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一种纯意念控制康复机器人的训练与模式切换方法


技术摘要:
一种纯意念控制康复机器人的训练与模式切换方法,包括:使用者通过运动视觉刺激模块产生运动想象脑电信号;脑电采集模块采集使用者的同步脑电信号并进行放大滤波预处理,通过无线方式传输至上位机;上位机接收到脑电信号后,通过滤波器组CSP法进行特征提取,果蝇算法优  全部
背景技术:
我国脑卒中患者人数随着国家进入老龄化社会而不断增加,脑卒中后最主要的残 疾表现之一为运动功能障碍,其中大约80%的脑卒中病人均存在运动功能障碍,给日常生 活带来极大的不便,因此脑卒中后运动功能的康复训练是恢复运动功能和提高患者生活质 量的首要任务。传统的康复训练方法可以恢复部分自理能力,但其康复训练手段费用很高, 训练效果不佳;同时传统康复训练手段以被动训练为主,降低了使用者训练时的舒适度和 便捷性。 运动想象在大脑有动作意图时可以实现肢体不执行任何动作,通过运动想象激活 和修复脑卒中患者运动网络,改善脑卒中患者的运动功能。由于运动想象不依赖于患者的 残存功能,又与患者的主动运动密切相关,因此,基于运动想象的纯意念控制康复机器人可 以有效地提升康复效果并解决传统康复治疗手段中存在的问题,提升康复训练的便捷性; 同时基于运动想象的纯意念控制能够使患者自主选择训练模式,实现主被动切换,在拥有 较高的训练舒适度时提高自身的康复训练效果。
技术实现要素:
本发明所要解决的技术问题是,提供一种能够在提升康复训练的便捷性与舒适性 的同时,提高康复训练的效果的纯意念控制康复机器人的训练与模式切换方法。 本发明所采用的技术方案是:一种纯意念控制康复机器人的训练与模式切换方 法,包括如下步骤: 1)使用者选择康复设备的训练模式,如果选择主动训练模式,则进入步骤2),如果 选择被动训练模式,则上位机直接发出相应控制命令,控制康复设备辅助肢体运动; 2)上位机根据使用者选择的康复训练项目产生对应的运动刺激视频,通过显示器 显示给使用者,所述运动刺激视频是根据使用者的选择有左侧上肢康复训练或左侧下肢康 复训练或右侧上肢康复训练或右侧下肢康复训练的图像,使用者分别对应所显示的图像想 象左手、左腿、右手、舌头的运动,并通过脑电采集装置采集使用者同步的运动想象脑电信 号,通过无线方式传输至上位机; 3)上位机接收到使用者的运动想象脑电信号,进行预处理后,再对所述运动想象 脑电信号提取特征并进行分类,其中,采用通带共空间模式法提取运动想象脑电信号的特 征,采用基于果蝇算法优化树型支持向量机分类器对运动想象脑电信号进行分类,将分类 结果转化为相应的康复训练控制信号,传输至康复运动装置; 4)康复设备带动使用者进行相应的康复训练动作,并将使用者训练动作的信号数 据反馈给上位机; 4 CN 111544846 A 说 明 书 2/4 页 5)使用者在进行康复训练过程中,根据自身大脑、肢体的疲劳情况,通过纯意念自 主切换主动训练模式与被动训练模式; 6)上位机中的数据库保存使用者训练动作的信号数据,并采用Fugl-Meyer评估法 对使用者训练动作的信号数据进行评估。 本发明的一种纯意念控制康复机器人的训练与模式切换方法,将脑机接口技术应 用于医疗康复系统中,提出一种纯意念控制新型康复机器人的训练与模式切换方法,可以 让使用者的脑部直接参与到康复训练中,有助于使用者脑部神经皮质的重构,修复运动神 经网络,同时激发使用者的主动性和积极性,在提升康复训练的便捷性与舒适性的同时,提 高康复训练的效果。 附图说明 图1是本发明中纯意念控制新型康复机器人系统框图; 图2是本发明中脑电采集装置构成框图; 图3是本发明中纯意念控制新型康复机器人系统的训练方法框图; 图4是本发明中树型支持向量机结构示意图。
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