[发明专利]一种脑卒中患者单侧复健的FES强度精确镜像方法

摘要

本发明涉及生物医学工程、计算机技术、通信领域，具体公开了一种脑卒中患者单侧复健的FES强度精确镜像方法，包括安装在患侧关节和健侧关节外侧的动力外骨骼、复健系统、角度传感器、压力传感器、肌电电极矩阵和FES作用点矩阵；复健系统通过角度传感器和压力传感器的参数，确定肢体关节的运动姿态，通过比对两侧肢体在对应姿态的肌电信号的强度、位置和时序，最终计算出患侧肢体各肌肉群的FES刺激强度、位置和时间。本发明通过患者健侧与患侧对称肢体的肌电信号强弱对比来确定相应的功能性电刺激强度，使运用本发明的每位病人都能得到最适合自己身体情况的FES刺激强度，可以更好的提高大脑镜像神经元激活程度，促进病人康复，同时能够在一定程度上帮助中风病人在康复过程中纠正步态。

主权项

1.一种脑卒中患者单侧复健的FES强度精确镜像方法，包含安装在患侧关节(1)和健侧关节(2)外侧的动力外骨骼，以及预设有复健方法中算法和控制程序的复健系统，动力外骨骼位于健侧关节(2)的一侧设有角度传感器(3)，动力外骨骼位于健侧关节(2)肢体端头设有压力传感器(6)，患侧关节(1)相邻肢体的肌肉群上设有FES作用点矩阵(5)，其特征是：还包括分别设于患侧关节(1)和健侧关节(2)的相邻肢体肌肉群上的肌电电极矩阵(4)；精确镜像方法包含步骤如下：S1.患者佩戴上动力外骨骼，启动复健系统，定义相邻动作的时间增量为Δt、健侧关节(2)运动时间t1、患侧关节(1)运动时间t2、运动幅度d、运动速度s，设定健侧关节(2)和患侧关节(1)对应动力外骨骼的位置关系，患侧关节(1)相邻肢体肌肉群与动力外骨骼内侧的FES作用点矩阵(5)和肌电电极矩阵(4)分别布置在患侧关节(1)的各肌肉群上方，其中肌电电极矩阵(4)与相应FES作用点矩阵(5)布置在同一块肌肉的相邻位置，减少患侧产生的肌电与健侧的偏差，患侧关节(1)动力外骨骼内侧的肌电电极矩阵(4)紧贴患侧关节(1)部各肌肉群；S2.健侧关节(2)首先开始运动动作，复健系统通过健侧关节(2)肢体端头的压力传感器(5)检测到的压力值，判定压力是否达到极大值，健侧关节(2)处的角度传感器(3)检测健侧关节(2)的运动角度信息，从而确定健侧关节(2)运动幅度d和健侧关节(2)运动时间t1，计算出步速s和相比于上一健侧关节(2)运动的时间增量Δt；S3.健侧关节(2)在运动时，复健系统通过健侧关节(2)肢体的肌电电极矩阵(4)检测并记录健侧关节(2)的各肌肉群EMG信号的对应位置、时序以及强度；S4.复健系统根据患侧关节(1)模仿健侧关节(2)运动的原则，根据健侧关节(2)运动时间t1、时间增量Δt、运动幅度d和运动速度s计算出患侧关节(1)运动时间t2以及运动姿态的数据，通过患侧关节(1)的动力外骨骼带动患侧关节(1)进行运动；S5.复健系统通过患侧关节(1)的肌电电极矩阵(4)实时检测患侧关节(1)的各肌肉群EMG信号的位置、时序以及强度；S6.复健系统通过比较患侧关节(1)与健侧关节(2)的肢体在相同运动姿态时的EMG信号位置和强度，计算出患侧关节(1)各肌肉群治疗需要的FES信号强度，并根据健侧关节(2)记录的各肌肉群EMG信号强度位置，镜像确定患侧关节(1)的FES作用点矩阵(5)中的作用位置，实时对患侧肢体的肌肉群进行FES刺激治疗。