移動(dòng)智能多通道動(dòng)態(tài)電刺激下肢助行儀及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種移動(dòng)智能多通道動(dòng)態(tài)電刺激下肢助行儀及方法，尤其適用于對(duì)偏癱等失神經(jīng)運(yùn)動(dòng)功能患者的恢復(fù)治療過(guò)程，屬于運(yùn)動(dòng)康復(fù)治療技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]據(jù)申請(qǐng)人所知，針對(duì)偏癱等失神經(jīng)運(yùn)動(dòng)功能患者，現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)存在一些電刺激治療設(shè)備能夠?qū)ζ溥M(jìn)行運(yùn)動(dòng)功能的恢復(fù)治療，例如:上下肢肢體助動(dòng)器，以藍(lán)牙APP為控制穴位探測(cè)與光電刺激疼痛貼，單通道電刺激儀，多通道電刺激儀，便攜式脛前肌電刺激儀，步行脛前肌電刺激儀，等等。
[0003]但是，現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)備主要存在以下問(wèn)題:(I)尚不能實(shí)現(xiàn)對(duì)肌肉刺激的準(zhǔn)確控制，只能按預(yù)先設(shè)定好的刺激方式進(jìn)行刺激，且基本采用序列式刺激，不能根據(jù)實(shí)際情況做針對(duì)性調(diào)整。(2)體積較大，隨身攜帶不方便。(3)人機(jī)交互方式是按鈕式(或者面板式)的，可讀性差。(4)無(wú)法很方便地追溯歷史治療記錄，不利于指導(dǎo)患者的再次治療。
[0004]經(jīng)檢索發(fā)現(xiàn)，申請(qǐng)?zhí)?01410415589.1、申請(qǐng)公布號(hào)CN104146860A、名稱《一種可穿戴藍(lán)牙APP控制穴位探測(cè)與光電刺激疼痛貼》的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)，通過(guò)APP無(wú)線手機(jī)控制低頻電脈沖模塊與激光治療模塊，作用于人體穴位刺激，通過(guò)穴位探測(cè)模塊尋找穴位的位置，激光輸出安全模塊自動(dòng)控制激光安全輸出，采用藍(lán)牙連接智能手機(jī)，由手機(jī)APP軟件平臺(tái)設(shè)置穴位刺激的劑量，如穴位刺激功率、刺激頻率、刺激時(shí)間，統(tǒng)計(jì)穴位刺激累計(jì)數(shù);其目的是提供一種使用方便，體積小、智能操作，人們可根據(jù)自己體質(zhì)條件結(jié)合自己心率進(jìn)行功能性穴位刺激，同時(shí)了解自己的健康狀況的可穿戴移動(dòng)醫(yī)療設(shè)備，但是不能直接實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)康復(fù)目的。
[0005]申請(qǐng)?zhí)?01420627786.5、授權(quán)公告號(hào)CN204193308U、名稱《基于移動(dòng)終端控制的電刺激肌肉訓(xùn)練儀》的中國(guó)實(shí)用新型專利，包括電刺激肌肉訓(xùn)練儀以及帶有藍(lán)牙功能的移動(dòng)終端，電刺激肌肉訓(xùn)練儀包括微處理器、神經(jīng)肌肉電刺激觸發(fā)單元、藍(lán)牙傳輸單元、過(guò)電流保護(hù)單元、供電單元和頻率控制單元，藍(lán)牙傳輸單元與帶藍(lán)牙功能的移動(dòng)終端之間通過(guò)無(wú)線的方式通信，以此來(lái)擺脫線的控制，實(shí)現(xiàn)一定距離的無(wú)線控制，但是并不能解決準(zhǔn)確控制肌肉刺激等前述技術(shù)問(wèn)題。
[0006]申請(qǐng)?zhí)?01410772426.9、申請(qǐng)公布號(hào)CN104436431A、名稱《一種多節(jié)點(diǎn)電刺激系統(tǒng)及方法》的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)，用于由中樞神經(jīng)受損等原因引起肢體偏癱患者的康復(fù)訓(xùn)練；可根據(jù)肢體運(yùn)動(dòng)時(shí)神經(jīng)電信號(hào)的傳輸方向，對(duì)肢體的相應(yīng)部位進(jìn)行電刺激，從而促進(jìn)患者肢體運(yùn)動(dòng)功能的康復(fù);但是，其刺激方式仍為事先預(yù)設(shè)，并不能解決準(zhǔn)確控制肌肉刺激等前述技術(shù)問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是:克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供一種移動(dòng)智能多通道動(dòng)態(tài)電刺激下肢助行儀及方法，能根據(jù)使用者的實(shí)際步態(tài)特征，有針對(duì)性地刺激相應(yīng)下肢肌肉，實(shí)現(xiàn)對(duì)肌肉刺激的準(zhǔn)確控制。
[0008]本發(fā)明的主要技術(shù)構(gòu)思如下:發(fā)明人在多年的實(shí)踐研究中發(fā)現(xiàn)了現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問(wèn)題(見(jiàn)【背景技術(shù)】)，之后即致力于解決這些技術(shù)問(wèn)題。發(fā)明人通過(guò)調(diào)研獲知，采用加速度計(jì)結(jié)合現(xiàn)有算法進(jìn)行測(cè)量，即可測(cè)得被測(cè)者的步態(tài)特征參數(shù)，包括節(jié)奏、步長(zhǎng)、步態(tài)規(guī)律和對(duì)稱性[1][2]。在此基礎(chǔ)上，發(fā)明人經(jīng)過(guò)進(jìn)一步地深入實(shí)踐研究，終于得出了能解決前述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案。具體如下:
一種移動(dòng)智能多通道動(dòng)態(tài)電刺激下肢助行儀，包括電源、電刺激控制器以及一組刺激電極;所述電源與電刺激控制器之間、所述電刺激控制器與刺激電極之間分別經(jīng)導(dǎo)線連接；其特征是，還包括加速度計(jì)、信號(hào)發(fā)射裝置和智能手持設(shè)備;所述加速度計(jì)、信號(hào)發(fā)射裝置分別經(jīng)導(dǎo)線與電源連接，所述加速度計(jì)的數(shù)據(jù)輸出端與信號(hào)發(fā)射裝置的數(shù)據(jù)輸入端連接；
所述智能手持設(shè)備具有:人機(jī)界面交互模塊，用以接收手動(dòng)控制命令以及向被測(cè)者發(fā)出信息；與信號(hào)發(fā)射裝置的信號(hào)發(fā)出端無(wú)線通信連接的信號(hào)接收模塊，用以接收信號(hào)發(fā)射裝置發(fā)出的、由加速度計(jì)采集的加速度數(shù)據(jù);與信號(hào)接收模塊輸出端連接的數(shù)據(jù)處理模塊，用以根據(jù)加速度數(shù)據(jù)計(jì)算出被測(cè)者的步態(tài)特征參數(shù);與數(shù)據(jù)處理模塊輸出端連接的對(duì)比分析模塊，用以將被測(cè)者的步態(tài)特征參數(shù)與正常步態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行比對(duì)、并根據(jù)比對(duì)結(jié)果分析得出被測(cè)者的步態(tài)分析結(jié)果；與對(duì)比分析模塊輸出端連接的指令生成模塊，用以根據(jù)被測(cè)者的步態(tài)分析結(jié)果生成含有下肢肌肉刺激指令的控制指令;與指令生成模塊輸出端連接的指令發(fā)出模塊，用以將控制指令發(fā)送至電刺激控制器；
所述指令生成模塊還與人機(jī)界面交互模塊的輸出端連接，用以根據(jù)手動(dòng)控制命令生成控制指令；
所述電刺激控制器具有:與指令發(fā)出模塊的信號(hào)發(fā)出端無(wú)線通信連接的指令接收模塊，用以接收智能手持設(shè)備發(fā)出的控制指令;與指令接收模塊輸出端連接的指令處理模塊，用以根據(jù)控制指令生成電極控制信號(hào);輸入端與指令處理模塊輸出端連接、控制端與刺激電極受控端連接的電極控制模塊，用以根據(jù)電極控制信號(hào)控制刺激電極進(jìn)行刺激。
[0009]該助行儀進(jìn)一步完善的技術(shù)方案如下:
優(yōu)選地，所述人機(jī)界面交互模塊具有的信息收集輸入端與數(shù)據(jù)處理模塊輸出端、對(duì)比分析模塊輸出端、指令生成模塊輸出端分別連接，用以顯示被測(cè)者的步態(tài)特征參數(shù)、被測(cè)者的步態(tài)分析結(jié)果、以及含有下肢肌肉刺激指令的控制指令;所述電刺激控制器還具有急停按鈕，所述急停按鈕的輸出端與指令處理模塊的輸入端連接，當(dāng)急停按鈕被按下時(shí)，指令處理模塊停止生成電極控制信號(hào)，使刺激電極停止刺激。
[0010]優(yōu)選地，所述人機(jī)界面交互模塊還包括語(yǔ)音裝置，用以發(fā)出語(yǔ)音信息;所述智能手持設(shè)備為智能手機(jī)或智能平板電腦;所述刺激電極采用創(chuàng)口貼式電極;所述導(dǎo)線采用織物導(dǎo)線;所述加速度計(jì)為壓阻加速度計(jì)。
[0011]本發(fā)明還提供:
一種移動(dòng)智能多通道動(dòng)態(tài)電刺激下肢助行方法，其特征是，采用前文所述的移動(dòng)智能多通道動(dòng)態(tài)電刺激下肢助行儀;所述助行方法包括以下步驟:
第一步、將電刺激控制器、信號(hào)發(fā)射裝置以及電源穿戴在被測(cè)者身上;將各刺激電極貼在被測(cè)者的相應(yīng)下肢肌肉或相應(yīng)足底肌肉上;將加速度計(jì)固定在被測(cè)者背部腰椎位置;轉(zhuǎn)至第二步；
第二步、開啟智能手持設(shè)備;將電刺激控制器、加速度計(jì)、信號(hào)發(fā)射裝置分別與電源接通，使電刺激控制器處于待機(jī)狀態(tài)，使加速度計(jì)處于持續(xù)采集加速度數(shù)據(jù)的狀態(tài)，并使信號(hào)發(fā)射裝置處于實(shí)時(shí)向外發(fā)送加速度數(shù)據(jù)的狀態(tài);智能手持設(shè)備檢測(cè)其信號(hào)接收模塊與信號(hào)發(fā)射裝置是否通信連接正常，并檢測(cè)其指令發(fā)出模塊與電刺激控制器的指令接收模塊是否通信連接正常，當(dāng)所有通信連接均正常時(shí)，初始化結(jié)束，轉(zhuǎn)至第三步；
第三步、智能手持設(shè)備的人機(jī)界面交互模塊發(fā)出要求被測(cè)者處于靜立狀態(tài)的信息；當(dāng)被測(cè)者處于靜立狀態(tài)時(shí)，智能手持設(shè)備的數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)預(yù)定時(shí)間內(nèi)的加速度數(shù)據(jù)得出被測(cè)者的軀干靜立基準(zhǔn)波動(dòng)范圍、并存入存儲(chǔ)器，靜立標(biāo)定結(jié)束，轉(zhuǎn)至第四步；
第四步、智能手持設(shè)備的人機(jī)界面交互模塊發(fā)出要求被測(cè)者開始行走的信息；當(dāng)被測(cè)者開始行走后，轉(zhuǎn)至第五步；
第五步、智能手持設(shè)備中，
51.數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)預(yù)定數(shù)量的步態(tài)周期內(nèi)的加速度數(shù)據(jù)、結(jié)合被測(cè)者的軀干靜立基準(zhǔn)波動(dòng)范圍經(jīng)計(jì)算得出被測(cè)者的步態(tài)特征參數(shù)；
52.對(duì)比分析模塊將被測(cè)者的步態(tài)特征參數(shù)與正常步態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行比對(duì)、根據(jù)比對(duì)結(jié)果分析得出被測(cè)者的步態(tài)分析結(jié)果、并將該步態(tài)分析結(jié)果存入存儲(chǔ)器；
53.轉(zhuǎn)至第六步；
第六步、Tl.智能手持設(shè)備中，指令生成模塊根據(jù)被測(cè)者的步態(tài)分析結(jié)果生成含有下肢肌肉刺激指令的控制指令、并將該控制指令存入存儲(chǔ)器，指令發(fā)出模塊將控制指令發(fā)送至電刺激控制器；
T2.電刺激控制器中，指令接收模塊接收智能手持設(shè)備發(fā)出的控制指令，指令處