移动智能多通道动态电刺激下肢助行仪及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种移动智能多通道动态电刺激下肢助行仪及方法，尤其适用于对偏瘫等失神经运动功能患者的恢复治疗过程，属于运动康复治疗技术领域。
【背景技术】
[0002]据申请人所知，针对偏瘫等失神经运动功能患者，现有技术中已经存在一些电刺激治疗设备能够对其进行运动功能的恢复治疗，例如:上下肢肢体助动器，以蓝牙APP为控制穴位探测与光电刺激疼痛贴，单通道电刺激仪，多通道电刺激仪，便携式胫前肌电刺激仪，步行胫前肌电刺激仪，等等。
[0003]但是，现有技术的设备主要存在以下问题:(I)尚不能实现对肌肉刺激的准确控制，只能按预先设定好的刺激方式进行刺激，且基本采用序列式刺激，不能根据实际情况做针对性调整。(2)体积较大，随身携带不方便。(3)人机交互方式是按钮式(或者面板式)的，可读性差。(4)无法很方便地追溯历史治疗记录，不利于指导患者的再次治疗。
[0004]经检索发现，申请号201410415589.1、申请公布号CN104146860A、名称《一种可穿戴蓝牙APP控制穴位探测与光电刺激疼痛贴》的中国发明专利申请，通过APP无线手机控制低频电脉冲模块与激光治疗模块，作用于人体穴位刺激，通过穴位探测模块寻找穴位的位置，激光输出安全模块自动控制激光安全输出，采用蓝牙连接智能手机，由手机APP软件平台设置穴位刺激的剂量，如穴位刺激功率、刺激频率、刺激时间，统计穴位刺激累计数;其目的是提供一种使用方便，体积小、智能操作，人们可根据自己体质条件结合自己心率进行功能性穴位刺激，同时了解自己的健康状况的可穿戴移动医疗设备，但是不能直接实现运动康复目的。
[0005]申请号201420627786.5、授权公告号CN204193308U、名称《基于移动终端控制的电刺激肌肉训练仪》的中国实用新型专利，包括电刺激肌肉训练仪以及带有蓝牙功能的移动终端，电刺激肌肉训练仪包括微处理器、神经肌肉电刺激触发单元、蓝牙传输单元、过电流保护单元、供电单元和频率控制单元，蓝牙传输单元与带蓝牙功能的移动终端之间通过无线的方式通信，以此来摆脱线的控制，实现一定距离的无线控制，但是并不能解决准确控制肌肉刺激等前述技术问题。
[0006]申请号201410772426.9、申请公布号CN104436431A、名称《一种多节点电刺激系统及方法》的中国发明专利申请，用于由中枢神经受损等原因引起肢体偏瘫患者的康复训练；可根据肢体运动时神经电信号的传输方向，对肢体的相应部位进行电刺激，从而促进患者肢体运动功能的康复;但是，其刺激方式仍为事先预设，并不能解决准确控制肌肉刺激等前述技术问题。
【发明内容】
[0007]本发明所要解决的技术问题是:克服现有技术存在的问题，提供一种移动智能多通道动态电刺激下肢助行仪及方法，能根据使用者的实际步态特征，有针对性地刺激相应下肢肌肉，实现对肌肉刺激的准确控制。
[0008]本发明的主要技术构思如下:发明人在多年的实践研究中发现了现有技术存在的技术问题(见【背景技术】)，之后即致力于解决这些技术问题。发明人通过调研获知，采用加速度计结合现有算法进行测量，即可测得被测者的步态特征参数，包括节奏、步长、步态规律和对称性[1][2]。在此基础上，发明人经过进一步地深入实践研究，终于得出了能解决前述技术问题的技术方案。具体如下:
一种移动智能多通道动态电刺激下肢助行仪，包括电源、电刺激控制器以及一组刺激电极;所述电源与电刺激控制器之间、所述电刺激控制器与刺激电极之间分别经导线连接；其特征是，还包括加速度计、信号发射装置和智能手持设备;所述加速度计、信号发射装置分别经导线与电源连接，所述加速度计的数据输出端与信号发射装置的数据输入端连接；
所述智能手持设备具有:人机界面交互模块，用以接收手动控制命令以及向被测者发出信息；与信号发射装置的信号发出端无线通信连接的信号接收模块，用以接收信号发射装置发出的、由加速度计采集的加速度数据;与信号接收模块输出端连接的数据处理模块，用以根据加速度数据计算出被测者的步态特征参数;与数据处理模块输出端连接的对比分析模块，用以将被测者的步态特征参数与正常步态数据库进行比对、并根据比对结果分析得出被测者的步态分析结果；与对比分析模块输出端连接的指令生成模块，用以根据被测者的步态分析结果生成含有下肢肌肉刺激指令的控制指令;与指令生成模块输出端连接的指令发出模块，用以将控制指令发送至电刺激控制器；
所述指令生成模块还与人机界面交互模块的输出端连接，用以根据手动控制命令生成控制指令；
所述电刺激控制器具有:与指令发出模块的信号发出端无线通信连接的指令接收模块，用以接收智能手持设备发出的控制指令;与指令接收模块输出端连接的指令处理模块，用以根据控制指令生成电极控制信号;输入端与指令处理模块输出端连接、控制端与刺激电极受控端连接的电极控制模块，用以根据电极控制信号控制刺激电极进行刺激。
[0009]该助行仪进一步完善的技术方案如下:
优选地，所述人机界面交互模块具有的信息收集输入端与数据处理模块输出端、对比分析模块输出端、指令生成模块输出端分别连接，用以显示被测者的步态特征参数、被测者的步态分析结果、以及含有下肢肌肉刺激指令的控制指令;所述电刺激控制器还具有急停按钮，所述急停按钮的输出端与指令处理模块的输入端连接，当急停按钮被按下时，指令处理模块停止生成电极控制信号，使刺激电极停止刺激。
[0010]优选地，所述人机界面交互模块还包括语音装置，用以发出语音信息;所述智能手持设备为智能手机或智能平板电脑;所述刺激电极采用创口贴式电极;所述导线采用织物导线;所述加速度计为压阻加速度计。
[0011]本发明还提供:
一种移动智能多通道动态电刺激下肢助行方法，其特征是，采用前文所述的移动智能多通道动态电刺激下肢助行仪;所述助行方法包括以下步骤:
第一步、将电刺激控制器、信号发射装置以及电源穿戴在被测者身上;将各刺激电极贴在被测者的相应下肢肌肉或相应足底肌肉上;将加速度计固定在被测者背部腰椎位置;转至第二步；
第二步、开启智能手持设备;将电刺激控制器、加速度计、信号发射装置分别与电源接通，使电刺激控制器处于待机状态，使加速度计处于持续采集加速度数据的状态，并使信号发射装置处于实时向外发送加速度数据的状态;智能手持设备检测其信号接收模块与信号发射装置是否通信连接正常，并检测其指令发出模块与电刺激控制器的指令接收模块是否通信连接正常，当所有通信连接均正常时，初始化结束，转至第三步；
第三步、智能手持设备的人机界面交互模块发出要求被测者处于静立状态的信息；当被测者处于静立状态时，智能手持设备的数据处理模块根据预定时间内的加速度数据得出被测者的躯干静立基准波动范围、并存入存储器，静立标定结束，转至第四步；
第四步、智能手持设备的人机界面交互模块发出要求被测者开始行走的信息；当被测者开始行走后，转至第五步；
第五步、智能手持设备中，
51.数据处理模块根据预定数量的步态周期内的加速度数据、结合被测者的躯干静立基准波动范围经计算得出被测者的步态特征参数；
52.对比分析模块将被测者的步态特征参数与正常步态数据库进行比对、根据比对结果分析得出被测者的步态分析结果、并将该步态分析结果存入存储器；
53.转至第六步；
第六步、Tl.智能手持设备中，指令生成模块根据被测者的步态分析结果生成含有下肢肌肉刺激指令的控制指令、并将该控制指令存入存储器，指令发出模块将控制指令发送至电刺激控制器；
T2.电刺激控制器中，指令接收模块接收智能手持设备发出的控制指令，指令处