移动智能多通道动态电刺激下肢助行仪及方法_2

文档序号:9773955阅读:来源:国知局
理模块根据控制指令生成电极控制信号,电极控制模块根据电极控制信号控制相应刺激电极对被测者的肌肉进行刺激;
T3.转至第七步;
第七步、智能手持设备中,先采用第五步的SI得出被测者的步态特征参数,再采用第五步的S2得出被测者的步态分析结果并存储;
指令生成模块将本次的步态分析结果与上次的步态分析结果进行对比,并判断被测者的步态是否改善;若有改善,则指令生成模块生成与上次相同的控制指令、或者生成将上次控制指令的刺激力度加大的控制指令;若无改善,则指令生成模块根据本次的步态分析结果重新生成与上次完全或部分不同的控制指令;指令发出模块将控制指令发送至电刺激控制器;
之后,电刺激控制器中,采用第六步T2实现对被测者肌肉的刺激;
转至第八步;
第八步、判断是否结束刺激,若否则转至第七步;若是则电刺激控制器控制刺激电极停止刺激,整个方法结束。
[0012]该方法进一步完善的技术方案如下:
优选地,第七步中,当指令生成模块判断被测者的步态有改善时,则继续判断被测者的步态是否达到正常步态的状态,若达到则生成与上次相同的控制指令,若未达到则生成将上次控制指令的刺激力度加大的控制指令。
[0013]优选地,第八步中,结束刺激的指令输入来源包括:智能手持设备的人机界面交互模块收到手动控制的结束命令,或者,智能手持设备的指令生成模块根据步态分析结果判断被测者跌倒时生成的结束控制指令,或者,电刺激控制器的指令处理模块收到急停按钮输入的结束命令;第三、四步中,智能手持设备的人机界面交互模块通过语音装置以语音的形式发出信息;确认被测者处于静立状态或开始行走的方式包括:被测者通过人机界面交互模块向智能手持设备发出确认指令。
[0014]优选地,所述步态特征参数包括步态规律性和步态对称性;
所述正常步态数据库为通过测试若干正常行走者的步态特征参数所得出的、正常步态所应具有的步态规律性和步态对称性的数据库;
所述步态分析结果包括被测者的步态是否正常、不正常时被测者的躯干偏向哪一侧以及相对于正常步态的偏离百分比;
所述下肢肌肉刺激指令包括刺激目标为左下肢或右下肢、刺激的目标肌肉、针对各目标肌肉的刺激开始时间和刺激结束时间、以及针对各目标肌肉的刺激力度。
[0015]优选地,所述指令生成模块生成含有下肢肌肉刺激指令的控制指令的依据包括:根据被测者的不正常步态中其躯干偏向哪一侧,确定该侧下肢为刺激目标;根据被测者躯干相对于正常步态的偏离百分比,确定刺激的目标肌肉、针对各目标肌肉的刺激开始时间和刺激结束时间、以及针对各目标肌肉的刺激力度。
[0016]更优选地,确定目标肌肉、刺激开始时间、刺激结束时间以及刺激力度时,指令生成模块利用了下肢肌肉步行收缩数据库,该数据库的建立过程为:针对的下肢肌肉为阔筋膜张肌、臀大肌、缝匠肌、股四头肌、股二头肌、半腱肌、胫骨前肌、趾长伸肌、晦长伸肌、腓骨长肌、腓骨短肌、腓肠肌、比目鱼肌以及足底肌,采集若干正常人行走时其下肢各肌肉的肌电信号,经分析获知下肢各肌肉收缩次序、收缩时机以及收缩力度,并以此为下肢肌肉步行收缩数据库;利用该数据库,指令生成模块根据被测者躯干相对于正常步态的偏离百分比,首先判断可能失能的肌肉,并以这些肌肉为目标肌肉,然后确定各目标肌肉的刺激开始时间和刺激结束时间、及刺激力度,以使得目标肌肉在其对应的收缩时机内获得预定力度的刺激从而收缩。
[0017]优选地,第二步中,在初始化结束后,智能手持设备判断是否直接调用之前存储器中已有的、含有下肢肌肉刺激指令的控制指令,若是,则将选定的控制指令发送至电刺激控制器,并转至第六步的T2;若否,则转至第三步。
[0018]申请人在深入地实践研究中发现,充分利用现有技术中以加速度计获取数据并经现有算法测得被测者步态特征参数的技术手段,对被测者的不正常步态进行分析,并根据分析结果确定相应的刺激方案,随后监测刺激效果,并据此进行刺激方案的调整或保持,这样既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;同时,采用智能手持设备作为中枢控制器,并通过无线通信连接穿戴于被测者身上的加速度计、信号发射装置、电刺激控制器,可使整个助行仪的使用更加方便,既能由被测者自行使用,也能由康复训练员来使用,且操作简单方便,实现智能刺激。
【附图说明】
[0019]图1为本发明实施例1的结构示意图。
[0020]图2为本发明实施例2的主体流程图。
【具体实施方式】
[0021]下面参照附图并结合实施例对本发明作进一步详细描述。但是本发明不限于所给出的例子。
[0022]实施例1
如图1所示,本实施例的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;电源与电刺激控制器之间、电刺激控制器与刺激电极之间分别经导线连接。
[0023]还包括加速度计、信号发射装置和智能手持设备;加速度计、信号发射装置分别经导线与电源连接,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。
[0024]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。
[0025]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。
[0026]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。
[0027]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。
[0028]电刺激控制器还具有急停按钮,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。
[0029]人机界面交互模块还包括语音装置,用以发出语音信息;智能手持设备为智能手机或智能平板电脑;刺激电极采用创口贴式电极;导线采用织物导线;加速度计为压阻加速度计。
[0030]实施例2
本实施例的移动智能多通道动态电刺激下肢助行方法,采用实施例1的移动智能多通道动态电刺激下肢助行仪.如图2所示,本实施例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
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