本發(fā)明涉及康復(fù)醫(yī)療領(lǐng)域，尤其涉及一種基于網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)共享的康復(fù)外骨骼訓(xùn)練模式控制系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

人的肢體是一個復(fù)合而精密的動力學(xué)系統(tǒng)，如果受損導(dǎo)致肢體的運動障礙將直接影響人的生活質(zhì)量，及時科學(xué)的康復(fù)治療對肢體運動功能的恢復(fù)和提高起到非常重要的作用。康復(fù)外骨骼是外骨骼技術(shù)和康復(fù)醫(yī)療相結(jié)合的新應(yīng)用，隨著計算機技術(shù)、康復(fù)醫(yī)學(xué)、機器人學(xué)和微電子技術(shù)等新興科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，大力推進了康復(fù)醫(yī)療設(shè)施的智能化，給醫(yī)用機器人發(fā)展帶來了新機遇。

近些年，國內(nèi)外的諸多科研人員已研制出各種風(fēng)格迥異的康復(fù)外骨骼訓(xùn)練系統(tǒng)，可以為四肢受損患者提供科學(xué)豐富的訓(xùn)練方法和訓(xùn)練效果評估指標(biāo)，幫助患者進行康復(fù)訓(xùn)練，但目前康復(fù)外骨骼訓(xùn)練系統(tǒng)是單機管控，訓(xùn)練模式等相關(guān)數(shù)據(jù)都無法共享；訓(xùn)練模式也相對單一，可選擇的訓(xùn)練模式有限；對參與康復(fù)訓(xùn)練患者的個體差異考慮較少，一般不會根據(jù)患者特征為其定制訓(xùn)練模式；對康復(fù)外骨骼訓(xùn)練過程中有效經(jīng)驗積累不夠，訓(xùn)練過程中的有效訓(xùn)練模式無法被記錄下來，供后續(xù)使用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的技術(shù)解決問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種基于網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)共享的康復(fù)外骨骼訓(xùn)練模式控制系統(tǒng)和方法。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：一種康復(fù)外骨骼訓(xùn)練模式控制系統(tǒng)，包括康復(fù)外骨骼數(shù)據(jù)庫、可根據(jù)需求進行數(shù)量擴展的上位機，康復(fù)外骨骼數(shù)據(jù)庫與上位機之間通過網(wǎng)絡(luò)連接；每臺上位機包括數(shù)據(jù)接收模塊、訓(xùn)練模式選擇模塊、訓(xùn)練效果評估模塊、訓(xùn)練模式調(diào)整模塊；

康復(fù)外骨骼數(shù)據(jù)庫中根據(jù)臨床信息預(yù)先存儲患者特征屬性、訓(xùn)練模式特征屬性、評估特征屬性以及三者之間的關(guān)系映射鏈；

每臺上位機上的數(shù)據(jù)接收模塊通過人機交互界面接收待康復(fù)患者的特征屬性信息，以及接收醫(yī)療儀器發(fā)送的該患者最新的評估特征屬性信息；

訓(xùn)練模式選擇模塊將數(shù)據(jù)接收模塊接收的上述信息與康復(fù)外骨骼數(shù)據(jù)庫中存儲的信息進行比對，進而確定當(dāng)前最優(yōu)的訓(xùn)練模式特征屬性，并根據(jù)該訓(xùn)練模式特征屬性發(fā)送相應(yīng)的指令至康復(fù)外骨骼訓(xùn)練裝置，由康復(fù)外骨骼訓(xùn)練裝置執(zhí)行相應(yīng)指令對患者進行每組訓(xùn)練；所述的醫(yī)療儀器發(fā)送的該患者最新的評估特征屬性信息初始值為訓(xùn)練前患者的評估特征屬性信息；

醫(yī)療儀器在每組訓(xùn)練后，采集患者的評估特征屬性信息并發(fā)送至數(shù)據(jù)接收模塊；

訓(xùn)練效果評估模塊根據(jù)每組訓(xùn)練后的評估特征屬性信息解算出評價參數(shù)，若評價參數(shù)表征本組康復(fù)訓(xùn)練有效，則將該患者的特征屬性信息、訓(xùn)練前的評估特征屬性信息以及對應(yīng)的訓(xùn)練模式特征屬性在康復(fù)外骨骼數(shù)據(jù)庫中建立關(guān)系映射鏈；若無效，啟動訓(xùn)練模式調(diào)整模塊；

訓(xùn)練模式調(diào)整模塊根據(jù)患者的評估特征屬性信息調(diào)整訓(xùn)練模式特征屬性，根據(jù)調(diào)整后的訓(xùn)練模式特征屬性發(fā)送控制指令至康復(fù)外骨骼訓(xùn)練裝置進行一組訓(xùn)練。

進一步的，所述的人機交互界面包括緊急停止功能區(qū)域和功能選擇控制區(qū)域；所述的功能選擇控制區(qū)域提供訓(xùn)練模式特征屬性人工調(diào)整界面和訓(xùn)練模式選擇界面，在人工調(diào)整界面由人工輸入對應(yīng)數(shù)值后直接由上位機中的數(shù)據(jù)接收模塊進行接收，訓(xùn)練模式調(diào)整模塊直接根據(jù)接收的數(shù)據(jù)發(fā)送相應(yīng)控制指令；在訓(xùn)練模式選擇界面，人工對數(shù)據(jù)庫中已有的訓(xùn)練模式進行選擇，由訓(xùn)練模式選擇模塊直接根據(jù)選擇的訓(xùn)練模式發(fā)送相應(yīng)的控制指令。

進一步的，訓(xùn)練模式選擇模塊確定當(dāng)前最優(yōu)的訓(xùn)練模式特征屬性的實現(xiàn)方式如下：

(1)根據(jù)外骨骼康復(fù)醫(yī)療臨床經(jīng)驗數(shù)據(jù)為患者的各個特征屬性i以及評估特征屬性j設(shè)置權(quán)重值pi、pj，∑ipi＝1,∑jpj＝1；

為患者特征屬性設(shè)置權(quán)重值p31，為評估特征屬性設(shè)置權(quán)重值p32，p31+p32＝1，p32＞p31；

(2)根據(jù)當(dāng)前訓(xùn)練患者的特征屬性值ai以及當(dāng)前最新的評估特征屬性值bj，計算與數(shù)據(jù)庫中已存數(shù)據(jù)相似度{s1,s2…sm…sn}；

其中，aim、bjm為數(shù)據(jù)庫中第m條關(guān)系映射鏈對應(yīng)的特征屬性值以及評估特征屬性值；

n為數(shù)據(jù)庫中存儲的關(guān)系映射鏈數(shù)量；

(3)求出最佳相似度x＝min{s1,s2……sn}，x對應(yīng)的sm便是與訓(xùn)練患者狀態(tài)最相近的，根據(jù)sm在數(shù)據(jù)庫中通過關(guān)系映射鏈找到對應(yīng)的訓(xùn)練模式特征屬性值，即為該患者的最佳訓(xùn)練模式。

進一步的，訓(xùn)練效果評估模塊判斷康復(fù)訓(xùn)練是否有效的實現(xiàn)方式如下：

(1)依據(jù)外骨骼康復(fù)醫(yī)療臨床經(jīng)驗數(shù)據(jù)結(jié)合患者自身的損傷類型和損傷級別，解算出目標(biāo)評估特屬性征值obj；

(2)根據(jù)訓(xùn)練后的評估特征屬性信息bj與目標(biāo)評估特征屬性值解算評價參數(shù)

(3)判斷g是否落入預(yù)設(shè)的閾值范圍，若落入，則表征本組康復(fù)訓(xùn)練有效，否則無效。

進一步的，所述的預(yù)設(shè)的閾值范圍(0～5)。

進一步的，目標(biāo)評估特屬性征值obj的確定步驟如下：

(1.1)依據(jù)外骨骼康復(fù)醫(yī)療臨床經(jīng)驗數(shù)據(jù)，以損傷類型和損傷等級為分類分別建立每個評估特征屬性的變化率參照表；

(1.2)根據(jù)患者的損傷類型和損傷級別，針對每個評估特征屬性分別在上述屬性變化率參照表中找出對應(yīng)的屬性變化率集合；

(1.3)針對每個評估特征屬性，取找出對應(yīng)的屬性變化率集合的交集作為該評估特征屬性的變化率；

(14)針對每個評估特征屬性，將訓(xùn)練前的評估特征屬性值加上步驟(1.3)中得到的對應(yīng)的變化率，即得到該評估特征屬性的目標(biāo)評估特屬性征值。

進一步的，訓(xùn)練模式調(diào)整模塊利用下述公式調(diào)整訓(xùn)練模式特征屬性值：

h'i＝hi+∑j(b'j-bj)×kij×pj

其中，hi為訓(xùn)練模式特征屬性值，

hi'為調(diào)整后訓(xùn)練模式特征屬性值，

bj'為訓(xùn)練后評估特征參數(shù)值，

pj為評估特征屬性j的權(quán)重值，

kij為訓(xùn)練模式特征屬性調(diào)整率和評估特征屬性變化率關(guān)系的經(jīng)驗系數(shù)。

一種康復(fù)外骨骼訓(xùn)練模式控制方法，步驟如下：

(1)預(yù)先在康復(fù)外骨骼數(shù)據(jù)庫中根據(jù)臨床信息預(yù)先存儲患者特征屬性、訓(xùn)練模式特征屬性、評估特征屬性以及三者之間的關(guān)系映射鏈；

(2)將康復(fù)外骨骼數(shù)據(jù)庫與多臺上位機之間通過網(wǎng)絡(luò)進行連接，上位機的數(shù)量根據(jù)實際需求設(shè)置；參與訓(xùn)練的每臺上位機按照下述步驟執(zhí)行每組訓(xùn)練：

(2.1)接收外部輸入的待康復(fù)患者的特征屬性信息；

(2.2)將接收的待康復(fù)患者的特征屬性信息、該患者最新的評估特征屬性信息與康復(fù)外骨骼數(shù)據(jù)庫中存儲的信息進行比對，進而確定當(dāng)前最優(yōu)的訓(xùn)練模式特征屬性，并根據(jù)該訓(xùn)練模式特征屬性發(fā)送相應(yīng)的指令至康復(fù)外骨骼訓(xùn)練裝置，由康復(fù)外骨骼訓(xùn)練裝置執(zhí)行相應(yīng)指令對患者進行當(dāng)前組的訓(xùn)練；所述的最新的評估特征屬性信息在第一組訓(xùn)練開始前為訓(xùn)練前患者的評估特征屬性信息，之后每組訓(xùn)練為前一組訓(xùn)練后采集的患者的評估特征屬性信息；

(2.3)當(dāng)前組訓(xùn)練結(jié)束后，通過醫(yī)療儀器采集患者的評估特征屬性信息；

(2.4)根據(jù)訓(xùn)練后的評估特征屬性信息解算出評價參數(shù)，若評價參數(shù)表征本組康復(fù)訓(xùn)練有效，則轉(zhuǎn)步驟(2.5)，若無效，則轉(zhuǎn)步驟(2.6)；

(2.5)將該患者的特征屬性信息、訓(xùn)練前的評估特征屬性信息以及對應(yīng)的訓(xùn)練模式特征屬性在康復(fù)外骨骼數(shù)據(jù)庫中建立關(guān)系映射鏈，轉(zhuǎn)步驟(2.2)進行下一組訓(xùn)練；

(2.6)根據(jù)患者的評估特征屬性信息調(diào)整訓(xùn)練模式特征屬性，根據(jù)調(diào)整后的訓(xùn)練模式特征屬性發(fā)送控制指令至康復(fù)外骨骼訓(xùn)練裝置進行一組訓(xùn)練后，轉(zhuǎn)步驟(2.3)。

進一步的，所述的人機交互界面包括緊急停止功能區(qū)域和功能選擇控制區(qū)域；所述的功能選擇控制區(qū)域提供訓(xùn)練模式特征屬性人工調(diào)整界面和訓(xùn)練模式選擇界面，在人工調(diào)整界面由人工輸入對應(yīng)數(shù)值后直接由上位機根據(jù)接收的數(shù)據(jù)發(fā)送相應(yīng)控制指令至康復(fù)外骨骼訓(xùn)練裝置，轉(zhuǎn)入步驟(2.3)開始執(zhí)行；在訓(xùn)練模式選擇界面，人工對數(shù)據(jù)庫中已有的訓(xùn)練模式進行選擇，由上位機直接根據(jù)選擇的訓(xùn)練模式發(fā)送相應(yīng)的控制指令至康復(fù)外骨骼訓(xùn)練裝置，轉(zhuǎn)入步驟(2.3)開始執(zhí)行。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比有益效果為：

本發(fā)明系統(tǒng)/方法基于網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)，能對連入網(wǎng)絡(luò)的康復(fù)外骨骼系統(tǒng)產(chǎn)生的訓(xùn)練模式及相關(guān)數(shù)據(jù)進行收集，并存儲在數(shù)據(jù)庫中，實現(xiàn)康復(fù)外骨骼訓(xùn)練模式經(jīng)驗積累，同時將數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)共享給網(wǎng)絡(luò)上的各個康復(fù)外骨骼系統(tǒng)供其查找調(diào)用。隨著數(shù)據(jù)庫中康復(fù)外骨骼訓(xùn)練模式及其相關(guān)數(shù)據(jù)不斷增加豐富，將為患者提供更精細、精確的康復(fù)外骨骼訓(xùn)練模式。

本發(fā)明提出了一種康復(fù)外骨骼訓(xùn)練模式控制系統(tǒng)及方法。該系統(tǒng)由1套數(shù)據(jù)庫，通信網(wǎng)絡(luò)，一到多套上位機及與每臺上位機匹配的康復(fù)外骨骼裝置、人機交互、醫(yī)療儀器設(shè)備組成。該系統(tǒng)可以根據(jù)患者自身特點為其定制適合的康復(fù)外骨骼訓(xùn)練模式，并能對訓(xùn)練效果評估，對訓(xùn)練效果不佳的康復(fù)外骨骼訓(xùn)練模式能進行調(diào)整產(chǎn)生新的康復(fù)外骨骼訓(xùn)練模式；系統(tǒng)除了能夠提供自動化康復(fù)訓(xùn)練過程，還預(yù)留人機交互接口，醫(yī)師、患者自由控制康復(fù)訓(xùn)練。

附圖說明

圖1為本發(fā)明系統(tǒng)架構(gòu)圖；

圖2為本發(fā)明訓(xùn)練模式選擇流程圖；

圖3為本發(fā)明訓(xùn)練模式效果評估流程圖；

圖4為本發(fā)明訓(xùn)練模式調(diào)整流程圖；

圖5為本發(fā)明關(guān)系映射鏈圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖及實例對本發(fā)明做詳細說明。

本文提出的系統(tǒng)如圖1所示，包括康復(fù)外骨骼數(shù)據(jù)庫、可根據(jù)需求進行數(shù)量擴展的上位機，康復(fù)外骨骼數(shù)據(jù)庫與上位機之間通過網(wǎng)絡(luò)連接(例如局域網(wǎng)或者互聯(lián)網(wǎng)等)；每臺上位機包括數(shù)據(jù)接收模塊、訓(xùn)練模式選擇模塊、訓(xùn)練效果評估模塊、訓(xùn)練模式調(diào)整模塊。

下面對每個部分具體說明如下

(一)康復(fù)外骨骼數(shù)據(jù)庫

是康復(fù)外骨骼訓(xùn)練模式控制系統(tǒng)的重要組成部分，是一套大存儲量數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，用于存儲康復(fù)外骨骼系統(tǒng)相關(guān)數(shù)據(jù)，是康復(fù)外骨骼訓(xùn)練模式樣本空間，為上位機各種算法解算提供數(shù)據(jù)支持，是實現(xiàn)局域網(wǎng)上多套康復(fù)外骨骼系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享的基礎(chǔ)。康復(fù)外骨骼數(shù)據(jù)庫中根據(jù)臨床信息預(yù)先存儲患者特征屬性、訓(xùn)練模式特征屬性、評估特征屬性以及三者之間的關(guān)系映射鏈。

數(shù)據(jù)庫中存儲如下信息：

患者特征屬性：主要用來描述患者的身體和心理特征，例如可以包括：性別、年齡、體重、康復(fù)肢體長度、損傷類型、損傷等級、心理狀態(tài)；根據(jù)實際需求，一般來講，損傷類型、損傷等級為必須特征，其他為可選特征，也可根據(jù)需要添加其它特征。

訓(xùn)練模式特征屬性：主要用來描述在設(shè)定時間內(nèi)康復(fù)外骨骼訓(xùn)練運動特征，主要包括運動軌跡、速度、屈伸角度、牽引力度及訓(xùn)練時間。

評估特征屬性：主要用來描述患者身體機能特征，特征屬性包括肌肉活性、心率及耗氧量。

關(guān)系映射鏈，如圖5所示：

在數(shù)據(jù)庫中分別建患者特征屬性表，評估特征屬性表，訓(xùn)練模式特征屬性表及關(guān)系映射鏈表。

患者特征屬性表存儲患者特征屬性值及主鍵值a_pk

評估特征屬性表存儲評估特征屬性值及主鍵值b_pk

訓(xùn)練模式特征屬性表存訓(xùn)練模式特征屬性值及主鍵值h_pk

關(guān)系映射鏈表存儲a_pk，b_pk，h_pk及主鍵值rc_pk，通過關(guān)系映射鏈表建立患者特征屬性、評估特征屬性及訓(xùn)練模式特征屬性之間的映射關(guān)系。

(二)醫(yī)療儀器

醫(yī)療儀器用于測量患者在康復(fù)訓(xùn)練前及訓(xùn)練過程中的心率、耗氧量及肌肉活性，按上位機需求將測得數(shù)據(jù)發(fā)送給上位機。采用目前現(xiàn)有的設(shè)備即可。

(三)上位機

上位機上的數(shù)據(jù)接收模塊通過人機交互界面接收待康復(fù)患者的特征屬性信息，以及接收醫(yī)療儀器發(fā)送的該患者最新的評估特征屬性信息；

(a)訓(xùn)練模式選擇模塊

訓(xùn)練模式選擇模塊將數(shù)據(jù)接收模塊接收的上述信息與康復(fù)外骨骼數(shù)據(jù)庫中存儲的信息進行比對，進而確定當(dāng)前最優(yōu)的訓(xùn)練模式特征屬性，并根據(jù)該訓(xùn)練模式特征屬性發(fā)送相應(yīng)的指令至康復(fù)外骨骼訓(xùn)練裝置，由康復(fù)外骨骼訓(xùn)練裝置執(zhí)行相應(yīng)指令對患者進行每組訓(xùn)練；所述的醫(yī)療儀器發(fā)送的該患者最新的評估特征屬性信息初始值為訓(xùn)練前患者的評估特征屬性信息；

如圖2，訓(xùn)練模式選擇流程圖，具體包括以下步驟：從醫(yī)療儀器獲取患者最新的評估特征屬性值a，從人機交互獲取患者特征屬性值，把患者評估特征屬性值a和患者特征屬性值作為屬性值加權(quán)匹配選擇算法的入?yún)ⅲ瑥臄?shù)據(jù)庫中解算出最佳訓(xùn)練模式，根據(jù)最佳訓(xùn)練模式得到訓(xùn)練模式特征值，發(fā)送給控制驅(qū)動器控制康復(fù)外骨骼做訓(xùn)練。

根據(jù)外骨骼康復(fù)醫(yī)療臨床經(jīng)驗數(shù)據(jù)為患者的各個特征屬性設(shè)置權(quán)重值p11，p12,p13,p14,p15,p16,p17分別對應(yīng)性別，年齡，體重，康復(fù)肢體長度，肢體類型，損傷類型，損傷等級，心理狀態(tài)，p11+p12+p13+p14+p15+p16+p17＝1

根據(jù)外骨骼康復(fù)醫(yī)療臨床經(jīng)驗數(shù)據(jù)為評估的各個特征屬性設(shè)置權(quán)重值p21，p22,p23分別對應(yīng)肌肉活性，心率，耗氧量，p21+p22+p23＝1

p31為患者特征屬性設(shè)置權(quán)重值，p32為評估特征屬性設(shè)置權(quán)重值，p31+p32＝1

訓(xùn)練患者的特征屬性值(a1,a2,a3,a4,a5,a6,a7)，

訓(xùn)練患者的評估特征屬性值(b1,b2,b3)，

遍歷關(guān)系映射鏈表，通過關(guān)系映射鏈表中存儲的a_pk和b_pk，在患者特征屬性表和評估特征屬性表分別提取,患者特征屬性值序列：

{(a11,a12,a13,a14,a15,a16,a17),(a21,a22,a23,a24,a25,a26,a27)……(an1,an2,an3,an4,an5,an6,an7)}；

和評估特征屬性值序列：

{(b11,b12,b13),(b21,b22,b23)……(bn1,bn2,bn3)},

求出最佳相似度x＝min{s1,s2……sn}，x對應(yīng)的si便是與訓(xùn)練患者狀態(tài)最相近的，根據(jù)si可找到對應(yīng)的rci(關(guān)系映射鏈表中主鍵值{rc1,rc2......rcn}與相似度對比值{s1,s2,…….sn}為一一對應(yīng)關(guān)系)，通過rci在關(guān)系映射鏈表中找到h_kp對應(yīng)的值，通過h_kp值在訓(xùn)練模式特征屬性表找到對應(yīng)的訓(xùn)練模式特征屬性值，即為該患者的最佳訓(xùn)練模式。

(b)訓(xùn)練效果評估模塊

根據(jù)每組訓(xùn)練后的評估特征屬性信息解算出評價參數(shù)，若評價參數(shù)表征本組康復(fù)訓(xùn)練有效，則將該患者的特征屬性信息、訓(xùn)練前的評估特征屬性信息以及對應(yīng)的訓(xùn)練模式特征屬性在康復(fù)外骨骼數(shù)據(jù)庫中建立關(guān)系映射鏈；若無效，啟動訓(xùn)練模式調(diào)整模塊；

具體的如圖3所示，可以參照如下方式實現(xiàn)：

(1)依據(jù)外骨骼康復(fù)醫(yī)療臨床經(jīng)驗數(shù)據(jù)結(jié)合患者自身的損傷類型和損傷級別，解算出目標(biāo)評估特屬性征值obj；目標(biāo)特征屬性：主要用來描述患者經(jīng)過一組康復(fù)外骨骼訓(xùn)練后身體預(yù)期機能特征，特征屬性包括肌肉活性、心率及耗氧量。

依據(jù)外骨骼康復(fù)醫(yī)療臨床經(jīng)驗數(shù)據(jù)，以損傷類型和損傷等級為分類分別建立肌肉活性屬性變化率參照表

心率屬性變化率參照表

耗氧量屬性變化率參照表

肌肉活性目標(biāo)評估值求解：

1根據(jù)患者的損傷類型a5在評估屬性變化率參照表中找到對應(yīng)的肌肉活性變化率集合di＝{di1...dij…din}；

2根據(jù)患者的損傷級別a6在評估屬性變化率參照表中找到對應(yīng)的肌肉活性變化率集合dj＝{d1...dij…dmj}；

3肌肉活性屬性變化率d＝di∩dj＝{dij}；

4肌肉活性目標(biāo)評估值ob1＝b1+dij。

b1為訓(xùn)練前患者的肌肉活性值。

心率目標(biāo)評估值求解：

1根據(jù)患者的損傷類型a5在評估屬性變化率參照表中找到對應(yīng)的心率變化率集合ei＝{ei1…eij…ein}；

2根據(jù)患者的損傷級別a6在評估屬性變化率參照表中找到對應(yīng)的心率變化率集合ej＝{e1j…eij…emj}；

3心率屬性變化率e＝ej∩ej＝{eij}；

4心率目標(biāo)評估值ob2＝b2+eij。

b2為訓(xùn)練前患者的心率。

耗氧量目標(biāo)評估值求解：

1根據(jù)患者的損傷類型a5在評估屬性變化率參照表中找到對應(yīng)的耗氧量變化率集合fi＝{fi1…fij…fin}；

2根據(jù)患者的損傷級別a6在評估屬性變化率參照表中找到對應(yīng)的耗氧量變化率集合fj＝{f1j…fij…fmj}；

3耗氧量屬性變化率f＝fi∩fj＝{fij}；

4耗氧量目標(biāo)評估值ob3＝b3+fij。

b3為訓(xùn)練前患者的耗氧量。

解算出目標(biāo)評估特屬性征值ob＝{ob1,ob2,ob3}。

(2)根據(jù)訓(xùn)練后的評估特征屬性信息bj與目標(biāo)評估特征屬性值解算評價參數(shù)

(3)判斷g是否落入預(yù)設(shè)的閾值范圍(一般建議0-5范圍內(nèi)取值)，若落入，則表征本組康復(fù)訓(xùn)練有效，否則無效。

(c)訓(xùn)練模式調(diào)整模塊

訓(xùn)練模式調(diào)整模塊根據(jù)患者的評估特征屬性信息調(diào)整訓(xùn)練模式特征屬性，根據(jù)調(diào)整后的訓(xùn)練模式特征屬性發(fā)送控制指令至康復(fù)外骨骼訓(xùn)練裝置進行一組訓(xùn)練。

如圖4所示，例如，可根據(jù)外骨骼康復(fù)醫(yī)療臨床經(jīng)驗數(shù)據(jù)建立訓(xùn)練模式特征屬性調(diào)整率與評估特征屬性變化率之間的經(jīng)驗系數(shù)表：

訓(xùn)練患者運動前的評估特征屬性值(b1,b2,b3)

b1,b2,b3分別為訓(xùn)練前肌肉活性值，心率值，耗氧量值

訓(xùn)練患者運動后的評估特征屬性值(b1',b2',b3')

b1',b2',b3'分別為訓(xùn)練后肌肉活性，心率，耗氧量

訓(xùn)練模式特征屬性值(h1,h2,h3,h4,h5)

h1,h2,h3,h4,h5為訓(xùn)練模式調(diào)整前運動軌跡、速度、屈伸角度、牽引力度及訓(xùn)練時間

調(diào)整后訓(xùn)練模式特征屬性值(h1',h2',h3',h4',h5')

h1',h2',h3',h4',h5'為訓(xùn)練模式調(diào)整后運動軌跡、速度、屈伸角度、牽引力度及訓(xùn)練時間

根據(jù)外骨骼康復(fù)醫(yī)療臨床經(jīng)驗數(shù)據(jù)為評估的各個特征屬性設(shè)置權(quán)重值p21，p22，p23分別對應(yīng)肌肉活性，心率，耗氧量，p21+p22+p23＝1

p31為患者特征屬性設(shè)置權(quán)重值，p32為評估特征屬性設(shè)置權(quán)重值，p31+p32＝1

調(diào)整后運動軌跡求解：

h1'＝h1+(b1'-b1)×k11×p21+(b2'-b2)×k12×p22+(b3'-b3)×k13×p23

調(diào)整后速度求解：

h2'＝h2+(b1'-b1)×k21×p21+(b2'-b2)×k22×p22+(b3'-b3)×k23×p23

調(diào)整后屈伸角度求解：

h3'＝h3+(b1'-b1)×k31×p21+(b2'-b2)×k32×p22+(b3'-b3)×k33×p23

調(diào)整牽引力度求解：

h4'＝h4+(b1'-b1)×k41×p21+(b2'-b2)×k42×p22+(b3'-b3)×k43×p23

調(diào)整訓(xùn)練時間求解：

h5'＝h5+(b1'-b1)×k51×p21+(b2'-b2)×k52×p22+(b3'-b3)×k53×p23

hi為訓(xùn)練模式特征屬性值，

hi'為調(diào)整后訓(xùn)練模式特征屬性值，

bj'為訓(xùn)練后評估特征參數(shù)值

kij為訓(xùn)練模式特征屬性調(diào)整率和評估特征屬性變化率關(guān)系的經(jīng)驗系數(shù)

h'i＝hi+∑j(b'j-bj)×kij×pj

(四)康復(fù)外骨骼訓(xùn)練裝置

康復(fù)外骨骼訓(xùn)練裝置可以采用目前市場上已有的康復(fù)裝置，也可以采用圖1中所給的示例進行康復(fù)訓(xùn)練。

如圖1所示，裝置包括外骨骼骨架、關(guān)節(jié)電機、控制驅(qū)動器、傳感器(位置傳感器、角度傳感器、機電傳感器)；

外骨骼骨架：固定患者上肢/下肢，跟隨電機按控制策略運動。

關(guān)節(jié)電機：提供關(guān)節(jié)機械動力源，驅(qū)動外骨骼骨架運動。

控制驅(qū)動器：根據(jù)上位機傳遞的控制指令，形成電機工作指令，驅(qū)動電機按預(yù)定模式運動。

傳感器：監(jiān)測外骨骼運動過程并將數(shù)據(jù)反饋給控制驅(qū)動器。角度傳感器，測量外骨骼關(guān)節(jié)運動的角度；位置傳感器，測量外骨骼運動位置；機電傳感器，測量患者上肢/下肢肌肉壓力狀態(tài)。

(五)人機交互界面

人機交互界面根據(jù)實際需要可以進行功能擴展，本例中包括緊急停止功能區(qū)域和功能選擇控制區(qū)域；緊急停止功能區(qū)域為患者或者醫(yī)師提供緊急處理的手段，例如采用操縱桿或者按鈕的方式對正在進行中的訓(xùn)練進行急停。

所述的功能選擇控制區(qū)域提供訓(xùn)練模式特征屬性人工調(diào)整界面和訓(xùn)練模式選擇界面，在人工調(diào)整界面由人工輸入對應(yīng)數(shù)值后直接由上位機中的數(shù)據(jù)接收模塊進行接收，訓(xùn)練模式調(diào)整模塊直接根據(jù)接收的數(shù)據(jù)發(fā)送相應(yīng)控制指令；在訓(xùn)練模式選擇界面，人工對數(shù)據(jù)庫中已有的訓(xùn)練模式進行選擇，由訓(xùn)練模式選擇模塊直接根據(jù)選擇的訓(xùn)練模式發(fā)送相應(yīng)的控制指令。

本發(fā)明還提供一種康復(fù)外骨骼訓(xùn)練模式控制方法，步驟如下：

(1)預(yù)先在康復(fù)外骨骼數(shù)據(jù)庫中根據(jù)臨床信息預(yù)先存儲患者特征屬性、訓(xùn)練模式特征屬性、評估特征屬性以及三者之間的關(guān)系映射鏈；

(2)將康復(fù)外骨骼數(shù)據(jù)庫與多臺上位機之間通過網(wǎng)絡(luò)進行連接，上位機的數(shù)量根據(jù)實際需求設(shè)置；參與訓(xùn)練的每臺上位機按照下述步驟執(zhí)行每組訓(xùn)練：

(2.1)接收外部輸入的待康復(fù)患者的特征屬性信息；

(2.2)將接收的待康復(fù)患者的特征屬性信息、該患者最新的評估特征屬性信息與康復(fù)外骨骼數(shù)據(jù)庫中存儲的信息進行比對，進而確定當(dāng)前最優(yōu)的訓(xùn)練模式特征屬性，并根據(jù)該訓(xùn)練模式特征屬性發(fā)送相應(yīng)的指令至康復(fù)外骨骼訓(xùn)練裝置，由康復(fù)外骨骼訓(xùn)練裝置執(zhí)行相應(yīng)指令對患者進行當(dāng)前組的訓(xùn)練；所述的最新的評估特征屬性信息在第一組訓(xùn)練開始前為訓(xùn)練前患者的評估特征屬性信息，之后每組訓(xùn)練為前一組訓(xùn)練后采集的患者的評估特征屬性信息；

(2.3)當(dāng)前組訓(xùn)練結(jié)束后，通過醫(yī)療儀器采集患者的評估特征屬性信息；

(2.4)根據(jù)訓(xùn)練后的評估特征屬性信息解算出評價參數(shù)，若評價參數(shù)表征本組康復(fù)訓(xùn)練有效，則轉(zhuǎn)步驟(2.5)，若無效，則轉(zhuǎn)步驟(2.6)；

(2.5)將該患者的特征屬性信息、訓(xùn)練前的評估特征屬性信息以及對應(yīng)的訓(xùn)練模式特征屬性在康復(fù)外骨骼數(shù)據(jù)庫中建立關(guān)系映射鏈，轉(zhuǎn)步驟(2.2)進行下一組訓(xùn)練；

(2.6)根據(jù)患者的評估特征屬性信息調(diào)整訓(xùn)練模式特征屬性，根據(jù)調(diào)整后的訓(xùn)練模式特征屬性發(fā)送控制指令至康復(fù)外骨骼訓(xùn)練裝置進行一組訓(xùn)練后，轉(zhuǎn)步驟(2.3)。

所述的人機交互界面包括緊急停止功能區(qū)域和功能選擇控制區(qū)域；所述的功能選擇控制區(qū)域提供訓(xùn)練模式特征屬性人工調(diào)整界面和訓(xùn)練模式選擇界面，在人工調(diào)整界面由人工輸入對應(yīng)數(shù)值后直接由上位機根據(jù)接收的數(shù)據(jù)發(fā)送相應(yīng)控制指令至康復(fù)外骨骼訓(xùn)練裝置，轉(zhuǎn)入步驟(2.3)開始執(zhí)行；在訓(xùn)練模式選擇界面，人工對數(shù)據(jù)庫中已有的訓(xùn)練模式進行選擇，由上位機直接根據(jù)選擇的訓(xùn)練模式發(fā)送相應(yīng)的控制指令至康復(fù)外骨骼訓(xùn)練裝置，轉(zhuǎn)入步驟(2.3)開始執(zhí)行。

方法中具體步驟的實現(xiàn)可以與系統(tǒng)采用相同的處理方式，此處不過多進行贅述。

本發(fā)明未詳細說明部分屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員公知常識。