利索能及
我要发布
收藏
专利号: 2023117480077
申请人: 燕山大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种多模态信息可视化功能性电刺激闭环调控系统,其特征在于:包括采集预处理模块、评估模块、触发控制模块、可视化模块,所述评估模块与采集预处理模块、触发控制模块和可视化模块连接;所述评估模块对处理后的肌电‑惯性信号进行多层次特征计算,对肌电‑惯性信号的动态时变特征提取,构建基于动作完成度、动作稳定性及肌肉疲劳度的量化指标综合分析的运动功能评估模型。

2.根据权利要求1所述的一种多模态信息可视化功能性电刺激闭环调控系统,其特征在于:所述采集预处理模块利用肌电‑惯性信号同步采集设备实时采集使用者康复过程中的肌电信号及多康复位置角速度信号、角加速度信号,并对所采集的多模态信号分别进行多级自适应预处理;

所述触发控制模块开发多通道电刺激波形发生器,研制具有多模式刺激、多靶点定位、刺激时序合理的功能性电刺激系统;结合用户不同刺激模式、不同刺激部位及不同刺激时序下的多层次肌电‑惯性动态时变特征,设计基于强化学习算法的功能性电刺激系统闭环调控策略;

所述可视化模块构建基于Visual C#开发的运动功能状态可视化模块,实现对多层次肌电‑惯性特征指标随时间的动态时变呈现,满足用户对设备管理、训练范式及康复效果的直观体现。

3.根据权利要求2所述的一种多模态信息可视化功能性电刺激闭环调控系统,其特征在于:所述评估模块中定义的三种量化指标,具象化到信号特征层面,其中:所述动作完成度通过惯性信号中的角度变化量化体现;

所述动作稳定度通过惯性信号中的加速度和角速度熵特征量化体现;

所述肌肉疲劳度依靠肌电信号中的均方根值RMS和平均功率频率MPF特征进行量化体现。

4.根据权利要求3所述的一种多模态信息可视化功能性电刺激闭环调控系统,其特征在于:所述触发控制模块包括功能性电刺激触发模块和功能性电刺激控制模块,所述功能性电刺激触发模块核心为包含BOOST电路的多通道刺激触发器,多模式刺激、多靶点定位指刺激位置设置在多块肌肉上,依据不同康复动作调整异步刺激时序,通过多通道协同刺激带动患肢整体,完成更加复杂精准、覆盖患肢多肌群的康复动作训练。

5.一种如权利要求4所述的一种多模态信息可视化功能性电刺激闭环调控方法,其特征在于:包括以下步骤:S1、启动上位机中的闭环可视化的多靶点功能性电刺激康复程序,并登录用户账户;

S2、选择康复动作,依据可视化界面所示粘贴刺激贴片以及肌电‑惯性信息采集设备,完毕后进入系统自适应步骤;

S3、电刺激系统向上位机确认通讯畅通,设备初始配置,进行初步测试与调节,确定训练的起始刺激参数;

S4、初始化后系统会依据选择的康复动作及阶段进行操作,若为该康复阶段的首次使用,则进入模型训练阶段,为本康复阶段的有记录康复训练过程,系统会获取之前康复训练构建的强化学习模型,进入康复训练过程;

S5、进入所述康复流程中,系统会通过图片、声音等对用户进行提示,引导使用者进行康复动作并自我纠正,同时施加功能性电刺激使特定肌肉按刺激时序收缩,辅助使用者进行康复动作;

S6、在进行康复训练过程中,系统会实时对采集到的肌电‑惯性信号进行处理与特征提取,并量化出运动动作及刺激效应评估结果,输入功能性电刺激控制模块中;

S7、每次的康复训练过程细化为若干个康复子流程,子流程之间留有十分钟的放松时间,同时电刺激参数也会在子流程间歇依据强化学习模型输出进行调整,下一个子流程会继续进行刺激‑评估‑反馈‑模型更新与输出‑修改刺激参数‑再刺激的基本闭环流程;

S8、每次的康复训练过程在达到预设时间及训练次数后,或者在系统检测到使用者疲劳度高于阈值后自动终止本次训练。