[发明专利]一种基于运动信号的反馈穿戴系统及预处理方法

说明书

本发明公开一种基于运动信号的反馈穿戴系统及预处理方法，系统包括健肢运动检测装置及患肢运动检测装置健肢运动检测装置与患肢运动检测装置通讯连接；患肢运动检测装置用于通过滤波预处理获取患肢实际的主动运动信息，并通过与健肢主动运动信息进行对比分析及对患肢肌肉骨骼进行模型分析，提醒、指导患肢运动；方法包括步骤：对肌电信号进行数据滤波；利用TKEO算子判断患肢肌肉动作初始时刻；对非运动状态肌电信号进行特征滤波。实施本发明，通过将患肢肌电信号进行特征性提取并线性化，可自动识别受试者上肢的运动模式和运动轨迹，获取患肢相对健肢的运动程度，进而针对运动轨迹和运动程度进行反馈提醒患肢运动，避免患肢的“习得性废用”发生。

技术领域

本发明涉及康复的运动信号反馈设备技术领域，特别涉及一种基于运动信号的反馈穿戴系统及预处理方法。

背景技术

中国是全球卒中终生风险最高的国家，每年新增脑卒中患者约200万人，其中70％～80％因为残疾不能独立生活。脑卒中患者生存质量的高低主要取决于偏瘫肢体运动功能恢复的程度。因此，如何促进偏瘫患者运动功能的恢复，最大程度的提高自理能力，改善生存质量，成为目前康复研究的重点。

在日常生活中，无论治疗师如何强调使用患肢的重要性，患者总会无意间地倾向于使用健侧肢体。这是由于患者使用患侧肢体的企图往往导致失败，而使用健侧肢体常能获得完全或部分成功。随着时间的推移，患者不使用患侧肢体的倾向获得了明显的强化，形成了“习得性废用”，长期以往会掩盖了患侧肢体参与运动活动的潜能，导致患肢运动功能下降。

根据传统研究，欧美国家主张采用强制性运动疗法(CIMT)，并证实该方式可以提高患肢功能。近年来，国内一些专家团队研发提出了提醒治疗法(RTM)，首次将“提醒方案”作为成年中风病人活动偏瘫上肢的疗法，用以治疗因单侧注意力不足导致的上肢运动习得性废用。

现有技术存在的问题：强制性运动疗法过度强调患侧上肢的单独运动，而忽视了双侧上肢的协同配合运动，这种方式只能促进患侧肢体运动功能的恢复，却不能将这一效果有效地转移到日常生活中。而且多数患者在训练时常常感到不舒适，这种负性情绪的体验不利于康复护理的进行。而感知提醒穿戴设备采取加速度传感器分析健患侧手的运动情况，但无法区分开主被动以及患肢的运动意图，对提醒、指导患者进行运动时存在局限性。不能够准确预测患肢所需进行的运动。

发明内容

现有解决习得性废用的技术中，强制性运动疗法(CIMT)过度强调患侧上肢的单独运动，而忽视了双侧上肢的协同配合运动，感知提醒穿戴设备采取加速度传感器分析健患侧手的运动情况，但无法区分开主被动以及患肢的运动意图，对提醒、指导患者进行运动时存在局限性。

针对上述问题，一种基于运动信号的反馈穿戴系统及预处理方法，通过采集受试者的肌电信号和加速度信号作为生物运动信息，将偏瘫患者患肢肌电信号与运动信号在运动过程中出现的同步性作为判断，筛选出被动运动与主动运动过程中不同客观情况造成的伪迹问题；将健肢和患肢的加速度信号前后进行各自算法运算和合并分析，可得到患肢相对健肢的运动程度；将患肢的肌电信号进行特征性提取并线性化，输入数字信息化的人体上肢肌肉骨骼运动模型，可自动识别受试者上肢的运动模式和运动轨迹。通过监测脑卒中患者日常活动的患肢运动情况，针对运动轨迹和运动程度进行反馈提醒患肢运动。

第一方面，一种基于运动信号的反馈穿戴系统，包括：

健肢运动检测装置；

患肢运动检测装置；

所述健肢运动检测装置与所述患肢运动检测装置通讯连接，分别设置在健肢及患肢上；

所述健肢运动检测装置用于获取健肢主动运动信息，并将所述健肢主动运动信息传输给所述患肢运动检测装置；

所述患肢运动检测装置用于通过滤波预处理获取患肢实际的主动运动信息，并通过与健肢主动运动信息进行对比分析及对患肢肌肉骨骼进行模型分析，提醒、指导患肢运动。