一种诱导型肌力康复训练方法和装置与流程

本技术方案主要涉及康复训练领域，尤其涉及一种诱导型肌力康复训练方法和装置。

背景技术：

1、脑卒中已成为我国居民的头号杀手，平均每10秒就有1人初发或复发脑卒中，病发后往往会导致患者出现运动功能障碍，需要进行大量的肢体动作康复训练，重建患者的运动功能，提高其生活能力和生活质量。

2、随着康复医疗的发展，融合了机械设计、计算机技术、传感器技术和信号处理及控制技术的康复机器人训练系统开始越来越多地被应用于康复训练领域，使患者的康复训练更加科学、有效，同时也极大地减轻了康复训练医师的压力。康复机器人的控制策略对患者的康复训练效果具有重要的影响，为了适应不同患者间的个体差异性，自适应的按需辅助控制策略成为一个重要的研究方向，即康复机器人根据患者的运动意图和运动表现实时调整辅助力或运动轨迹，帮助患者在运动力不足时实时补足所需的辅助力。然而患者很难持续保持强烈的训练意愿，当患者的训练意愿下降或者针对训练意愿不强的患者，该控制策略很容易导致患者的懈怠，运动力量下降，主要依靠康复机器人提供的辅助力进行运动，无法达到预期的训练效果，使患者的能力潜能也无法得到激发，训练难度的提升迟滞，使得康复训练效果进展缓慢。

3、因此，急需一种诱导型肌力康复训练方法，以解决上述现有技术中存在的问题。

技术实现思路

1、本申请实施例通过提供一种诱导型肌力康复训练方法和装置，解决了现有技术中患者训练难度的提升迟滞，康复训练效果进展缓慢的技术问题。

2、第一方面，本申请实施例提供了一种诱导型肌力康复训练方法，包括分别获取患者的脑电信号和肌电信号；基于所述脑电信号进行运动意图的识别，获得第一运动意图；基于所述肌电信号进行运动意图的识别，获得第二运动意图；基于所述第一运动意图和第二运动意图，确定运动意图，所述运动意图包括有运动意图和无运动意图；基于所述肌电信号进行疲劳度的评估，确定患者的疲劳等级，所述疲劳等级包括轻松、一般和疲劳；基于所述运动意图和疲劳等级，确定相应的训练模式进行训练，所述训练模式包括诱导训练模式和按需辅助训练模式。

3、结合第一方面，在一种可能的实现方式中，基于所述脑电信号进行运动意图的识别获得第一运动意图和基于所述肌电信号进行运动意图的识别获得第二运动意图之前，还包括：在训练任务开始前，使患者在按需辅助训练模式下，完成多个周期的试验运动；采用第一机器学习模型对所述脑电信号进行运动意图识别，获得每个周期的第一初始运动意图；采用第二机器学习模型对所述肌电信号进行运动意图识别，获得每个周期的第二初始运动意图；每个周期的试验运动结束后，获取患者对每个周期的真实运动意图；基于每个周期的真实运动意图与相应周期的第一初始运动意图，训练所述第一机器学习模型；基于每个周期的真实运动意图与相应周期的第二初始运动意图，训练所述第二机器学习模型。

4、结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述基于所述脑电信号进行运动意图的识别，获得第一运动意图，包括：将采集到的原始脑电信号依次进行信号的预处理、特征提取后输入第一机器学习模型中，获得第一运动意图；所述基于所述肌电信号进行运动意图的识别，获得第二运动意图，包括：将采集到的原始肌电信号依次进行信号的预处理、特征提取后输入第二机器学习模型中，获得第二运动意图。

5、结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述肌电信号的获取包括：获取多个通道的肌电子信号；获取预设训练动作；基于所述预设训练动作确定各通道肌电子信号的权重；根据各通道肌电子信号及其权重获得所述肌电信号。

6、结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述基于所述第一运动意图和第二运动意图，确定运动意图，包括：根据肌电信号和脑电信号的试验运动中的分类准确率，分别为所述第一运动意图和第二运动意图分配权重；根据所述权重对第一运动意图和第二运动意图进行加权求和，确定所述运动意图。

7、结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述基于所述运动意图和疲劳等级，确定相应的训练模式，包括：所述诱导训练模式包括区域性诱导训练模式和周期性诱导训练模式；当疲劳等级为轻松状态时，若患者无运动意图则采用区域性诱导训练模式，若患者有运动意图则采用周期性诱导训练模式；当疲劳等级为一般状态时，采用按需辅助训练模式；当疲劳等级为疲劳状态时，停止训练。

8、结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述区域性诱导训练模式包括：在一个运动周期内，当患者肢体运动至第一区域时，肌力康复机器人的驱动力由按需辅助转为定量补力，定量补充力f小于该患者按需辅助平均补充力f0；若定量补力运动过程中停顿时间未超出预设时间，则保持该定量补充力f并在后续第一预设个周期内逐步将第一区域扩大至肢体运动的全程，即进入周期性诱导训练模式，若定量补力运动过程中停顿时间超出预设时间则重新触发按需辅助；所述周期性诱导训练模式包括：在一个完整的运动周期内，肌力康复机器人的驱动力为定量补力，定量补充力f小于该患者按需辅助平均补充力f0；若定量补力运动过程中停顿时间未超出预设时间，则保持所述定量补充力f第二预设个周期后降低将所述定量补充力f降低预设阈值∆f，若定量补力运动过程中停顿时间超出预设时间则重新触发按需辅助。

9、结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述第一区域为肢体发力较佳的区域内。

10、结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述定量补力运动过程中停顿时间超出预设时间则重新触发按需辅助，包括：单次停顿时间超出第一预设时间；或者第三预设个周期内累计停顿时间超出第二预设时间；所述第二预设时间大于所述第一预设时间。

11、第二方面，本申请实施例提供了一种诱导型肌力康复训练装置，包括：脑电采集模块，用于获取患者的脑电信号；肌电采集模块，用于获取患者的肌电信号；运动意图识别模块，用于基于所述脑电信号进行运动意图的识别获得第一运动意图，基于所述肌电信号进行运动意图的识别获得第二运动意图，然后基于所述第一运动意图和第二运动意图，确定运动意图，所述运动意图包括有运动意图和无运动意图；疲劳度评估模块，用于基于所述肌电信号进行疲劳度的评估，确定患者的疲劳等级，所述疲劳等级包括轻松、一般和疲劳；训练模块，用于基于所述运动意图和疲劳等级，确定相应的训练模式进行训练，所述训练模式包括诱导训练模式和按需辅助训练模式。

12、本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果：

13、本申请实施例提供的一种诱导型肌力康复训练方法，通过脑电信号和肌电信号的决策融合来确定患者的运动意图，提升了运动意图识别的准确性和可靠性。基于患者的运动意图和疲劳状态，确定相应的训练模式，既能在患者状态良好时诱导其适当提升运动强度，保持患者的参与度和兴奋度，加快康复治疗过程，提升治疗效果；同时也能在患者状态不佳时及时作出适应性调整，避免过度训练导致患者受伤，提高了训练的安全保障。

技术特征：

1.一种诱导型肌力康复训练方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述脑电信号进行运动意图的识别获得第一运动意图和基于所述肌电信号进行运动意图的识别获得第二运动意图之前，还包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述脑电信号进行运动意图的识别，获得第一运动意图，包括：将采集到的原始脑电信号依次进行信号的预处理、特征提取后输入第一机器学习模型中，获得第一运动意图；

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述肌电信号的获取包括：

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一运动意图和第二运动意图，确定运动意图，包括：

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述运动意图和疲劳等级，确定相应的训练模式，包括：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述区域性诱导训练模式包括：在一个运动周期内，当患者肢体运动至第一区域时，肌力康复机器人的驱动力由按需辅助转为定量补力，定量补充力f小于该患者按需辅助平均补充力f0；若定量补力运动过程中停顿时间未超出预设时间，则保持该定量补充力f并在后续第一预设个周期内逐步将第一区域扩大至肢体运动的全程，即进入周期性诱导训练模式，若定量补力运动过程中停顿时间超出预设时间则重新触发按需辅助；

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一区域为肢体发力较佳的区域内。

9. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述定量补力运动过程中停顿时间超出预设时间则重新触发按需辅助，包括：

10.一种诱导型肌力康复训练装置，其特征在于，包括：

技术总结
本申请公开了一种诱导型肌力康复训练方法和装置，该方法包括获取患者的脑电信号和肌电信号，基于脑电信号获得第一运动意图，基于肌电信号获得第二运动意图，基于第一运动意图和第二运动意图确定运动意图；基于肌电信号确定患者的疲劳等级；基于运动意图和疲劳等级，确定相应的训练模式，训练模式包括诱导训练模式和按需辅助训练模式。通过脑电信号和肌电信号的融合来确定患者的运动意图，提升了运动意图识别的准确性和可靠性；基于患者的运动意图和疲劳状态，确定相应的训练模式进行训练，既能诱导患者适当提升运动强度，加快康复治疗过程，提升治疗效果，又能在患者状态不佳时及时作出适应性调整，避免患者受伤，提高了训练的安全保障。

技术研发人员：杨昆,刘向宏,王小莉,伍俊,刘媛媛,许魏娜,范仙灵,罗羽杉
受保护的技术使用者：西安国际医学中心有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/2/5