于康复训练技术领域，尤其涉及具有精准运动评估和和康复训练功能的系统。

背景技术

由于中风、脑瘫、意外等引起的偏瘫患者，和其它运动障碍患者肢体康复训练的传统方法是医师对患者进行一对一的指导，利用康复器械进行训练，并根据其主观临床经验对患肢康复效果进行评价。这种训练方式存在诸多问题。首先，一名医师在大多数情况下只能同时对一名患者进行运动康复训练，效率低下，治疗效果多取决于医师的经验和水平；其次，不能精确控制和记录训练参数，不利于治疗方案的确定和改进；最后，不能向患者提供实时直观的反馈信息，训练过程缺乏吸引力，患者多被动接受治疗，参与治疗的主动性不够。

为了能够更好地管理和控制康复过程，提高患者的主动性和参与性，从而提高康复训练的效率，有不少相应的工作。申请号为2010010136388.X的专利公开了“一种智能康复系统及运用该系统进行肢体运动跟踪的方法”，提出了一种基于计算机视觉技术的运动跟踪的方法，并将之应用于肢体康复。这两种基于视觉技术康复方法，由于其固有的缺陷—遮挡、和跟踪肢体运动精度不够，达不到定量的目的。申请号为200910099275.4的专利“基于虚拟现实的残障人士康复系统”，公开了一种包括功能性电刺激模块、运动捕获模块和虚拟现实模块的残障人士康复系统，通过虚拟现实技术为患者提供针对运动过程和运动效果的视、听等多模式的反馈信息，来激发和维持患者重复练习的动机。但发明中并未对如何进行运动捕获和康复训练执行情况的评估给出理想的解决方案。

与本发明同一组发明人申请的下述两个专利，申请号为200910086474.1的专利“人体运动捕获三维再现系统及其方法”提出了基于多个微型传感器人体运动捕获的方法以及三维显示方法。本发明是将该发明中的人体运动捕获技术应用于运动康复，可以说是基于该技术的应用发明。申请号为201110450041.7的中国专利“一种微型传感器交互式上肢康复系统”，该系统采用多传感器数据融合技术，能够实时捕获患者上肢运动，对其上肢功能以及康复训练过程进行数字化度量和评估，使康复医生可以精确的跟踪和控制康复过程，及时、有针对性的实施和调整康复方案，提高康复训练效率。同时，通过多种手段可视化患者康复训练过程，定量评估完成情况，及时反馈信息。

要实现运动精准康复还需要精准的运动功能评估和运动缺失的定位，加之以深入的相关肌肉激励信号分析，和精准的相对于运动缺失的肌肉力缺失和激励缺失的幅度和相位信息。目前的技术尚未考虑到这一点。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出了一种精准运动评估和康复训练系统，提出了一组人体肢体的运动功能评估系列指标，并使用微型传感器运动捕获技术进行自动测定；根据运动功能系列指标，设计和实施可视化运动康复训练；使用微型传感器运动捕获技术和肌电传感和处理技术，并通过运动生物力学分析，找出运动功能缺失的肌肉激励问题；根据确定的运动功能缺失的肌肉激励问题，设计一组运动动作和相应的肌肉电刺激治疗。同时通过虚拟现实技术、多媒体技术、交互游戏等提高患者康复训练的主动性，提高康复的效率。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种精准运动评估和康复训练系统,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；