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一种康复训练信号同步采集系统
申请号	CN202320098850.4	申请日	2023-02-02	公开(公告)号	CN218922605U	公开(公告)日	2023-04-28
申请人	首都医科大学宣武医院;			发明人	赵国光; 孙晨曦; 刘霖; 宋为群; 朱琳; 王逸凡; 谢文凯;
摘要	本实用新型公开了一种康复训练信号同步采集系统，包括脑电信号采集器、肌电信号采集器、下肢力矩信号采集器、采集信号同步器、分析器；脑电信号采集器、肌电信号采集器、下肢力矩信号采集器安装于康复训练机器人上，康复训练机器人佩戴在使用者身上；所述脑电信号采集器、肌电信号采集器、下肢力矩信号采集器将采集到的脑电信号肌电信号、下肢力矩信号发送到采集信号同步器中；采集信号同步器对接收到的脑电信号、肌电信号、下肢力矩信号进行信号同步；分析器对经过同步的脑电信号、肌电信号、下肢力矩信号进行分析。本实用新型对脑电信号、肌电信号、下肢力矩信号进行同步处理，不但提升了安全性，而且缩短了检查成本，还增加了检查效率。
权利要求	1.一种康复训练信号同步采集系统，其特征在于，所述康复训练信号同步采集系统包括：脑电信号采集器、肌电信号采集器、下肢力矩信号采集器、采集信号同步器、分析器；所述脑电信号采集器、肌电信号采集器、下肢力矩信号采集器安装于康复训练机器人上，康复训练机器人佩戴在使用者身上；所述脑电信号采集器采集使用者的脑电信号；所述肌电信号采集器采集使用者的肌电信号；所述下肢力矩信号采集器采用使用者的下肢力矩信号；所述脑电信号采集器将采集到的脑电信号发送到采集信号同步器中；所述肌电信号采集器将采集到的肌电信号发送到采集信号同步器中；所述下肢力矩信号采集器将采集到的下肢力矩信号发送到采集信号同步器中；所述采集信号同步器对接收到的脑电信号、肌电信号、下肢力矩信号进行信号同步；经过同步的脑电信号、肌电信号、下肢力矩信号发送至分析器，由分析器对经过同步的脑电信号、肌电信号、下肢力矩信号进行分析。 2.根据权利要求1所述的康复训练信号同步采集系统，其特征在于，所述采集信号同步器对采集到的脑电信号、肌电信号、下肢力矩信号进行信号同步具体为：采集信号同步器将脑电信号、肌电信号和下肢力矩信号的时钟信号进行同步校准，使得脑电信号、肌电信号和下肢力矩信号同步。 3.根据权利要求1所述的康复训练信号同步采集系统，其特征在于，脑电信号、肌电信号、下肢力矩信号通过有线或无线的方式进行传输。 4.根据权利要求3所述的康复训练信号同步采集系统，其特征在于，肌电信号和脑电信号通过蓝牙方式传输至采集信号同步器；下肢力矩信号通过有线方式传输至采集信号同步器。 5.根据权利要求1‑4任一所述的康复训练信号同步采集系统，其特征在于，所述脑电信号是与脊髓连接的脑电信号。 6.根据权利要求1‑4任一所述的康复训练信号同步采集系统，其特征在于，所述肌电信号是下肢丧失运动功能肌肉的肌电信号。 7.根据权利要求1‑4任一所述的康复训练信号同步采集系统，其特征在于，下肢力矩信号包括下肢支撑相和摆动相的力矩信号。 8.根据权利要求7所述的康复训练信号同步采集系统，其特征在于，康复训练机器人引起下肢关节活动，使用者肢体被激活活动，在康复训练机器人上产生下肢力矩信号。 9.根据权利要求1所述的康复训练信号同步采集系统，其特征在于，分析器是电脑。 10.根据权利要求9所述的康复训练信号同步采集系统，其特征在于，分析器对分析得到的脑电信号、肌电信号、下肢力矩信号信息进行显示。
说明书全文	一种康复训练信号同步采集系统技术领域 [0001] 本实用新型涉及医疗技术领域，具体涉及一种康复训练信号同步采集系统。背景技术 [0002] 实际医疗中，脊髓损伤是由于不同致病因素引起的脊髓结构功能的损害，造成损伤平面以下自主神经功能，感觉功能，运动功能的障碍或丧失，根据不完全统计在我国脊髓损伤患者约40万，每年平均新增病例1万，其中完全性脊髓损伤为脊髓损伤中最严重的并发症，其中T9～T12完全性脊髓损伤的ASIAA级患者，其下肢力为0级，患者不能自主控制下肢运动，在实际应用中，一般脑电，肌电特定检查中的结果与实际患者训练时的表现呈现出不同，有研究表明，在对完全性脊髓损伤患者进行一定量训练后下肢会出现改善，和部分控制，但大部分不足以引起外部运动表现。因此对T9‑T12完全性脊髓损伤患者下肢运动功能，肌肉功能和脑功能的评价至关重要。 [0003] 目前由于患者在进行各方面检查时一般为分项目检查，其结果并不能完全代表患者目前的下肢功能状况。部分患者在经过康复治疗后训练功能明显提升，造成了患者在外部观察下各方面运动能力都有提升，但是在检测中没有表现出改善，造成了患者实际运动情况与脑电，肌电情况不能吻合的情况。 [0004] 现有技术中通过三台机器对脑电信号、肌电信号、力矩信号进行记录，只能分别通过各信号各自的平台和pc端口单独进行数据采集和分析。即使在全部连接的情况下，也不能保证同时记录，对相同时间内进行打标，而后进行分析。 [0005] 通过三个独立采集的方式去分别采集各项方面数据，之后放到一起分析，不能很好地判断出患者当时身体综合的恢复状况，并且影响医师或治疗师对患者下一步治疗内容的制定和规划。实用新型内容 [0006] 为解决现有技术中的问题，本实用新型提出一种康复训练信号同步采集系统，包括：脑电信号采集器、肌电信号采集器、下肢力矩信号采集器、采集信号同步器、分析器； [0007] 所述脑电信号采集器、肌电信号采集器、下肢力矩信号采集器安装于康复训练机器人上，康复训练机器人佩戴在使用者身上； [0008] 所述脑电信号采集器采集使用者的脑电信号； [0009] 所述肌电信号采集器采集使用者的肌电信号； [0010] 所述下肢力矩信号采集器采用使用者的下肢力矩信号； [0011] 所述脑电信号采集器将采集到的脑电信号发送到采集信号同步器中； [0012] 所述肌电信号采集器将采集到的肌电信号发送到采集信号同步器中； [0013] 所述下肢力矩信号采集器将采集到的下肢力矩信号发送到采集信号同步器中； [0014] 所述采集信号同步器对接收到的脑电信号、肌电信号、下肢力矩信号进行信号同步； [0015] 经过同步的脑电信号、肌电信号、下肢力矩信号发送至分析器，由分析器对经过同步的脑电信号、肌电信号、下肢力矩信号进行分析。 [0016] 其中，所述采集信号同步器对采集到的脑电信号、肌电信号、下肢力矩信号进行信号同步具体为： [0017] 采集信号同步器将脑电信号、肌电信号和下肢力矩信号的时钟信号进行同步校准，使得脑电信号、肌电信号和下肢力矩信号同步。 [0018] 其中，脑电信号、肌电信号、下肢力矩信号通过有线或无线的方式进行传输。 [0019] 其中，肌电信号和脑电信号通过蓝牙方式传输至采集信号同步器；下肢力矩信号通过有线方式传输至采集信号同步器。 [0020] 其中，所述脑电信号是与脊髓连接的脑电信号。 [0021] 其中，所述肌电信号是下肢丧失运动功能肌肉的肌电信号。 [0022] 其中，下肢力矩信号包括下肢支撑相和摆动相的力矩信号。 [0023] 其中，康复训练机器人引起下肢关节活动，使用者肢体被激活活动，在康复训练机器人上产生力矩信息。 [0024] 其中，分析器是电脑。 [0025] 其中，分析器对分析得到的脑电信号、肌电信号、下肢力矩信号信息进行显示。 [0026] 本实用新型在脑电信号、肌电信号的基础上加入康复训练机器人的髋膝力矩记录系统，在上述基础上与康复训练机器人技术相结合，可以实现脑电信号、肌电信号、下肢力矩信号三者同时记录分析；而且脑电信号、肌电信号、下肢力矩信号具有无创性，不会对患者身体造成伤害。 [0027] 将脑电信号、肌电信号、下肢力矩信号三者同步处理，可以对以上三种数据从各个独立数据变为一个整体的综合数据，避免了检查者因为核对脑电信号、肌电信号、下肢力矩信号而浪费的时间成本。并且，信号同步可以创建一体化报告内容，从安全性角度来看，一旦有人企图篡改文件中的数值会让整个文件中的数据都发生改变。本实用新型对脑电信号、肌电信号、下肢力矩信号进行同步处理，不但提升了安全性，而且缩短了检查成本，还增加了检查效率。附图说明 [0028] 图1为本实用新型的一种康复训练信号同步采集系统的结构示意图。具体实施方式 [0029] 下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。 [0030] 为解决现有技术中存在的问题，本实用新型提出一种康复训练信号同步采集系统。图1为本实用新型的一种康复训练信号同步采集系统的结构示意图，如图1所示，康复训练信号同步采集系统包括脑电信号采集器、肌电信号采集器、下肢力矩信号采集器、采集信号同步器、分析器。 [0031] 脑电信号采集器、肌电信号采集器、下肢力矩信号采集器安装在康复训练机器人上，康复训练机器人佩戴在使用者身上，当使用者在进行康复训练时，例如行走，脑电信号采集器采集使用者的脑电信号，肌电信号采集器采集使用者的肌电信号、下肢力矩信号采集器采用使用者的下肢力矩信号。 [0032] 采集到的脑电信号、肌电信号、下肢力矩信号发送到采集信号同步器中，采集信号同步器对采集到的脑电信号、肌电信号、下肢力矩信号进行信号同步。 [0033] 在本实用新型中，脑电信号、肌电信号、下肢力矩信号通过有线或无线的方式进行传输。 [0034] 采集信号同步器能够将脑电信号、肌电信号和下肢力矩信号的时钟信号进行同步校准，使得脑电信号、肌电信号和下肢力矩信号同步，便于在同一时间内对将脑电信号、肌电信号和下肢力矩信号进行打标、分析。 [0035] 经过同步的脑电信号、肌电信号、下肢力矩信号发送至分析器，由分析器对经过同步的脑电信号、肌电信号、下肢力矩信号进行分析并显示分析得到的脑电信号、肌电信号、下肢力矩信号信息。 [0036] 在本实用新型的一个实施例中，分析器可以是电脑等具有分析处理功能的终端。 [0037] 将脑电信号、肌电信号、下肢力矩信号三者同步处理，可以对以上三种数据从各个独立数据变为一个整体的综合数据，避免了检查者因为核对脑电信号、肌电信号、下肢力矩信号而浪费的时间成本。信号同步可以创建一体化报告内容，从安全性角度来看，一旦有人企图篡改文件中的数值会让整个文件中的数据都发生改变。因此对脑电信号、肌电信号、下肢力矩信号进行同步处理，不但提升了安全性，而且缩短了检查成本，还增加了检查效率。 [0038] 在本实用新型中，采集信号同步器主要是为解决脑电信号、肌电信号、下肢力矩信号三者采集时间出现偏差的技术问题。当采集时间出现偏差时会导致记录不准确，不方便对记录内容的核对。通过本实用新型可以实时监测授时服务器和时间偏差的情况。 [0039] 通过引入采集信号同步器，可以实现在患者训练中同步脑电信号、肌电信号、下肢力矩信号，使脑电信号、肌电信号、下肢力矩信号不再作为单独的个体去分析。在分析器端，使分析器在同一个时间下同时显示脑电信号、肌电信号、下肢力矩信号信息，有助于同时分析或进行时间打标，为临床医生对患者有更好的康复愈后和评价带来更好的参考条件。 [0040] 采集信号同步器同步校对脑电信号、肌电信号、下肢力矩信号。肌电信号和脑电信号通过蓝牙传输至采集信号同步器。肌电信号和脑电信号采用相应的采样频率的时间信号。力矩信息通过康复训练机器人的有线传输至采集信号同步器。 [0041] 通过采集信号同步器同步出的信号信息，其内容专门针对完全性脊髓损伤患者的关键特征进行采集，包含了与脊髓连接的脑电信号、下肢丧失运动功能肌肉的肌电信号，以及康复训练机器人行走时根据人类行走方式分为支撑相和摆动相的力矩信号。这三种信号构成了完全性脊髓损伤患者此时此刻运动时的关键信息，将此时此刻正在康复训练机器人进行运动的患者的各项重要指标进行汇总分析。 [0042] 普通常规临床检查仅仅是在特定任务下进行特定某一项目的检查和采样。但本实用新型的康复训练信号同步采集系统针对患者在整个步行行走周期内进行，在一段时间内下肢康复机器人优势在于可以使运动功能丧失的患者在机器上不停地模拟正常人的行走方式，患者也能更身临其境的去体会也可以通过视觉直接去看到自己下肢正在进行行走，这调动的是全身的肌肉，有助于患者在此段时间内的康复。其康复行走时，患者在尽力调动下肢活动时，首先脑部神经开始兴奋活跃传递至下肢肌肉开始调动，肌肉活动输出肌电信号，肌电信号源于大脑皮层控制之下的脊髓α运动神经元的生物电活动。康复训练机器人同时引起下肢关节活动，患者肢体有被激活活动，在康复训练机器人上产生下肢力矩信号。 [0043] 本实用新型的康复训练信号同步采集系统主要监测内容为在患者行走中监测，并非特定地完成某项检测任务。并且，本实用新型的康复训练信号同步采集系统不给予使用者各项指令，仅仅为使用者全力行走。这样可以更自然地捕捉患者的各项指标，而并不是突出某一部分去放弃另一部分。 [0044] 在本实用新型中，完全性脊髓损伤患者ASIAA级，下肢肌力为0级时。在训练一定时间后下肢随着康复恢复可出现改善，此时可以增加力矩检测系统来检测患者下肢伸髋屈髋，伸膝屈膝的力矩，从而更精准的评估患者的下肢在行走训练时两侧肢体的发力情况，以便医护人员更好地评估患者康复治疗效果，方便后续为患者的进一步康复做出相对应的计划。 [0045] 上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。

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