[发明专利]一种双主动控制模式的手部康复训练装置及训练方法

权利要求书

1.一种双主动控制模式的手部康复训练装置，其特征在于：其包括脑电采集装置、肌电采集装置、可穿戴康复机械手、虚拟康复训练系统及Leap Motion手部跟踪器，

脑电采集装置包括脑电帽和脑电放大器，脑电帽佩戴于受试者头顶，用于采集运动想象脑电信号，脑电放大器与上位机连接进行信号的发送与接收；

肌电采集装置包括肌电采集模块和信号接收器，肌电采集模块佩戴在受试者健侧手臂的指伸肌和尺侧腕屈肌处用于采集肌电信号，通过信号接收器将肌电信号传输至上位机；

可穿戴康复机械手能能够实现手部每根手指的独立运动，并能够辅助各个手指关节伸展和弯曲，可穿戴康复机械手与虚拟康复训练系统相结合，用于受试者的康复训练；

虚拟康复训练系统包括脑肌电采集单元，所述脑肌电采集单元能进行脑肌电信号的预处理、特征提取及分类识别；

所述Leap Motion手部跟踪器为进行手部移动追踪的高精度手指识别设备，其能够实时采集受试者手部动作，并以虚拟手的实时动作形式在虚拟场景中进行展示，以作为视觉反馈和进行虚实交互，刺激受试者的大脑运动功能区，提高受试者大脑的神经激活程度。

2.根据权利要求1所述的双主动控制模式的手部康复训练装置，其特征在于：其中：可穿戴康复机械手包括掌骨板、电机推杆、掌骨连接件、关节推杆、关节角板以及铰链销，所述掌骨板为可穿戴康复机械手的固定基座，所述关节推杆的第一端与所述掌骨板相连，所述关节推杆的第二端通过所述铰链销与所述掌骨连接件相连，所述电机推杆的第一端与驱动相连，所述电机推杆的第二端与所述关节角板相连，所述关节角板上的滑杆能沿所述关节推杆上的滑槽滑动。

3.一种根据权利要求1所述的双主动控制模式的手部康复训练装置进行双主动控制模式的手部康复训练的方法，其特征在于：其包括以下步骤：

S1、选取安静舒适的实验环境，打开脑电放大器与脑肌电采集单元进行连接，为受试者佩戴脑电帽并在相应电极通道涂抹导电膏，选取大脑运动区的C3、C4、FC3、FC4、CP3、CP4、C5和C6电极通道，打开肌电采集模块通过无线传输与上位机连接，接通可穿戴康复机械手的电源，通过蓝牙与上位机进行连接，为受试者穿戴康复机械手与肌电采集设备；

为受试者佩戴所述脑电帽并涂抹脑电膏，将所述脑电放大器与脑肌电采集单元连接，将所述肌电采集模块佩戴于受试者健侧手臂并通过无线传输与上位机连接，同时接通所述可穿戴康复机械手的电源，将其通过蓝牙与上位机进行连接；

S2、登录所述虚拟康复训练系统，对受试者进行运动想象训练并采集受试者进行肢体运动想象的脑电信号，信号采集通道选取大脑运动功能区C3、C4、FC3、FC4、CP3、CP4、C5、C6共8个电极通道，对采集的脑电信号进行预处理、特征提取、分类识别和建立PSO-SVM运动想象分类模型；

S3、对步骤S2已建立的PSO-SVM运动想象分类模型进行分类，将分类结果以虚拟场景中模型手向左或右移动的形式展示给受试者，提高受试者大脑运动区神经激活程度；

S4、肌电训练及肌电信号采集：为受试者患侧穿戴康复机械手，在受试者健侧佩戴肌电采集模块，当模型手到达场景中第一位置时，模型手变为握拳状态，此时采集受试者健侧肌电信号，通过健侧运动带动患侧训练的方式进行主动式康复训练，并对采集的肌电信号进行预处理、特征提取分类识别和建立PSO-SVM肌电信号分类模型；

S5、对步骤S4已建立的PSO-SVM肌电信号分类模型进行分类，并以两个十六进制指令的形式将分类结果通过蓝牙模块发送至所述可穿戴康复机械手，分别用来控制所述可穿戴康复机械手的抓握与伸展，辅助受试者进行手部康复训练；

之后，通过所述Leap Motion手部跟踪器采集受试者手部动作，并在虚拟场景中以虚拟手的实时动作形式展示出来，作为视觉反馈加深受试者大脑运动区神经激活程度；

S6、根据受试者情况设置训练时间，训练结束后，生成训练报表并打印存档，退出康复训练系统。