[发明专利]基于肌电信号反馈的可穿戴下肢康复系统

说明书

一种基于肌电信号反馈的可穿戴下肢康复系统，包括：依次连接的传感模块、控制模块和反馈模块、与控制模块相连的云存储模块以及分别与云存储模块相连的康复矫正模块和辅助检查模块，本发明通过柔性便携可穿戴的织物模块，将表面肌电传感器以及加速度传感器，还有相应的电极附着在上面，然后利用下位机控制模块通过无线网络将数据传到云端服务器，在云端服务器对传感数据进行分析，对患者来说，可以得出患者患病的可能性，给出辅助检查分析报告。对康复过程中的人来说，可以通过获取其动作信号，得到其与标准训练流程相差的参数值，进而通过肌电信号刺激来使得其完成指定的动作(如关节弯曲角度等)，实现辅助矫正功能。

技术领域

本发明涉及的是一种康复器械领域的技术，具体是一种基于肌电信号反馈的可穿戴下肢 康复系统。

背景技术

人体康复过程是一个动态的、不断变化的过程。无论是理疗师还是康复机器人，治疗过 程的本质都是纠正患者在运动过程中的异常行为姿态以达到预期的效果。因此，康复过程中对 患者生理状况的实时跟踪以及科学分析非常必要。

发明内容

本发明针对现有技术只停留在采集肌电信号层面，未进一步利用肌电信号且无法完全的 描述人体运动信息的同时缺乏肌电信号的输入反馈等缺陷，提出一种基于肌电信号反馈的可穿 戴下肢康复系统，通过柔性便携可穿戴的织物模块，将表面肌电传感器以及加速度传感器，还 有相应的电极附着在上面，然后利用下位机控制模块通过无线网络将数据传到云端服务器，在 云端服务器对传感数据进行分析，对患者来说，可以得出患者患病的可能性，给出辅助检查分 析报告。对康复过程中的人来说，可以通过获取其动作信号，得到其与标准训练流程相差的参 数值，进而通过肌电信号刺激来使得其完成指定的动作(如关节弯曲角度等)，实现辅助矫正功 能。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明包括：依次连接的传感模块、控制模块和反馈模块、与控制模块相连的云存储模 块以及分别与云存储模块相连的康复矫正模块和辅助检查模块，其中：传感模块与控制模块相 连并传输原始的人体惯性运动参数以及表面肌电信号信息，控制模块与云存储模块，反馈模块 相连并传输初步滤波后的人体惯性运动参数以及表面肌电信号信息，并下发所需反馈电流，反 馈模块与控制模块以及输出电极相连并传输用于刺激的电流参数信息，云存储模块与康复矫正 模块以及辅助检查模块相连并传输人体关节活动度以及表面肌电特征等信息，康复矫正模块与 云存储模块，控制模块相连并传输所需的反馈电流的控制信号信息，辅助检查模块与前端界面 相连并传输下肢运动机能监测参数信息。

技术效果

与现有技术相比，本发明采用导电纤维制作的柔性电极贴，并且附着在可穿戴的织物上， 实现与人体的无缝贴合，增强舒适感；本发明本发明通过九轴加速度信号辅助进行下肢动作识 别，获取的动作参数(如膝关节弯曲角度)与训练课程中的动作要求信息对比，对不满足要求的 动作，通过电信号刺激人体对应部位肌肉，使人体完成对应动作，进而完成肌电反馈的闭环； 云端平台进行数据实时处理与分析，增强实时性，方便远程操作。

附图说明

图1为本发明系统示意图；

图2为人体下肢传感模块与控制模块，反馈模块分布图；

图3为主要穿戴部分示意图(外侧)；

图4为主要穿戴部分示意图(内侧)；

图中：传感模块1、控制模块2、反馈模块3、云存储模块4、康复矫正模块5、辅助检查模块6、反馈控制微处理器7、髋关节加速度计8、大腿处加速度计9、小腿处加速度计10、足部加速度计11、臀中肌肌电传感器12、股薄肌肌电传感器13、股四头肌肌电传感器14、股二头肌肌电传感器15、腓肠肌肌电传感器16、胫前肌肌电传感器17、按扣表面电极18、肌电处理电路板及其固定载具19、加速度信号处理电路板及其固定载具20、柔性织物电极21。