CN103495260A - 一种基于肌电信号和传感器信号实现精细实时运动的控制方法 - Google Patents

一种基于肌电信号和传感器信号实现精细实时运动的控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103495260A
CN103495260A CN201310222561.1A CN201310222561A CN103495260A CN 103495260 A CN103495260 A CN 103495260A CN 201310222561 A CN201310222561 A CN 201310222561A CN 103495260 A CN103495260 A CN 103495260A
Authority
CN
China
Prior art keywords
signal
electromyographic
sensor
electromyographic signal
signals
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201310222561.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103495260B (zh
Inventor
宗思浩
王志功
吕晓迎
黄宗浩
周宇轩
王苏阳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing Shen Qiao Medical Apparatus And Instruments Co Ltd
Southeast University
Original Assignee
Nanjing Shen Qiao Medical Apparatus And Instruments Co Ltd
Southeast University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing Shen Qiao Medical Apparatus And Instruments Co Ltd, Southeast University filed Critical Nanjing Shen Qiao Medical Apparatus And Instruments Co Ltd
Priority to CN201310222561.1A priority Critical patent/CN103495260B/zh
Priority to PCT/CN2013/087570 priority patent/WO2014194609A1/zh
Publication of CN103495260A publication Critical patent/CN103495260A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103495260B publication Critical patent/CN103495260B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103—Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/11—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb
    • A61B5/1107—Measuring contraction of parts of the body, e.g. organ, muscle
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/50—Prostheses not implantable in the body
    • A61F2/68—Operating or control means
    • A61F2/70—Operating or control means electrical
    • A61F2/72—Bioelectric control, e.g. myoelectric
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/50—Prostheses not implantable in the body
    • A61F2/54—Artificial arms or hands or parts thereof
    • A61F2/58—Elbows; Wrists ; Other joints; Hands
    • A61F2/583—Hands; Wrist joints
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/50—Prostheses not implantable in the body
    • A61F2/76—Means for assembling, fitting or testing prostheses, e.g. for measuring or balancing, e.g. alignment means
    • A61F2002/7615—Measuring means

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Transplantation (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Electrotherapy Devices (AREA)
  • Prostheses (AREA)
  • Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)

Abstract

本发明涉及一种基于肌电信号和传感器信号实现精细实时运动的控制方法，属于电子科学与临床医学的交叉技术领域。其核心思想在于：利用体表电极采集到的健康肢体动作时产生的肌电信号和弯曲度传感器采集到的各个手指弯曲程度信号，将肌电信号通过刺激脉冲生成算法生成刺激信号；将弯曲度信息作为该肌肉的刺激信号的通道触发信号；然后将生成刺激信号输出至被控者相关的肌肉刺激位点上，对相应肢体的特定部位进行刺激，实现精细、实时动作控制，达到动作的准确复制和重建。

Description

一种基于肌电信号和传感器信号实现精细实时运动的控制方法
技术领域
本发明是一种基于肌电信号和弯曲度传感器实现精细到手指的实时运动控制方法，属于电子科学与临床医学的交叉技术领域。 
背景技术
偏瘫病人肢体动作功能的丧失给他们自身及家庭乃至社会带来巨大的痛苦和负担。瘫痪肢体动作功能的重建，一直是康复医学重点研究的目标。多年以来，国内外的科学家们为瘫痪病人设计了众多控制肢体动作的功能电刺激装置，主要分为植入式的和非植入式两大类。植入式无可避免地为患者带来手术的困扰，而非植入式的功能电刺激由于通道数目少，无法达到精确的控制。重要的是，无论是植入式的还是非植入式的刺激系统，由于对各种动作的神经及肌电编码的认知缺失，只能通过人工构想的脉冲编码作为控制信号产生简单重复的肢体动作，这些动作和正常人肢体动作的自由度和和谐度相去甚远。由于健康肢体肌电信号真实反映着实时的肌肉活动方式，利用健康肢体动作时产生的肌电信号作为再生的刺激信号，就弥补了现有功能电刺激系统的缺陷。 
在ZL200510135541.6的发明专利中，提出了“微电子系统辅助神经信道功能恢复方法及其装置”，用于受损脊髓神经的信道桥接、信号再生和功能重建。这一专利要处理的是动作和感觉的神经电位脉冲序列（编码）。该发明专利的特征是：1）应用目标是同体受损的脊髓神经，2）采用近距离有线的生物神经-电子接口，3）装置需要手术植入 
在专利号为201210342507.6，公开了一种基于肌电信号通信机理的瘫痪肢体功能重建方法及其装置的发明专利中，该重建装置包括探测电极阵列、信号处理电路、通信信道、激励信号生成电路和刺激电极阵列。所述的探测电极阵列采用多个探测电极和一个共用参考电极的单端形式，或采用两两配对的差动形式。此装置可用于任何需要动作功能重建的场合，包括脊髓损伤的瘫痪病人动作功能重建，中风导致的偏瘫病人动作功能重建，健康人的动作训练等等。 
上述重建装置可以将采集到的健康肢体动作时产生的多通道肌电信号，经过信号处理，以有线或无线的通信方式传送至瘫痪肢体上的功能电激励系统，利用刺激波形生成算法生成多通道的刺激电信号，施加于穿戴在瘫痪肢体上的刺激电极阵列，产生与肌电信号采集肢体相似的和谐动作，达到瘫痪肢体动作功能重建 的目的。但是由于肌电信号采集和处理的复杂性，对于精细动作，尤其是手部的精细动作，很难将相应的肌电信号进行多路分离，影响了判断动作的准确性。而且由于肌电信号是一个很容易受干扰的模拟信号，对环境要求很高，在高噪声的环境中，容易混入其他噪声，使得动作识别结果不准确。 
发明内容
本发明针对上述问题的不足，提出一种基于肌电信号和传感器信号实现精细实时运动的控制方法，利用体表电极采集到的健康肢体动作时产生的多通道肌电信号和弯曲度传感器采集到的各个手指弯曲程度信号，将多通道肌电信号通过刺激脉冲生成算法生成多通道刺激信号；将弯曲度信息作为该肌肉的多通道刺激信号的通道开关信号；将多通道刺激信号和相应的通道开关信号结合形成刺激脉冲序列；然后将刺激脉冲序列以有线或无线的通信方式传送至瘫痪肢体上的功能电激励系统，对相应肢体的特定部位进行刺激，实现精细到手指的实时动作控制，达到动作的准确复制和重建。 
本发明为解决上述技术问题提出的技术方案是：一种基于肌电信号和传感器信号实现精细实时运动的控制方法，包括以下步骤：步骤一，采用弯曲度传感器采集主控者各肢体动作的弯曲度信息，同时通过体表探测电极采集此刻主控者肢体动作致使相关肌肉上产生的对应肌电信号；步骤二，通过功能电激励系统，该功能电激励系统集成有刺激脉冲生成算法，所述刺激脉冲生成算法将步骤一所述弯曲度信息对应的肌电信号生成刺激脉冲信号，所述功能电激励系统通过步骤一所述的弯曲度信息作为对应肢体动作的刺激脉冲信号的通道触发信号；步骤三、被控者通过肌电刺激电极，对相应的肌肉施加步骤二获得的刺激脉冲信号，以促使被控者肢体按照步骤一所述主控者肢体的弯曲度信息动作。 
优选的：所述刺激脉冲生成算法是指将肌电信号生成幅度、频率都与采集的电信号成正比的刺激信号的算法。 
优选的：所述肌电信号是指通过放大、滤波、A/D转换电路处理过的肌电信号；所述弯曲度信息是指通过A/D转换电路处理过的弯曲度信息。 
优选的：所述通道触发信号的判断方法为：首先设定一个阈值，当弯曲度传感器收集信号低于阈值时，就认为发生了弯曲，进而在对相应的输出通道选择进行脉冲刺激。 
优选的：当主控者所做的动作为手指运动时，所述弯曲度传感器设置于五根 手指的背面；所述肌电信号的通道路数为两路。 
优选的：所述刺激脉冲生成算法集成在MSP430系列微处理单片机上。 
本发明的一种基于肌电信号和传感器信号实现精细实时运动的控制方法，相比于现有技术，具有以下有益效果：由于利用体表电极采集到的健康肢体动作时产生的多通道肌电信号和弯曲度传感器采集到的各个手指弯曲程度信号，将多通道肌电信号通过刺激脉冲生成算法生成多通道刺激信号；将弯曲度信息作为该肌肉的多通道刺激信号的通道开关信号；将多通道刺激信号和相应的通道开关信号结合形成刺激脉冲序列；然后将刺激脉冲序列以有线或无线的通信方式传送至瘫痪肢体上的功能电激励系统，对相应肢体的特定部位进行刺激，实现精细到手指的实时动作控制，达到动作的准确复制和重建，本发明加入传感器信号作为辅助，来提高识别精细动作的准确性，尤其是手部的精细动作。以肌电信号为主，传感器信号为辅，对两者综合操作，使用采集到的肌电信号通过刺激脉冲生成算法生成相关的刺激脉冲序列，使得输出刺激脉冲与原始肌电信号相关；同时使用传感器信号作为通道开关信号，采集手指弯曲度信息判定哪些手指发生运动，来选择相应的输出刺激通道，将通过肌电信号生成的刺激脉冲输出被控者至特定肌肉位点来对不同的肌肉神经进行与主控者动作强度对应的刺激，实现精细到手指运动的实时控制。另外这样做的好处在于解决了单靠肌电信号无法识别精细动作的缺点，同时系统中的肌电信号弥补了传感器信号无法采集运动强度的问题，两者信息融合可以成功地完成动作的发生和强度记录，将一个完整动作的要素记录还原，并可以将其复制出来，从而达到精细到手指的实时运动控制。 
附图说明
图1是实现基于肌电信号和传感器信号实现精细到手指的实时运动控制方法的系统示意图。 
图2是弯曲度传感器在手上的分布示意图。 
图3是弯曲度传感器采集信号的电路图。 
具体实施方式
附图非限制性地公开了本发明一个优选实施例的结构示意图，以下将结合附图详细地说明本发明的技术方案。 
实施例 
本实施例的一种基于肌电信号和传感器信号实现精细实时运动的控制方法， 如图1-3所示，包括以下步骤： 
第一步，通过体表探测电极采集主控者动作相关肌肉上产生的多通道肌电信号；通过弯曲度传感器采集主控者动作的弯曲度信息； 
第二步，将多通道肌电信号通过刺激脉冲生成算法生成多通道刺激信号；所述多通道肌电信号是指通过放大、滤波、A/D转换电路处理过的多通道肌电信号；所述刺激脉冲生成算法是指将多通道肌电信号生成幅度、频率都与采集的多通道肌电信号成正比的多通道刺激信号。 
将弯曲度信息作为该肌肉的多通道刺激信号的通道开关信号，所述弯曲度信息是指通过A/D转换电路处理过的弯曲度信息。该通道开关信号用于选择多通道刺激信号相应的输出刺激通道；所述通道开关信号的选取方法为：首先设定一个阈值，当弯曲度传感器收集信号低于阈值时，就认为发生了弯曲，进而在对相应的输出通道选择进行脉冲刺激。 
然后将多通道刺激信号和相应的通道开关信号结合形成刺激脉冲序列。 
第三步，将该刺激脉冲序列输送至被控者佩戴的功能电激励系统首先进行信号放大，然后进行与主控者相对应的肌肉的刺激位点刺激。 
当主控者所做的动作为手指运动时，所述弯曲度传感器设置于五根手指的背面；所述肌电信号的通道路数为两路。 
所述刺激脉冲生成算法集成在MSP430系列微处理单片机上。 
本发明的原理:一种基于肌电信号和传感器信号实现精细到手指的实时运动控制方法，其核心思想在于：采集主控者动作相关肌肉上的肌电信号，通过刺激脉冲生成算法生成相关的刺激脉冲序列，再利用弯曲度传感器采集到的各个手指弯曲度信息作为通道开关信号，选择相应的输出刺激通道，将生成的刺激脉冲序列输出至被控者相关的肌肉刺激位点上，从而实现对不同的目标肌肉神经进行与源神经/肌电信号相关的功能电刺激，实现精细到手指的精细动作实时控制。 
传感器信号由弯曲度传感器采集而来。弯曲传感器的原理是弯曲程度的改变导致自身阻抗的改变，进而达到感知弯曲程度的目的。通过这些信号建立还原算法，可以通过精确测量每一根手指的弯曲度和手指之间的相对运动，还原手部的动作。 
传感器信号的引入主要是为了解决精细动作的识别问题，单单依靠肌电信号可以识别一些粗大动作如抓握，但是对于手指的运动，单靠肌电信号很难识别， 引入弯曲度传感器可以监测每一根手指的运动弯曲状况，进而达到识别精细动作的目的。 
肌电信号是通过放大、滤波、A/D转换电路采集的人体特定部位的肌电信号。采集后送入信号处理电路，一般根据相应动作的复杂程度来决定选取多少路的肌电信号，本发明选取两路肌电信号再配合传感器信号就足以达到很好的效果。 
将弯曲度传感器信号作为开关信号，具体做法是设定一个阈值，当弯曲度传感器收集信号低于阈值时，就认为手指发生了弯曲，进而在对相应的输出通道进行脉冲刺激，达到主控者受控者同步的目的。 
采集特定肌肉上的肌电信号通过刺激脉冲生成算法生成相关的刺激脉冲序列，具体是指通过采集主控者特定肌肉上的肌电信号，利用算法生成幅度、频率都与采集到的肌电信号成正比的刺激脉冲序列，使得输出信号与采集到的主控者的肌电信号相关且成正比，当主控者动作幅度大时，产生的肌电信号较大，输出刺激脉冲也相应较大，使得主控者和受控者之间有良好的反馈关联。 
精确到手指运动的精细动作控制是指将利用传感器信号和肌电信号产生的多路刺激脉冲来刺激被控者的特定肌肉位点，就可以让相应对象进行精确的运动，这种运动的精细程度可以达到单根手指运动的级别。 
实时是指在采集者做出动作后，1-2s内受刺激对象就可以做出相应的精细动作响应。信号采集处理以及算法是一个非常快的过程，其耗时在毫秒级别，主要的延时产生于肌肉对于刺激脉冲的响应时间，因为信号要经过一定时间才能产生让肌肉运动的能量，尤其在比较微弱的动作情况下，这种延时会更为明显。幅度较大的动作如抓握则延时较短，刺激对象的动作与采集对象的动作是几乎同步的。 
刺激脉冲生成算法是通过单片微型计算机实现的，在实验中，采用的是TI公司的MSP430系列微处理器，采用其他系列的微处理器可以同样实现相同的算法。在算法处理后，将生成的刺激脉冲信号输入到刺激电路中，由刺激电路产生最终的刺激脉冲波形，并通过体表电极将刺激脉冲输出至人体相应运动肌肉的敏感控制位点。 
基于肌电信号和传感器实现精细到手指运动控制的方法可以实现健康人带动瘫痪病人实时的做精细动作，或者瘫痪病人健康肢体带动瘫痪肢体进行实时的相同的精细动作，或者健康人带动一个或者多个健康人进行实时的精细动作，实 现动作的准确复制和重建，无论是对瘫痪病人的康复还是健康人的操作训练，这些功能都可以产生积极的帮助 
本发明的特点在于：引入肌电信号和传感器信号相互融合的理念，采集肌电信号生成相应的刺激脉冲序列，加入传感器信号作为开关信号来选择输出通道，通过两者的融合，可以识别动作的发生和强度，并将结果输出至特定的受刺激肌肉，使之产生相同的运动。这样做的好处在于解决了单靠肌电信号无法识别精细动作的缺点，同时系统中的肌电信号弥补了传感器信号无法采集运动强度的问题，两者信息融合可以成功地完成动作的发生和强度记录，将一个完整动作的要素记录还原，并可以将其复制出来，从而达到精细到手指的实时运动控制。用这种方法可以让健康人带动瘫痪病人做实时精细动作，或者瘫痪病人健康肢体带动瘫痪肢体进行实时的相同的精细动作，或者健康人带动一个或者多个健康人进行精细动作，实现动作的准确复制和重建，无论是对瘫痪病人的康复还是健康人的操作训练，这些功能都可以有积极的帮助。 
本发明的具体实施案例，利用该方法实现健康人带动瘫痪病人进行实时精细运动的实例。首先，利用体表电极采集主控者特定肌肉的肌电信号，通过AD转化后变为数字信号。同时，利用弯曲度传感器信号采集主控者手指的运动信息，其弯曲度传感器在手上的分布如图2所示，其采集信号的电路图如图3所示。通过这种分布，可以监测每一根手指的弯曲度信息，进而还原出手部的精确动作。根据传感器特性，用图3中的电路来将传感器采集的模拟信号转化为数字信号，其中Rf代表弯曲度传感器，传感器会随着弯曲度的变化而改变自身阻抗，进而改变输出电压，在经过AD转换后就可以将弯曲度的信息用电压来表现。 
然后，将通过AD转化肌电和传感器两种数字信号送入MCU中。样机中MCU采用的TI公司出品的MSP430F169单片机。在单片机上用软件编写相应的算法，主要是利用传感器采集到的弯曲度信息来判断当前的手部姿势，每一根手指的弯曲程度，通过前后弯曲程度的改变来判断是否有动作发生，构成输出刺激脉冲的选通条件。当有特定动作发生时，才会有相应的刺激脉冲发生，比如主控者做了弯曲食指的动作，这时传感器的阻抗发生改变，输出电压值改变，经过AD后送入MCU中，MCU中的算法会监测到对应于食指的传感器信号发生了变动，而其他传感器信号都没有变动，就可以判断出主控者手部的动作是食指弯曲，就可以产生让被控者食指弯曲的相应的刺激脉冲。同时，MCU中的脉冲刺激生成算法根 据采集到的肌电信号大小来产生相应强度的刺激脉冲序列：当肌电信号强时，就产生强的刺激脉冲，当肌电信号弱时，则产生弱的刺激脉冲。通过肌电信号和传感器信号的融合处理，可以很好地实现主控者和被控者动作的同步，使系统既可以判断刺激种类，又可以判断刺激强度，达到实时精细动作控制的目的。 
刺激电路主要是根据前面算法中的关键指标来决定刺激脉冲的幅值大小和脉宽长短，通过刺激人体的对应位点可以达到让人做出特定动作的目的。 
通过上述步骤，主控者做出动作，在很短的时间内，受控者就会做出相同的动作，这对不论是瘫痪病人的康复还是健康人的操作训练，都可以有积极的帮助。 
为了克服依靠纯肌电信号来识别动作的困难，在此加入传感器信号作为辅助，来提高识别精细动作的准确性，尤其是手部的精细动作。在这个改进版的系统中，以肌电信号为主，传感器信号为辅，对两者进行一个“与”算法操作，进而通过算法来对不同的肌肉神经进行与控制强度对应的刺激，实现精细到手指运动的实时控制。 
除上述针对瘫痪病人康复医学的应用，在体育运动员的训练，钢琴等乐器的练习和各种器械的操作训练等过程中，动作的准确复制和重建也有应用价值。设想一下，如果能够摆脱难以理解的口头传授的动作要领，精确的做出教练和老师要求的标准技术动作，无疑节省了大量的训练时间，更快地培养出优秀的运动员、演奏家、技术人员和熟练工人。 
上面结合附图所描述的本发明优选具体实施例仅用于说明本发明的实施方式，而不是作为对前述发明目的和所附权利要求内容和范围的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本发明技术和权利保护范畴。 

Claims (6)

1.一种基于肌电信号和传感器信号实现精细实时运动的控制方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤一，采用弯曲度传感器采集主控者各肢体动作的弯曲度信息，同时通过体表探测电极采集此刻主控者肢体动作致使相关肌肉上产生的对应肌电信号；步骤二，通过功能电激励系统，该功能电激励系统集成有刺激脉冲生成算法，所述刺激脉冲生成算法将步骤一所述弯曲度信息对应的肌电信号生成刺激脉冲信号，所述功能电激励系统通过步骤一所述的弯曲度信息作为对应肢体动作的刺激脉冲信号的通道触发信号；步骤三、被控者通过肌电刺激电极，对相应的肌肉施加步骤二获得的刺激脉冲信号，以促使被控者肢体按照步骤一所述主控者肢体的弯曲度信息动作。
2.根据权利要求1所述基于肌电信号和传感器信号实现精细实时运动的控制方法，其特征在于：所述刺激脉冲生成算法是指将肌电信号生成幅度、频率都与采集的电信号成正比的刺激信号的算法。
3.根据权利要求2所述基于肌电信号和传感器信号实现精细实时运动的控制方法，其特征在于：所述肌电信号是指通过放大、滤波、A/D转换电路处理过的肌电信号；所述弯曲度信息是指通过A/D转换电路处理过的弯曲度信息。
4.根据权利要求3所述基于肌电信号和传感器信号实现精细实时运动的控制方法，其特征在于：所述通道触发信号的判断方法为：首先设定一个阈值，当弯曲度传感器收集信号低于阈值时，就认为发生了弯曲，进而在对相应的输出通道选择进行脉冲刺激。
5.根据权利要求4所述基于肌电信号和传感器信号实现精细实时运动的控制方法，其特征在于：当主控者所做的动作为手指运动时，所述弯曲度传感器设置于五根手指的背面；采集肌电信号的手指数至少两根，刺激脉冲信号可通过该肌电信号拟合再通过刺激脉冲生成算法生成。
6.根据权利要求5所述基于肌电信号和传感器信号实现精细实时运动的控制方法，其特征在于：所述刺激脉冲生成算法集成在MSP430系列微处理单片机上。
CN201310222561.1A 2013-06-04 2013-06-04 一种基于肌电信号和传感器信号实现精细实时运动的控制方法 Active CN103495260B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310222561.1A CN103495260B (zh) 2013-06-04 2013-06-04 一种基于肌电信号和传感器信号实现精细实时运动的控制方法
PCT/CN2013/087570 WO2014194609A1 (zh) 2013-06-04 2013-11-21 一种基于肌电信号和传感器信号实现精细实时运动的控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310222561.1A CN103495260B (zh) 2013-06-04 2013-06-04 一种基于肌电信号和传感器信号实现精细实时运动的控制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103495260A true CN103495260A (zh) 2014-01-08
CN103495260B CN103495260B (zh) 2016-05-25

Family

ID=49860573

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310222561.1A Active CN103495260B (zh) 2013-06-04 2013-06-04 一种基于肌电信号和传感器信号实现精细实时运动的控制方法

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN103495260B (zh)
WO (1) WO2014194609A1 (zh)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105056396A (zh) * 2015-09-09 2015-11-18 上海诺诚电气股份有限公司 镜像评估训练低频电刺激康复系统及使用方法
CN105311749A (zh) * 2015-05-11 2016-02-10 南京神桥医疗器械有限公司 一种植入式电刺激肢体运动功能的调控装置
WO2016023349A1 (zh) * 2014-08-13 2016-02-18 华为技术有限公司 基于表面肌电信号的动作识别方法和设备
WO2016091130A1 (zh) * 2014-12-09 2016-06-16 北京银河润泰科技有限公司 一种培训辅助设备和培训辅助方法
CN106155300A (zh) * 2015-04-23 2016-11-23 宁波市美灵思医疗科技有限公司 一种基于肌电流和多传感器协同作用的人机交互设备及其使用方法
CN107157197A (zh) * 2017-03-27 2017-09-15 韶关学院 一种基于物联网的婴儿摇篮防盗系统
CN107307681A (zh) * 2017-03-27 2017-11-03 韶关学院 一种基于物联网的婴儿摇篮智能检测系统
CN112589775A (zh) * 2020-12-14 2021-04-02 东南数字经济发展研究院 一种外骨骼电机系统运动的控制方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109814716B (zh) * 2019-01-29 2021-07-27 福州大学 一种基于动态表面肌电信号的运动意图解码方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101391129A (zh) * 2008-07-21 2009-03-25 天津大学 基于p300信号脑机接口智能化上肢康复训练器及信号处理方法
CN101732796A (zh) * 2009-12-28 2010-06-16 上海交通大学 肌电信号控制的主从式无线功能性电刺激康复系统
CN201899776U (zh) * 2010-11-15 2011-07-20 王蓉 一种智能足下垂矫正和偏瘫康复装置
WO2011119251A2 (en) * 2010-03-22 2011-09-29 Research Foundation Of The City University Of New York Charge-enhanced neural electric stimulation system

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201642503U (zh) * 2010-03-11 2010-11-24 南方医科大学 基于生物反馈的监测治疗装置
CN102949783B (zh) * 2011-08-26 2015-03-25 云林科技大学 回馈控制的穿戴式上肢电刺激装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101391129A (zh) * 2008-07-21 2009-03-25 天津大学 基于p300信号脑机接口智能化上肢康复训练器及信号处理方法
CN101732796A (zh) * 2009-12-28 2010-06-16 上海交通大学 肌电信号控制的主从式无线功能性电刺激康复系统
WO2011119251A2 (en) * 2010-03-22 2011-09-29 Research Foundation Of The City University Of New York Charge-enhanced neural electric stimulation system
CN201899776U (zh) * 2010-11-15 2011-07-20 王蓉 一种智能足下垂矫正和偏瘫康复装置

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016023349A1 (zh) * 2014-08-13 2016-02-18 华为技术有限公司 基于表面肌电信号的动作识别方法和设备
WO2016091130A1 (zh) * 2014-12-09 2016-06-16 北京银河润泰科技有限公司 一种培训辅助设备和培训辅助方法
US20170095200A1 (en) * 2014-12-09 2017-04-06 Beijing Galaxy Raintai Technology Co., Ltd. Training assistance apparatus and training assistance method
CN106155300A (zh) * 2015-04-23 2016-11-23 宁波市美灵思医疗科技有限公司 一种基于肌电流和多传感器协同作用的人机交互设备及其使用方法
CN105311749A (zh) * 2015-05-11 2016-02-10 南京神桥医疗器械有限公司 一种植入式电刺激肢体运动功能的调控装置
CN105311749B (zh) * 2015-05-11 2018-03-09 南京神桥医疗器械有限公司 一种植入式电刺激肢体运动功能的调控装置
CN105056396A (zh) * 2015-09-09 2015-11-18 上海诺诚电气股份有限公司 镜像评估训练低频电刺激康复系统及使用方法
CN107157197A (zh) * 2017-03-27 2017-09-15 韶关学院 一种基于物联网的婴儿摇篮防盗系统
CN107307681A (zh) * 2017-03-27 2017-11-03 韶关学院 一种基于物联网的婴儿摇篮智能检测系统
CN112589775A (zh) * 2020-12-14 2021-04-02 东南数字经济发展研究院 一种外骨骼电机系统运动的控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2014194609A1 (zh) 2014-12-11
CN103495260B (zh) 2016-05-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103495260B (zh) 一种基于肌电信号和传感器信号实现精细实时运动的控制方法
CN107928980B (zh) 一种偏瘫患者的手部自主康复训练系统及训练方法
CN103212156B (zh) 基于本体镜像原理的偏瘫患者自主康复仪
Englehart et al. A robust, real-time control scheme for multifunction myoelectric control
CN103691059B (zh) 基于角度信息与肌电信号反馈控制的电刺激康复装置及方法
CN101574297B (zh) 基于虚拟现实的残障人士康复系统
US20200323460A1 (en) System And Method For Post-Stroke Rehabilitation And Recovery Using Adaptive Surface Electromyographic Sensing And Visualization
CN203043423U (zh) 一种基于脑机接口的康复训练装置
WO2016091130A1 (zh) 一种培训辅助设备和培训辅助方法
CN106923942B (zh) 基于人体肌电信号控制的上下肢运动辅助系统
CN105943206A (zh) 一种基于myo臂环的假肢手控制方法
CN106236503A (zh) 肌电驱动的上肢可穿戴外骨骼系统及控制方法
CN104825256B (zh) 一种带有感知反馈功能的假肢系统
CN102824691A (zh) 基于肌电信号通信机理的瘫痪肢体功能重建方法及其装置
CN100525854C (zh) 智能型瘫痪病人辅助康复系统
CN113940856A (zh) 一种基于肌电-惯性信息的手部康复训练装置及方法
CN102989124B (zh) 一种便携式肢体运动康复训练装置及其使用方法
CN110420383A (zh) 一种基于多模态融合反馈的可调功能性电刺激控制方法
CN108543216A (zh) 一种基于主从控制的手部功能重建装置及其实现方法
Luo et al. Research of intent recognition in rehabilitation robots: a systematic review
CN105640677B (zh) 一种用于假肢手感知反馈的电刺激感知反馈系统
Bi et al. Wearable EMG bridge—A multiple-gesture reconstruction system using electrical stimulation controlled by the volitional surface electromyogram of a healthy forearm
CN208943270U (zh) 一种可调节的电刺激康复装置
Lou et al. Wireless master-slave FES rehabilitation system using sEMG control
Edith et al. Gesture recognition using real time EMG

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant