[发明专利]假肢腕肘关节仿生型本体觉重建方法

权利要求书

1.假肢腕肘关节仿生型本体觉重建的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)在使用者肢体上贴覆n个所述刺激电极；所述肢体安装有假肢；

2)所述微控制器实时读取假肢的运动姿态信息。

3)所述微控制器对运动姿态信息进行处理，确定电刺激脉冲时序；所述电刺激脉冲时序包括m个刺激电极产生刺激信号的顺序和间隔时间；m≤n；

4)基于电刺激脉冲时序，所述微控制器分别向m个脉冲通道发送电压脉冲信号；其中，第j个电压脉冲信号记为V_1j；j＝1、2、3…m；

5)每个脉冲通道包括压控恒流源电路和单极性转双极性电路；其中，第j个脉冲通道的压控恒流源电路接收和处理电压脉冲信号V_1j，得到单相恒定电流脉冲信号I_1j，并传输至该脉冲通道的单极性转双极性电路；

所述单极性转双极性电路接收和处理单相恒定电流脉冲信号I_1j，并输出双相恒定脉冲电流信号I_2j；

6)刺激电极接收到双相恒定脉冲电流信号I_2j后，产生作用于使用者肢体的电刺激脉冲信号；

7)在使用者肢体受到电刺激后，微控制器监测残肢肌肉收缩程度，并根据残肢肌肉收缩程度调节所述电压脉冲信号的参数，并返回步骤5)，直至当前动作完成；当前动作完成后返回步骤1)。

2.根据权利要求1所述的假肢腕肘关节仿生型本体觉重建方法，其特征在于：所述运动姿态信息包括腕伸、腕屈、腕旋前、腕旋后、尺侧偏斜、桡侧偏斜、肘部屈、肘部伸、肘部旋前、肘部旋后；

当运动姿态信息为腕伸、腕屈、腕旋前、腕旋后、尺侧偏斜或桡侧偏斜时，刺激电极产生作用于桡腕伸肌、桡腕屈肌、外展肌、内收肌的电刺激；

当运动姿态信息为肘部屈、肘部伸、肘部旋前或肘部旋后时，刺激电极产生作用于肱二头肌、肱三头肌、肱桡肌、旋前圆肌、指伸肌的电刺激。

3.根据权利要求1所述的假肢腕肘关节仿生型本体觉重建方法，其特征在于：微控制器根据腕关节运动时肌肉群的多通道肌梭传入纤维的神经发放时序确定电刺激脉冲时序。

4.根据权利要求1所述的假肢腕肘关节仿生型本体觉重建方法，其特征在于：所述双相恒定脉冲电流信号I_2i为先负后正的双相电流脉冲信号，该信号刺激的电流范围是0.1～2mA，频率范围0.5～350Hz，脉宽范围0.1～1ms。

电压脉冲信号V_1i、双相恒定脉冲电流信号I_2i的幅值、脉宽、频率可调。

5.根据权利要求1所述的假肢腕肘关节仿生型本体觉重建方法，其特征在于：刺激电极接收到双相恒定脉冲电流信号I_2i后，产生作用于使用者肢体神经的电刺激。

6.根据权利要求1所述的假肢腕肘关节仿生型本体觉重建方法，其特征在于：输入相邻两个刺激电极的双相恒定脉冲电流信号分别记为I_2j、I_2(j+1)；双相恒定脉冲电流信号I_2i、双相恒定脉冲电流信号I_2(i+1)的电流幅值分别为i_2j＝αi和I_2(j+1)＝(1-α)i；α为定向电流系数；定向电流系数α可调。

7.根据权利要求1所述的假肢腕肘关节仿生型本体觉重建方法，其特征在于：所述微控制器存储有真实残肢肌肉收缩程度范围；当残肢肌肉收缩程度不在真实残肢肌肉收缩程度范围内，则微控制器发出报警信号。

8.根据权利要求1所述的假肢腕肘关节仿生型本体觉重建方法，其特征在于：所述微控制器存储有不同运动姿态下的残肢肌肉收缩程度阈值；若残肢肌肉收缩程度小于当前运动姿态下的残肢肌肉收缩程度阈值，则微控制器提高刺激强度，反之，微控制器降低刺激强度。