[发明专利]一种肌电自适应改变压力阈值的手指背伸训练系统

说明书

本发明公开了一种肌电自适应改变压力阈值的手指背伸训练系统，主要包括视觉刺激平台；采集模块；电机等。本发明将采集的电极片分别置于伸指肌群和屈指肌群的表面采集运动时的表面肌电信号，并且对采到的肌电信号采用信号活动段检测方法提取出运动段的信号，对静息状态时的肌电信号进行了过滤，降低数据的计算量，信息处理速度更快，响应更及时；使用压力传感器直接采集指尖手指发力信息，将压力信息与触发阈值相比较，可以过滤掉患者的无意识运动，提高准确率，并以患者自身的表面肌电信息计算特征值和触发阈值，用两侧的差值为电机驱动鲍登线所需提供的助力，自适应的符合患者的需求。

技术领域

本发明涉及智能器械领域，尤其是一种肌电自适应改变压力阈值的手指背伸训练系统。

背景技术

脑卒中(中风)是我国中老年人的常见突发疾病。患者在中风后，会因为脑部的神经损伤带来一定的肢体活动障碍，其中最为突出的是手功能障碍。由于手部的活动关节较多，因此在相应的脑部神经损伤后，手部所受到的感觉减退和运动障碍影响是最大的。

患者手部功能障碍的最直观表现为手指屈曲、内收，内侧张力显著高于外侧；长此以往会导致手部肌肉萎缩，造成不可逆的损伤，因此亟需一种帮助患者进行手指背伸运动的康复设备。近年来，通过肌电信号和压力信号检测手部动作被证实效果显著，以肌电信号和压力信号为基点的手部动作识别收到研究者的青睐。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种肌电自适应改变压力阈值的手指背伸训练系统。

本发明的第一方面提供了一种肌电自适应改变压力阈值的手指背伸训练系统，其特征在于，包括以下模块：

视觉刺激平台，用于引导患者穿戴手指背伸康复机器人；

采集模块，用于采集患者手部的患侧肌电信号、健侧肌电信号和手指压力信号；

信息处理模块，用于对健侧肌电信号和患侧肌电信号进行时域特征提取和频域特征提取，计算得到患侧肌群相对于健侧肌群的运动能力，并根据所述运动能力，设定运动触发阈值；

电机，用于在所述手指压力信号大于所述运动触发阈值时，辅助患者完成手指背伸动作。

进一步地，所述采集模块，包括患侧表面肌电采集子模块、健侧表面肌电采集子模块和患侧手指压力采集子模块；

所述患侧表面肌电采集子模块通过粘贴于患者手部患侧肌群的第一电极片采集患者手部的患侧肌电信号；

所述健侧表面肌电采集子模块通过粘贴于患者手部健侧肌群的第二电极片采集患者手部的健侧肌电信号；

所述患侧手指压力采集子模块通过患者手指指部的指套采集患者手部的手指压力信号。

进一步地，所述对健侧肌电信号和患侧肌电信号进行时域特征提取和频域特征提取，计算得到患侧肌群相对于健侧肌群的运动能力，具体包括：

在时域上对健侧肌电信号和患侧肌电信号进行均方根值计算，得到肌肉激活程度；

在频域上对患侧肌电信号进行平均频率计算，得到肌肉疲劳情况；

根据肌肉激活程度和肌肉疲劳情况得到患侧肌群相对于健侧肌群的运动能力。

进一步地，所述信息处理模块还用于对采集的健侧肌电信号和手指压力信号进行活动段检测，提取出各个手部动作的起始点和结束点。

进一步地，在所述手指压力信号小于所述运动触发阈值时，所述电机停止辅助患者的手部活动。

进一步地，所述采集模块还包括患侧手指运动采集模块，所述患侧手指运动采集模块用于采集患者的患侧运动信息。

进一步地，所述患侧运动信息包括患者手指运动角度和患者手指运动速度。