[发明专利]可提供定制化康复训练的功能性电刺激系统及控制方法

权利要求书

1.可提供定制化康复训练的功能性电刺激系统，包括：运动传感器和主控制器，其特征在于，所述主控制器包括：依次连接的运动数据处理模块、自定义控制器生成决策模块、可自定义状态机以及同步时序控制模块；

所述运动数据处理模块将运动传感器检测到的数据转换为信号幅值面积信号以及前臂和大臂的角度变化信号，所述自定义控制器生成决策模块根据运动数据处理模块输出的运动信号，自动生成可自定义状态机的控制参数；

所述可自定义状态机根据自定义的控制参数生成可自定义状态机的运动任务文件；或者，根据自定义控制器生成决策模块的控制参数，自动生成可自定义状态机的运动任务文件；

所述运动数据处理模块还与可自定义状态机连接；

所述可自定义状态机直接接收信号幅值面积信号和前臂以及大臂的角度变化信号，通过信号幅值面积信号和前臂以及大臂的角度确定可自定义状态机的状态的个数以及状态转换所需的触发条件；通过前臂以及大臂的角度变化信号作为状态机状态发生变化的触发的依据，状态机判断完成触发条件后，进入下一个状态；

或者，

所述可自定义状态机根据设定的计时器信号、硬件按钮、远程遥控信号或者肌肉信号EMG来判断任务中某一运动状态的完成情况，自动生成可自定义状态机的运动任务文件；

还包括：移动终端和/或PC端，用于设置可自定义状态机的控制参数，实时监控训练数据；

所述移动终端和/或PC端通过蓝牙与主控制器通信；或者，所述移动终端和/或PC端接入物联网，实现运动任务文件的共享、治疗方案与结果的共享以及训练数据的远程监控；

自定义控制器生成决策模块判断任务状态的方法包含以下步骤：

（1）使用高通滤波器分别过滤采集到的三轴加速度信号，截止频率设置为0.25Hz；

（2）使用中值滤波器过滤经步骤（1）处理过的三轴加速度信号，降低信号噪音；

（3）使用如下公式计算经步骤（1）与（2）处理过的三轴加速度信号的信号幅值面积（SMA）；

公式中，分别为惯性传感器x轴，y轴以及z轴的输出信号，t为采样时间；

（4）非叠加滑动窗口过滤器处理步骤（3）所得的信号幅值面积（SMA）：

公式中，n为非叠加滑动窗口所包含的采样点数；

（5）如经步骤（4）处理过的信号幅值面积（SMA）大于某一阈值，则系统自定义控制器生成决策模块则定义这段时间患者手臂为运动状态（1），反之，则为静止状态（0）。

2.如权利要求1所述的可提供定制化康复训练的功能性电刺激系统，其特征在于，还包括：上位机，所述上位机与主控制器连接，用于根据患者的肌肉受损程度进行控制参数的设置，包括：设置与上肢功能性训练任务相对应的可自定义状态机不同状态的数量，状态转换所需的触发条件以及每一个状态的功能性电刺激输出参数；最终生成运动任务文件发送至主控制器。

3.如权利要求1所述的可提供定制化康复训练的功能性电刺激系统，其特征在于，还包括：数据存储模块，所述数据存储模块用于存储设置好的控制参数以及实时更新的运动任务文件。

4.如权利要求1所述的可提供定制化康复训练的功能性电刺激系统，其特征在于，所述同步时序控制模块通过总线与多通道电刺激输出模块连接，用于协调多通道电刺激输出模块的逻辑时序。