[发明专利]近红外脑功能与触力/运动信息融合的评估方法及系统

说明书

本发明涉及近红外脑功能与触力/运动信息融合的评估方法及系统。该方法包括：布置近红外脑功能检测设备的光源和探头；布置手指角度采集模块、手臂定位采集模块和手部压力采集模块；在拟实场景模块中选择特定的训练场景和任务，监测手部关节弯曲信号和前臂和大臂空间运动信号；在现实的康复训练场景中，监测手部关节弯曲信号和前臂、大臂空间运动信号和手部握力信号；将以上步骤中采集的信号传输至评估分析模块；评估分析模块根据收到的信号进行脑功能指标计算、触力/运动信息分析计算和近红外脑功能与触力/运动信息融合的评估计算，分析得到上肢运动能力和脑‑上肢协同能力的评估指标。

技术领域

本发明涉及康复辅具领域，具体涉及一种近红外脑功能与触力/运动信息融合的动态量化评估方法及系统，用于上肢运动能力和脑肢协同能力的评价。

背景技术

我国每年有200多万人发生脑卒中，脑卒中幸存者中约2/3会留下不同程度的功能障碍。同时，脑外伤、脑瘫等意外或疾病也会导致脑功能损伤，进而导致肢体运动功能障碍。这些肢体上的功能障碍给患者、家庭及社会带来了沉重的照护成本和负担，高质高效的康复训练是解决当前问题的最重要手段，也是帮助患者恢复生活独立、回归社会的必然选择。目前的康复技术领域正在形成脑肢协同的康复模式，采用脑功能调控和肢体运动疗法有效整合的方法为患者提供科学有序的康复策略，促进中枢神经系统的可塑性变化和肢体运动功能的恢复。在脑肢协同康复过程中，对患者进行有效的康复评估是制定康复训练策略的基础。

针对上肢的康复评估问题，目前已有相关的技术和方法。中国专利CN 104850216A涉及一种具有压力触觉感测器的手套，利用压力感测元件、加速度计元件与陀螺仪元件，使电子手套或手环可感应穿戴电子手套的使用者手指的下压力道、手掌的现有角度、姿态与动作，可用于手部运动数据监测和运动能力评估，但缺乏脑功能参数测量；中国专利CN209377571 U涉及一种触觉刺激装置及触觉脑图谱测量系统，通过伸缩驱动件提供触觉刺激，并利用核磁机进行触觉脑图谱的测量，缺少了运动信息的测量；中国专利CN 110364239A涉及一种基于伪触觉的肢体运动康复训练系统，通过视觉方法观察用户界面中光标跟随目标物体速度的变化实现伪触觉，帮助患者进行康复训练，更侧重于锻炼和评估认知能力，同样缺乏运动信息的测量；中国专利CN 110192861 A涉及一种智能辅助脑功能实时检测系统，利用AR(增强现实)设备和力反馈装置刺激脑功能障碍患者，通过磁共振实时检测脑功能活跃情况，判断脑功能受损情况，侧重于脑功能评估，缺乏脑功能与运动信息交叉的评估手段；中国专利CN 104706499 A涉及一种上肢脑神经康复训练系统及训练方法，具有能够带动训练者上肢运动且具有力反馈功能的机械结构，结合虚拟现实场景进行康复训练，同样缺乏脑功能与运动信息交叉的评估手段；中国专利CN 107577343 A涉及一种基于力触觉反馈和脑电信号分析的注意力训练与评价装置，通过力触觉反馈训练受试者，同步记录脑电信号，将行为学的表现水平和生理指标相结合，虽然具有脑功能与行为表现交叉的评估手段，但侧重认知训练且缺乏运动参数的测量、分析和应用。

综上，在上肢的康复评估领域，目前缺乏肢体运动训练过程中的动态脑功能定量评估技术和方法，缺少将脑功能与动力学信息融合的动态量化评估方法和系统，而这正是改善患者康复效果所迫切需要的。

发明内容

基于现有技术中的上述问题，本发明的目的是提供一种近红外脑功能与触力/运动信息融合的动态量化评估方法及系统。该动态量化评估方法和系统能够融合近红外脑血氧信号参数、上肢多自由度运动参数和握力数据信息，并提供基于虚拟现实场景的触觉反馈，实现上肢运动能力和脑-上肢协同能力的动态量化评估。

为实现上述发明目的，本发明的一个方面提供一种近红外脑功能与触力/运动信息融合的评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)按照近红外脑功能检测光源探头模板布置近红外脑功能检测设备的光源和探头；

2)布置手指角度采集模块、手臂定位采集模块和手部压力采集模块，其中手臂定位采集模块的前臂惯性传感器和大臂惯性传感器位置与手指角度采集模块的柔性手套位于同一直线上；