CN108325162B - 一种步态训练方法、装置及可穿戴设备 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于可穿戴设备技术领域，提供了一种步态训练方法、装置及可穿戴设备，包括：根据用户下肢的运动障碍情况确定步态训练模式，若仅包含一只运动障碍下肢，根据步态特征数据计算出运动障碍下肢的步态偏离等级，查找匹配的步态训练模式；若双下肢均为运动障碍下肢，将预设的步态训练模式作为步态训练模式；根据确定出的步态训练模式确定出可穿戴设备中需被激活的电刺激信号输出模块以及电刺激参数，并控制电刺激信号输出模块按照电刺激参数对运动障碍下肢输出肌肉电刺激信号。对不同下肢障碍的用户根据其下肢障碍的特点来进行针对性的步态训练模式的选取，使得每个用户都能获得与之匹配的步态训练模式，提升了对不同用户步态训练的精准度。

Description

一种步态训练方法、装置及可穿戴设备
技术领域
本发明属于可穿戴设备技术领域，尤其涉及步态训练方法、装置及可穿戴设备。
背景技术
电刺激技术包括肌肉电刺激(ElectricMuscleStimulation，EMS)和神经肌肉电刺激(NeuromuscularElectrical Stimulation，NMES)，是一种对肌肉或终止于肌肉的运动神经施以直接电刺激使肌肉产生强制收缩的技术。
正常人在行走时，神经系统调节下肢有关肌群协同收缩或舒张，带动双腿交替迈步，借助地面摩擦力的作用推动人体前进。而对于如偏瘫和脑卒中患者这一类的人而言，其脑神经与部分肌肉的连接受到破坏，生物电无法正常传导和控制肌肉收缩，从而使得其下肢无法正常控制，无法完成正常的步态协同行走。
为了提升偏瘫和脑卒中患者等用户(以下简称用户)的下肢步态的协同度，辅助用户在日常生活中的正常步态行走，现有技术中，都是使用技术人员设定好的一套固定的步态训练模式，在用户行走同时来对用户下肢输出肌肉电刺激，以实现对用户的运行助行，其中，步态训练模式中的电刺激信号的输出频率、信号幅值参数等都是固定不变的。然而实际情况中，不同用户的脑神经与部分肌肉的连接破坏情况不一，导致的用户下肢受损程度也不尽相同，一套固定不变的步态训练模式已经难以满足不同用户对步态训练的不同需求。
因此，现有技术的步态训练方式单一，对不同用户步态训练的精准度低下，无法满足不同用户运动助行的多样化需求。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了步态训练方法、装置及可穿戴设备，以解决现有技术中步态训练方式单一，对不同用户步态训练的精准度低下，无法满足不同用户运动助行的多样化需求的问题。
本发明实施例的第一方面提供了一种步态训练装置，包括：
下肢识别模块，用于识别用户下肢的运动障碍情况；
模式确定模块，用于根据识别出的所述运动障碍情况，确定步态训练模式，包括：
单肢模式确定模块，用于若所述用户仅包含一只运动障碍下肢，采集所述用户的步态特征数据，根据所述步态特征数据计算出所述运动障碍下肢相对预设标准步态的步态偏离等级，查找出与所述步态偏离等级匹配的所述步态训练模式；
双肢模式确定模块，用于若所述用户的双下肢均为所述运动障碍下肢，将预设的步态训练模式作为所述步态训练模式；
电刺激模块，用于根据确定出的所述步态训练模式确定出可穿戴设备中需被激活的电刺激信号输出模块，以及各个所述电刺激信号输出模块对应的电刺激参数，并控制所述可穿戴设备上的各个所述电刺激信号输出模块按照对应的所述电刺激参数，对其所贴附的所述运动障碍下肢输出肌肉电刺激信号。
本发明实施例的第二方面提供了一种步态训练方法，包括：
识别用户下肢的运动障碍情况；
根据识别出的所述运动障碍情况，确定步态训练模式，包括：
若所述用户仅包含一只运动障碍下肢，采集所述用户的步态特征数据，根据所述步态特征数据计算出所述运动障碍下肢相对预设标准步态的步态偏离等级，查找出与所述步态偏离等级匹配的所述步态训练模式；
若所述用户的双下肢均为所述运动障碍下肢，将预设的步态训练模式作为所述步态训练模式；
根据确定出的所述步态训练模式确定出可穿戴设备中需被激活的电刺激信号输出模块，以及各个所述电刺激信号输出模块对应的电刺激参数，并控制所述可穿戴设备上的各个所述电刺激信号输出模块按照对应的所述电刺激参数，对其所贴附的所述运动障碍下肢输出肌肉电刺激信号。
本发明实施例的第三方面提供了一种可穿戴设备，包括：
包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述的步态训练方法的步骤。
本发明实施例的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，包括：存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的步态训练方法的步骤。
本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：对于单肢运动障碍的用户，考虑到其具有一只健康下肢，因此还是具有一定的自主运动能力，且以健康下肢为基础进行运动时所产生的步态特征数据来进行步态训练，能够更好地实现对用户的助行，因此在识别出用户单肢运动障碍时，会对用户运动时的步态特征数据(如运动时的下肢肌电数据和运动数据)进行采集，并计算出其步态不协同程度对应的步态偏离等级，再从预设的多套步态训练模式中匹配出与步态偏离等级相对应的步态训练模式，从而得到与单肢运动障碍的用户最为合适的步态训练模式，以辅助用户进行运动助行。而对于双肢运动障碍的用户，考虑到其极大可能无法进行自主运动，同时即使其进行了运动，由于其双肢都存在问题，因此此时得到的步态特征数据也不具有太大的参考意义，因此，本发明实施例中对双肢运动障碍的用户会读取出对应的步态训练模式，并以此辅助用户进行运动助行。本发明实施例对不同下肢障碍的用户，根据其下肢障碍的特点来进行针对性的步态训练模式的选取，使得每个用户都能获得与之匹配的步态训练模式，从而极大地提升了对不同用户步态训练的精准度，满足了不同用户运动助行的多样化需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例一提供的步态训练方法的实现流程示意图；
图2是本发明实施例二提供的步态训练方法的实现流程示意图；
图3是本发明实施例三提供的步态训练方法的实现流程示意图；
图4是本发明实施例四提供的步态训练方法的实现流程示意图；
图5是本发明实施例五提供的步态训练方法的实现流程示意图；
图6是本发明实施例六提供的步态训练装置的示意图；
图7是本发明实施例七提供的可穿戴设备的示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
首先，对本发明实施例中提及的可穿戴设备进行解释说明。在本发明实施例中，可穿戴设备可以是可穿戴式的智能训练衣，也可以是可穿戴、可贴附式的一个或多个采集模块以及电刺激信号输出模块的集合。
其中，当可穿戴设备为可穿戴式的智能训练衣时，其可以是由柔性面料制成的裤子或者衣裤，且在柔性面料贴近人体皮肤的一侧镶嵌有多个采集模块以及电刺激信号输出模块。每个采集模块固定于智能训练衣的不同位置点，以使得用户穿上该智能训练衣之后，各个采集模块能够贴附于用户身体的各块肌肉。每个电刺激信号输出模块固定于智能训练衣的不同位置点，以使得用户穿上该智能训练衣之后，各个电刺激信号输出模块能够贴附于用户身体的各块待刺激肌肉。在可穿戴设备中，还镶嵌有至少一个控制模块，每个采集模块即电刺激信号输出模块分别与该控制模块通信相连。现有技术中，一般仅采用一个控制模块，来实现对采集模块以及电刺激信号输出模块的控制。
在具体实现中，示例性地，可穿戴设备中还可以安置有电线及电路板，其中，电路板用于固定各类通讯总线、采集模块以及电刺激信号输出模块。此外，电路板及其各个焊接处都包裹有防水胶，作为一种具体的实现方式，通过在衣物上固定防水的走线，使得该可穿戴设备能够被洗涤。
特别地，当采集模块与控制模块通信相连时，每个采集模块中可以仅包含具有体感传感器功能的采集电极，也可以包含具有采集功能的集成电路。当电刺激信号输出模块与控制模块通信相连时，每个电刺激信号输出模块中既可以仅包含具有电刺激输出功能的输出电极，也可以包含具有输出功能的集成电路。
当可穿戴设备为可穿戴、可贴附式的一个或多个采集模块及电刺激信号输出模块的集合时，用户可将各个采集模块及电刺激信号输出模块灵活地固定于用户所指定的身体位置点，使得各个采集模块及电刺激信号输出模块能够分别贴附于用户身体的指定肌肉。此时，每个采集模块为具有采集功能以及具有无线传输功能的集成电路，且该集成电路中包含上述具有体感传感器功能的采集电极。每个电刺激信号输出模块为具有输出功能以及具有无线传输功能的集成电路，且该集成电路包含上述具有电刺激输出功能的输出电极。采集模块所采集到的肌电数据通过无线网络传输至远程的控制模块，电刺激信号输出模块根据接收到控制模块无线网络发送的控制信号输出刺激信号，该控制模块位于与采集模块及电刺激信号输出模块配套使用的远程终端设备或远程控制盒子中。
应当说明地，在本发明实施例中，可穿戴设备对用户数据的采集以及电刺激信号的输出均采用非入侵式的方式来实现，以避免对用户身体造成损伤，因此本发明实施例中采集模块以及电刺激信号输出模块所使用的电极均为非入侵式的电极，如贴片电极。由于可穿戴设备在用户的使用过程中，不可避免地会受到外力的拉伸，为了提升可穿戴设备的韧性，使得可穿戴设备能适应一定的变形与胀缩，本发明实施例中所使用的电极，优选地采用柔性材料制作而成的贴片电极，如织物电极、橡胶电极以及凝胶电极等。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
图1示出了本发明实施例一提供的步态训练方法的实现流程图，详述如下：
S101，识别用户下肢的运动障碍情况。
其中用户下肢的运动障碍情况包括仅有一只运动障碍下肢的情况以及双下肢均为运动障碍下肢的情况。作为本发明的一个实施例，用户下肢的运动障碍情况可以是由用户或其他人员在进行步态训练前输入至可穿戴设备，如在步态训练前由用户在可穿戴设备中输入其左下肢为运动障碍下肢，此时，S101中只需直接读取用户或其他人员输入的运动障碍情况即可。
S102，根据识别出的运动障碍情况，确定步态训练模式，包括：
S103，若用户仅包含一只运动障碍下肢，采集用户的步态特征数据，根据步态特征数据计算出运动障碍下肢相对预设标准步态的步态偏离等级，查找出与步态偏离等级匹配的步态训练模式。
其中，步态训练模式即为步态训练的电刺激方案，其中详细记录了需要激活的电刺激信号输出模块以及每个电刺激信号输出模块对应的电刺激参数。步态特征数据是指用户运动时下肢产生的步态相关的数据，包括但不限于如用户下肢的运动数据以及肌电数据。由于现有技术中对用户步态分析的技术较为成熟，如可以根据采集到用户的步态特征数据来实现对用户步态的识别并识别用户的步态协同度，得到用户步态与标准步态的偏离程度，因此本发明实施例中不对具体的步态分析方法进行限定，但其中步态偏离等级的划分规则需由技术人员预先进行设定，并在分析出用户步态的偏离程度后，根据步态偏离等级的划分规则确定出用户的步态偏离等级即可，其中步态的偏离程度越高步态偏离等级也越高。同时，为了实现对不同步态偏离程度的针对性处理，以充分满足不同用户的实际需求提高步态训练效果，本发明实施例中还会为不同的步态偏离等级预设不同强度的步态训练模式，其中步态偏离等级越高步态训练模式的强度也越高。当确定出用户仅包含一只运动障碍下肢时，说明用户具有一只无运动障碍的正常下肢即用户还是具有一定的自主运动能力，此时为了更好地对用户进行步态训练，更好地协助用户进行运动助行，本发明实施例中会对用户进行步态分析确定出用户运动障碍下肢的步态偏离等级，并选取出合适的步态训练模式来做为其电刺激方案，以使得用户无运动障碍的正常下肢运动时，运动障碍下肢能得到充分且适宜的电刺激协助其进行步态协同运动，以达到辅助用户运行的目的。
作为本发明步态偏离等级计算的一种具体实现方式，为了实现对步态偏离等级的计算，本发明实施例在用户进行步态训练之前，技术人员首先将下肢无运动障碍正常人群在正常行走时的步态作为标准步态，并进行步态特征数据采集与分析，即会采集正常人群行走时其下肢各肌肉的运动数据以及肌电数据等数据，并对采集到的数据进行分析确定出下肢各个肌肉在标准步态时的收缩次序、收缩时机以及收缩力度等数据，以此建立好对应的肌肉步态数据库。例如，采集正常人群在正常行走时，其下肢中的阔筋膜张肌、臀大肌、缝匠肌、股四头肌、股二头肌以及半键肌等肌肉的步态特征数据，并进行分析确定出这些肌肉在正常行走时的收缩次序、收缩时机以及收缩力度等数据后，得到所需的肌肉步态数据库。当需要计算用户的步态偏离等级时，只需要对采集到的用户下肢实际的步态特征数据进行处理得到用户下肢各肌肉实际的收缩情况，并将得到的肌肉收缩情况与肌肉步态数据库中的肌肉收缩情况进行对比判断出用户的步态偏离程度，再根据步态偏离程度确定出步态偏离等级即可。
S104，若用户的双下肢均为运动障碍下肢，将预设的步态训练模式作为步态训练模式。
当用户双下肢均为运动障碍下肢时用户已难以自主运动，因此，此时即使得到了双下肢的步态特征数据其参考价值也较低，因此，本发明实施例中会由技术人员直接为用户预设好对应的步态训练模式来对用户双下肢进行步态训练。由于实际情况中，即使是双下肢均为运动障碍下肢的用户其下肢的运动不便程度也会有所差异，因此在本发明实施例中，优选地，可以预设多套不同强度的步态训练模式，并根据用户的实际情况来进行步态训练模式的选取。
S105，根据确定出的步态训练模式确定出可穿戴设备中需被激活的电刺激信号输出模块，以及各个电刺激信号输出模块对应的电刺激参数，并控制可穿戴设备上的各个电刺激信号输出模块按照对应的电刺激参数，对其所贴附的运动障碍下肢输出肌肉电刺激信号。
其中，电刺激参数具体包括电刺激强度、电刺激频率、电刺激时长以及电刺激波形种类等参数，通过配置不同的电刺激参数，并控制激活不同的电刺激信号输出模块按照其对应的电刺激参数向所贴附的运动障碍下肢输出肌肉电刺激信号，可以实现对运动障碍下肢不同的步态训练。如，控制电刺激信号输出模块根据电刺激强度、电刺激频率以及电刺激波形等电刺激参数生成并输出肌肉电刺激信号，并根据电刺激时长以及电刺激周期等电刺激参数，对输出的肌肉电刺激信号进行调控，以实现对运动障碍下肢的刺激。
本发明实施例中，为了实现对用户的步态训练辅助用户运动，会在确定出步态训练模式后，在用户进行运动的同时，根据步态训练模式来对用户的运动障碍下肢进行肌肉电刺激，使得用户的运动障碍下肢产生被迫运动，从而使得用户双下肢的步态协同运动，帮助用户进行日常行走等运动。
在本发明实施例中，对于单肢运动障碍的用户，考虑到其具有一只健康下肢，因此还是具有一定的自主运动能力，且以健康下肢为基础进行运动时所产生的步态特征数据来进行步态训练，能够更好地实现对用户的助行，因此在识别出用户单肢运动障碍时，会对用户运动时的步态特征数据进行采集并计算出其步态不协同程度对应的步态偏离等级，再从预设的多套步态训练模式中匹配出与步态偏离等级相对应的步态训练模式，从而得到与单肢运动障碍的用户最为合适的步态训练模式，使得用户双下肢得以配合进行协同步态行走，以辅助用户进行运动助行。而对于双肢运动障碍的用户，考虑到其极大可能无法进行自主运动，同时即使其进行了运动，由于其双肢都存在问题，因此此时得到的步态特征数据也不具有太大的参考意义，因此，本发明实施例中对双肢运动障碍的用户会读取出对应的步态训练模式，并以此辅助用户进行运动助行。本发明实施例对不同下肢障碍的用户，根据其下肢障碍的特点来进行针对性的步态训练模式的选取，使得每个用户都能获得与之匹配的步态训练模式，从而极大地提升了对不同用户步态训练的精准度，满足了不同用户运动助行的多样化需求。
作为本发明识别用户下肢运动障碍情况的一种具体实现方式，为了保证得到的运动障碍情况的有效性，本发明实施例中会由技术人员预设好设定好一套或多套下肢测试方案，测试方案中包含要求用户使用下肢做出的测试动作，并在步态训练前要求用户进行测试动作，再根据用户进行测试动作过程中采集到的下肢运动数据来判断用户的下肢运动障碍情况。
作为本发明识别用户下肢运动障碍情况的另一种具体实现方式，由于对用户进行步态训练运动助行是一个周期较长的过程，用户需要较长时间地穿着可穿戴设备，因此本发明实施例可以采集到用户日常生活中较为丰富的下肢运动数据。因此，为了提升对用户运动障碍情况检测的准确性，同时减少用户的操作方便用户使用，本发明实施例中会对历史采集到的用户的下肢运动数据来进行处理，判断出用户下肢的运动障碍情况。
作为本发明实施例二，如图2所示，在控制可穿戴设备中的电刺激信号输出模块输出肌肉电刺激信号之前，还包括：
S201，识别出运动障碍下肢的运动障碍等级，并读取出运动障碍等级对应的调整比例值。
由于实际情况中，不同用户的具体运动障碍程度情况可能有所不同，如有些用户运动障碍程度较低，能进行一定程度的自主运动，但有些则运动障碍程度较高，基本无法进行自主运动。为了适应不同运动障碍程度的用户的实际需求，本发明实施例中会对用户下肢的运动障碍程度进行等级划分，并会根据用户下肢的运动障碍等级来对步态训练设置不同的调整比例值，以使得在确定出用户对应的步态训练模式后，利用调整比例值对步态训练模式的电刺激参数进行调整，使得输出的肌肉电刺激信号更加适合用户的实际个人情况，以实现对用户个性化的不同训练提高对用户不同训练的精确度。
S202，基于调整比例值，对步态训练模式中各个电刺激信号输出模块对应的电刺激参数进行比例缩放调整。
其中，由于电刺激参数中包含的参数种类较多，如电刺激强度、电刺激频率、电刺激时长以及电刺激波形种类等，而本发明实施例中最终想实现的是对用户不同下肢的运动障碍程度进行不同强度的电刺激参数的肌肉电刺激信号输出，因此在对电刺激参数进行调整时，主要应对其中与人体感受电刺激的强度相关的参数进行调整，如电刺激强度以及电刺激频率。因此，本发明实施例中，调整比例值可用于调整的电刺激参数中的具体参数种类，需由技术人员根据实际情况进行设定，本发明实施例中不予限定，优选地，可以将电刺激强度以及电刺激频率作为调整比例值的调整对象。
作为本发明的一个实施例，在本发明实施例二的基础上，还会采集用户的性别年龄等个人信息，并根据个人信息确定出用户电刺激参数的最大阈值，如最大电刺激强度值、最大电刺激频率值以及最大电刺激时长值，并利用这些阈值对调整后的电刺激参数进行大小判断，将大于阈值的电刺激参数调整至阈值大小，以防止过强的电刺激对用户造成伤害，在对用户进行精准步态训练的同时，保证用户的安全。
作为本发明实施例三，如图3所示，在确定用户匹配的步态训练模式时，还包括：
S301，识别出步态训练的第一运动类型。
由于日常用户运动的类型有多种对应着用户不同的步态训练类型，如常见的行走、跑步以及上楼下楼等，因此，为了满足更为丰富的用户需求，使得用户能够获得所需的步态训练，在本发明实施例中会将运动划分为不同的运动类型，并为每种运动类型设置与步态偏离等级对应的多个不同的步态训练模式以供用户选取使用。其中，步态训练的运动类型可以是由用户手动选取输入，如在可穿戴设备上或者可穿戴设备的控制设备上，用户手动选取此次步态训练的运动类型。同时，考虑到不同的运动类型都具有一定的步态规律特征，因此，本发明实施例中也可以是根据采集到得到用户下肢实际的步态特征数据进行分析后，确定出用户的运动类型。具体的运动类型的确定方法，需由技术人员根据实际情况进行设定。
S302，从第一运动类型对应的第一类运动步态模式库中，查找出与步态偏离等级匹配的步态训练模式。
本发明实施例中，在确定出用户本次步态训练的运动类型后，再在该运动类型对应的步态训练模式中，查找出用户步态偏离等级对应的步态训练模式，即可实现对用户实际步态训练需求的精准匹配，极大地提高了对用户步态训练的精准度，满足了用户多样化的个性需求。
作为本发明实施例四，如图4所示，在对双下肢存在运动障碍的用户进行步态训练模式选取时，还包括：
S401，接收用户输入的运动类型选取指令，并确定出运动类型选取指令指示的第二运动类型。
S402，从第二运动类型对应的第二类运动步态模式库中，读取预设的步态训练模式。
如上述本发明实施例三，本发明实施例中也将运动划分为不同的运动类型，并为每种运动类型设置对应的步态训练模式以供用户选取使用。由于对于双下肢均存在运动障碍的用户而言，其难以自主进行运动，因此采集其双下肢运动时产生的步态特征数据也难以准确或者其所想进行的运动类型。因此，本发明实施例中，对于双下肢均存在运动障碍的用户，可以由用户自行选取所需步态训练的运动类型，并会根据用户选取的运动类型类读取对应的步态训练模式。
作为本发明实施例五，如图5所示，在对用户进行肌肉电刺激信号输出以辅助用户运动的同时，还包括：
S501，在电刺激信号输出模块输出肌肉电刺激信号的同时，采集并分析用户下肢的步态特征数据，识别出运动障碍下肢中肌肉收缩数据超出预设范围的下肢肌群，以及识别出下肢肌群对应的电刺激信号调整参数。
S502，根据电刺激信号调整参数，对步态训练模式中各个电刺激信号输出模块对应的电刺激参数进行调整。
其中肌肉收缩数据包括下肢肌群中产生收缩的肌群、肌群收缩强度、肌群收缩的次序以及肌群收缩的持续时间。对于每种运动类型而言，其都具有一定的规律性和周期性，因此对于每种运动类型，都可以按照其运动规律划分为多个不同的运动阶段，如对于正常的行走而言，其可以按行走周期次序划分为：足放平期、本侧下肢站立期、趾离地期、摆动早起、摆动中期、摆动末期以及足跟着地期共七个运动阶段，而对于每个运动阶段而言，都需要不同的肌群参与收缩，且在不同动作阶段中肌群收缩强度、肌群的收缩次序以及收缩持续时间也不尽相同，而正是这些不同肌群在不同时间内的协调收缩，才使得双下肢能够协同完成不同的运动阶段，从而实现步行、跑步以及上楼下楼等运动。其中具体的运动阶段划分规则，可由技术人员根据需求进行设定，此处不予限定。
为了保证用户步态训练的正常有效进行，本发明实施例中会对用户的双下肢运动进行实时分析，确定出用户双下肢实时所处的运动阶段以及用户双下肢运动的协同情况如何。例如，在已知用户步态训练的运动类型后，利用采集到的运动数据识别出用户下肢所处的运动阶段，并将采集到的用户下肢各肌群的肌电数据与预设的运动阶段对应的标准肌群肌电数据进行对比，判断收缩的肌群是否与运动阶段对应应收缩的肌群相匹配，同时判断肌群的收缩强度、收缩次序以及持续收缩时间是否满足预设标准肌群肌电数据对应的上下限阈值范围，以确定出用户双下肢的协同情况。在确定出用户双下肢的协同情况的同时，本发明实施例中还会根据协同情况识别出对应的电刺激信号调整参数，以对各个肌群的电刺激参数进行调整，使得用户双下肢能够实现更好地协同运动，如增强或减小对某个肌群的电刺激强度，以实现对肌群收缩强度的调整帮助用户更好地协同运动。
本发明实施例中，对于仅包含一只运动障碍下肢的用户，本发明实施例中会以用户无运动障碍的正常下肢作为主要参考对象来确定用户的运动阶段，并以此作为参考实现对用户运动障碍下肢的电刺激参数进行调整，使得用户的运动障碍下肢得以更好地配合正常下肢进行协同运动，辅助用户进行日常运动。而对于双下肢运动障碍的用户，则会对用户的双下肢进行步态分析，确定出用户的运动阶段，并对用户双下肢进行电刺激参数的调整，以使得用户双下肢能够实现协同运动。
作为本发明的一个实施例，考虑到实际情况中当左右下肢肌肉力量差别超出一定值大小时，即使双下肢的肌肉收缩数据都处于标准运动对应的预设范围，对于用户而言，其双下肢由于力量差别过大，仍难以进行协同运动。因此，为了保证对双下肢肌肉力量差异较大时的步态训练效果，帮助用户进行日常运动助行，本发明实施例中会在对用户进行肌肉电刺激信号输出以辅助用户运动的同时，利用采集到的肌电数据来对用户双下肢进行肌肉力量分析，并在双下肢肌肉力量差异达到设定力量差阈值时，增强对肌肉力量较弱侧下肢的电刺激强度，以使得用户能更好地进行双下肢协同运动。其中，力量差阈值的具体数值大小，可由技术人员根据实际需求进行设定，优选地，可设置为左右侧下肢肌肉力量差别在10％以内，此时，只要将左右侧下肢的肌肉力量数据相除，判断比值是否在0.9～1.1的范围内即可。
作为本发明的一个优选实施例，为了保证用户步态训练时的安全性，本发明实施例中，会在对用户进行肌肉电刺激信号输出以辅助用户运动的同时，根据用户的双下肢肌电数据实时监测用户是否出现肌肉疲劳，同时根据步态特征数据识别用户是否出现摔倒等意外情况，并在识别出用户出现肌肉疲劳或者摔倒等意外情况时，停止对用户的肌肉电刺激信号的输出，以保证用户的使用安全。
在本发明实施例中，对于单肢运动障碍的用户，考虑到其具有一只健康下肢，因此还是具有一定的自主运动能力，且以健康下肢为基础进行运动时所产生的步态特征数据来进行步态训练，能够更好地实现对用户的助行，因此在识别出用户单肢运动障碍时，会对用户的运动类型进行识别并采集运动时的步态特征数据进行采集，同时计算出其步态不协同程度对应的步态偏离等级，再从预设的多套步态训练模式中匹配出与步态偏离等级相对应的步态训练模式，从而得到与单肢运动障碍的用户最为合适的步态训练模式，以辅助用户进行运动助行。而对于双肢运动障碍的用户，考虑到其极大可能无法进行自主运动，同时即使其进行了运动，由于其双肢都存在问题，因此此时得到的步态特征数据也不具有太大的参考意义，因此，本发明实施例中会根据用户选取的步态训练所需的运动类型，对双肢运动障碍的用户会读取出对应的步态训练模式，并以此辅助用户进行运动助行。与此同时，为了保证最终步态训练的效果，本发明实施例中还会根据用户运动障碍下肢的障碍等级来对得到的步态训练模式的电刺激参数进行调整，以满足用户实际下肢的需求。同时，本发明实施例中还引入了实时监测反馈机制，在对用户进行步态训练的同时，根据用户实际双下肢的协同情况来对输出的肌肉电刺激信号的电刺激参数进行调整，以保证实时步态训练的有效性，且引入了安全机制，在步态训练的同时监测用户是否可能出现意外情况，并及时停止肌肉电刺激信号的输出，以保证在对用户精确步态训练的同时，保证用户的人身安全。
本发明实施例对不同下肢障碍的用户，根据其下肢障碍的特点以及所需步态训练的运动类型来进行针对性的步态训练模式的选取，使得每个用户都能获得与之匹配的步态训练模式，从而极大地提升了对不同用户步态训练的精准度，同时实时监测反馈机制，进一步地优化了输出的肌肉电刺激信号的精确度，提升了步态训练的精确度，满足了不同用户运动助行的多样化需求。
应当说明的是，本申请中的步态训练方法以及上述实施例，仅适用于用户非病态情况下对应的步态训练，以帮助用户在日常生活中双下肢的协同运动，帮助用户更好地实现运动锻炼的目的。
对应于上文实施例所述的方法，图6示出了本发明实施例提供的肌肉电刺激的结构框图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。图6示例的步态训练装置可以是前述实施例一提供的步态训练方法的执行主体。
参照图6，该步态训练装置包括：
下肢识别模块61，用于识别用户下肢的运动障碍情况。
其中用户下肢的运动障碍情况包括仅有一只运动障碍下肢的情况以及双下肢均为运动障碍下肢的情况。作为本发明的一个实施例，用户下肢的运动障碍情况可以是由用户或其他人员在进行步态训练前输入至可穿戴设备，如在步态训练前由用户在可穿戴设备中输入其左下肢为运动障碍下肢，此时只需直接读取用户或其他人员输入的运动障碍情况即可。
模式确定模块62，用于根据识别出的所述运动障碍情况，确定步态训练模式，包括：
单肢模式确定模块63，用于若所述用户仅包含一只运动障碍下肢，采集所述用户的步态特征数据，根据所述步态特征数据计算出所述运动障碍下肢相对预设标准步态的步态偏离等级，查找出与所述步态偏离等级匹配的所述步态训练模式。
其中，步态训练模式即为步态训练的电刺激方案，其中详细记录了需要激活的电刺激信号输出模块以及每个电刺激信号输出模块对应的电刺激参数。步态特征数据是指用户运动时下肢产生的步态相关的数据，包括但不限于如用户下肢的运动数据以及肌电数据。由于现有技术中对用户步态分析的技术较为成熟，如可以根据采集到用户的步态特征数据来实现对用户步态的识别，并识别用户的步态协同度，得到用户步态与标准步态的偏离程度，因此本发明实施例中不对具体的步态分析方法进行限定，但其中步态偏离等级的划分规则需由技术人员预先进行设定，并在分析出用户步态的偏离程度后，根据步态偏离等级的划分规则确定出用户的步态偏离等级即可，其中步态的偏离程度越高步态偏离等级也越高。同时，为了实现对不同步态偏离程度的针对性处理，以充分满足不同用户的实际需求提高步态训练效果，本发明实施例中还会为不同的步态偏离等级预设不同强度的步态训练模式，其中步态偏离等级越高，步态训练模式的强度也越高。当确定出用户仅包含一只运动障碍下肢时，说明用户具有一只无运动障碍的正常下肢即用户还是具有一定的自主运动能力，此时为了更好地对用户进行步态训练，更好地协助用户进行运动助行，本发明实施例中会对用户进行步态分析确定出用户运动障碍下肢的步态偏离等级，并选取出合适的步态训练模式来做为其电刺激方案，以使得用户无运动障碍的正常下肢运动时，运动障碍下肢能得到充分且适宜的电刺激协助其进行步态协同运动，以达到辅助用户运行的目的。
双肢模式确定模块64，用于若所述用户的双下肢均为所述运动障碍下肢，将预设的步态训练模式作为所述步态训练模式。
当用户双下肢均为运动障碍下肢时用户已难以自主运动，因此，此时即使得到了双下肢的步态特征数据其参考价值也较低，因此，本发明实施例中会由技术人员直接为用户预设好对应的步态训练模式来对用户双下肢进行步态训练。由于实际情况中，即使是双下肢均为运动障碍下肢的用户其下肢的运动不便程度也会有所差异，因此在本发明实施例中，优选地，可以预设多套不同强度的步态训练模式，并根据用户的实际情况来进行步态训练模式的选取。
电刺激模块65，用于根据确定出的所述步态训练模式确定出可穿戴设备中需被激活的电刺激信号输出模块，以及各个所述电刺激信号输出模块对应的电刺激参数，并控制所述可穿戴设备上的各个所述电刺激信号输出模块按照对应的所述电刺激参数，对其所贴附的所述运动障碍下肢输出肌肉电刺激信号。
其中，电刺激参数具体包括电刺激强度、电刺激频率、电刺激时长以及电刺激波形种类等参数，通过配置不同的电刺激参数，并控制激活不同的电刺激信号输出模块按照其对应的电刺激参数向所贴附的运动障碍下肢输出肌肉电刺激信号，可以实现对运动障碍下肢不同的步态训练。如，控制电刺激信号输出模块根据电刺激强度、电刺激频率以及电刺激波形等电刺激参数生成并输出肌肉电刺激信号，并根据电刺激时长以及电刺激周期等电刺激参数，对输出的肌肉电刺激信号进行调控，以实现对运动障碍下肢的刺激。
本发明实施例中，为了实现对用户的步态训练辅助用户运动，会在确定出步态训练模式后，在用户进行运动的同时，根据步态训练模式来对用户的运动障碍下肢进行肌肉电刺激，使得用户的运动障碍下肢产生被迫运动，从而使得用户双下肢的步态协同运动，帮助用户进行日常的行走运动。在本发明实施例中，对于单肢运动障碍的用户，考虑到其具有一只健康下肢，因此还是具有一定的自主运动能力，且以健康下肢为基础进行运动时所产生的步态特征数据来进行步态训练，能够更好地实现对用户的助行，因此在识别出用户单肢运动障碍时，会对用户运动时的步态特征数据进行采集并计算出其步态不协同程度对应的步态偏离等级，再从预设的多套步态训练模式中匹配出与步态偏离等级相对应的步态训练模式，从而得到与单肢运动障碍的用户最为合适的步态训练模式，使得用户双下肢得以配合进行协同步态行走，以辅助用户进行运动助行。而对于双肢运动障碍的用户，考虑到其极大可能无法进行自主运动，同时即使其进行了运动，由于其双肢都存在问题，因此此时得到的步态特征数据也不具有太大的参考意义，因此，本发明实施例中对双肢运动障碍的用户会读取出对应的步态训练模式，并以此辅助用户进行运动助行。本发明实施例对不同下肢障碍的用户，根据其下肢障碍的特点来进行针对性的步态训练模式的选取，使得每个用户都能获得与之匹配的步态训练模式，从而极大地提升了对不同用户步态训练的精准度，满足了不同用户运动助行的多样化需求。
进一步地，该步态训练装置还包括：
障碍等级识别模块，用于识别出所述运动障碍下肢的运动障碍等级，并读取出所述运动障碍等级对应的调整比例值。
由于实际情况中，不同用户的具体运动障碍程度情况可能有所不同，如有些用户运动障碍程度较低，能进行一定自主运动，但有些则运动障碍程度较高，基本无法进行自主运动。为了适应不同运动障碍程度的用户的实际需求，本发明实施例中会对用户下肢的运动障碍程度进行等级划分，并会根据用户下肢的运动障碍等级来对步态训练设置不同的调整比例值，以使得在确定出用户对应的步态训练模式后，利用调整比例值对步态训练模式的电刺激参数进行调整，使得输出的肌肉电刺激信号更加适合用户的实际个人情况，以实现对用户个性化的不同训练提高对用户不同训练的精确度。
参数调整模块，用于基于所述调整比例值，对所述步态训练模式中各个所述电刺激信号输出模块对应的所述电刺激参数进行比例缩放调整。
其中，由于电刺激参数中包含的参数种类较多，如电刺激强度、电刺激频率、电刺激时长以及电刺激波形种类等，而本发明实施例中最终想实现的是对用户不同下肢的运动障碍程度进行不同强度的电刺激参数的肌肉电刺激信号输出，因此在对电刺激参数进行调整时，主要应对其中与人体感受电刺激的强度相关的参数进行调整，如电刺激强度以及电刺激频率。因此，本发明实施例中，调整比例值可用于调整的电刺激参数中的具体参数种类，需由技术人员根据实际情况进行设定，本发明实施例中不予限定，优选地，可以将电刺激强度以及电刺激频率作为调整比例值的调整对象。
进一步地，单肢模式确定模块63包括：
类型识别模块，用于识别出步态训练的第一运动类型。
由于日常用户运动的类型有多种，对应着用户不同的步态训练类型，如常见的行走、跑步以及上楼下楼等，因此，为了满足更为丰富的用户需求，使得用户能够获得所需的步态训练，在本发明实施例中会将运动划分为不同的运动类型，并为每种运动类型设置与步态偏离等级对应的，多个不同的步态训练模式以供用户选取使用。其中，步态训练的运动类型可以是由用户手动选取输入，如在可穿戴设备上或者可穿戴设备的控制设备上，用户手动选取此次步态训练的运动类型。同时，考虑到不同的运动类型都具有一定的步态规律特征，因此，本发明实施例中也可以是根据采集到得到用户下肢实际的步态特征数据进行分析后，确定出用户的运动类型。具体的运动类型的确定方法，需由技术人员根据实际情况进行设定。
模式查找模块，用于从所述第一运动类型对应的第一类运动步态模式库中，查找出与所述步态偏离等级匹配的所述步态训练模式。
本发明实施例中，在确定出用户本次步态训练的运动类型后，再在该运动类型对应的步态训练模式中，查找出用户步态偏离等级对应的步态训练模式，即可实现对用户实际步态训练需求的精准匹配，极大地提高了对用户步态训练的精准度，满足了用户多样化的个性需求。
进一步地，双肢模式确定模块64包括：
接收用户输入的运动类型选取指令，并确定出所述运动类型选取指令指示的第二运动类型。
从所述第二运动类型对应的第二类运动步态模式库中，读取所述预设的步态训练模式。如上述实施例所述，本发明实施例中也将运动划分为不同的运动类型，并为每种运动类型设置对应的步态训练模式以供用户选取使用。由于对于双下肢均存在运动障碍的用户而言，其难以自主进行运动，因此采集其双下肢运动时产生的步态特征数据也难以准确或者其所想进行的运动类型。因此，本发明实施例中，对于双下肢均存在运动障碍的用户，可以由用户自行选取所需步态训练的运动类型，并会根据用户选取的运动类型类读取对应的步态训练模式。
进一步地，该步态训练装置还包括：
在所述电刺激信号输出模块输出所述肌肉电刺激信号的同时，采集并分析所述用户下肢的步态特征数据，识别出所述运动障碍下肢中肌肉收缩数据超出预设范围的下肢肌群，以及识别出所述下肢肌群对应的电刺激信号调整参数。
根据所述电刺激信号调整参数，对所述步态训练模式中各个所述电刺激信号输出模块对应的所述电刺激参数进行调整。
其中肌肉收缩数据包括下肢肌群中产生收缩的肌群、肌群收缩强度、肌群收缩的次序以及肌群收缩的持续时间。对于每种运动类型而言，其都具有一定的规律性和周期性，因此对于每种运动类型，都可以按照其运动规律划分为多个不同的运动阶段，如对于正常的行走而言，其可以按行走周期次序划分为：足放平期、本侧下肢站立期、趾离地期、摆动早起、摆动中期、摆动末期以及足跟着地期共七个运动阶段，而对于每个运动阶段而言，都需要不同的肌群参与收缩，且在不同动作阶段中肌群收缩强度、肌群的收缩次序以及收缩持续时间也不尽相同，而正是这些不同肌群在不同时间内的协调收缩，才使得双下肢能够协同完成不同的运动阶段，从而实现步行、跑步以及上楼下楼等运动。其中具体的运动阶段划分规则，可由技术人员根据需求进行设定，此处不予限定。
为了保证用户步态训练的正常有效进行，本发明实施例中会对用户的双下肢运动进行实时分析，确定出用户双下肢实时所处的运动阶段以及用户双下肢运动的协同情况如何。例如，在已知用户步态训练的运动类型后，利用采集到的运动数据识别出用户下肢所处的运动阶段，并将采集到的用户下肢各肌群的肌电数据与预设的运动阶段对应的标准肌群肌电数据进行对比，判断收缩的肌群是否与运动阶段对应应收缩的肌群相匹配，同时判断肌群的收缩强度、收缩次序以及持续收缩时间是否满足预设标准肌群肌电数据对应的上下限阈值范围，以确定出用户双下肢的协同情况。在确定出用户双下肢的协同情况的同时，本发明实施例中还会根据协同情况识别出对应的电刺激信号调整参数，以对各个肌群的电刺激参数进行调整，使得用户双下肢能够实现更好地协同运动，如增强或减小对某个肌群的电刺激强度，以实现对肌群收缩强度的调整帮助用户更好地协同运动。
本发明实施例中，对于仅包含一只运动障碍下肢的用户，本发明实施例中会以用户无运动障碍的正常下肢作为主要参考对象来确定用户的运动阶段，并以此作为参考实现对用户运动障碍下肢的电刺激参数进行调整，使得用户的运动障碍下肢得以更好地配合正常下肢进行协同运动，辅助用户进行日常运动。而对于双下肢运动障碍的用户，则会对用户的双下肢进行步态分析，确定出用户的运动阶段，并对用户双下肢进行电刺激参数的调整，以使得用户双下肢能够实现协同运动。
本发明实施例提供的步态训练装置中各模块实现各自功能的过程，具体可参考前述图1至5所示实施例，以及其他相关实施例的描述，此处不再赘述。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
图7是本发明一实施例提供的可穿戴设备的示意图。如图7所示，该实施例的可穿戴设备7包括：处理器70、存储器71以及存储在所述存储器71中并可在所述处理器70上运行的计算机程序72。所述处理器70执行所述计算机程序72时实现上述各个步态训练方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤101至105。或者，所述处理器70执行所述计算机程序72时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能，例如图6所示模块61至65的功能。
所述可穿戴设备可包括，但不仅限于，处理器70、存储器71。本领域技术人员可以理解，图7仅仅是可穿戴设备7的示例，并不构成对可穿戴设备7的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述可穿戴设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器70可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
所述存储器71可以是所述可穿戴设备7的内部存储单元，例如可穿戴设备7的硬盘或内存。所述存储器71也可以是所述可穿戴设备7的外部存储设备，例如所述可穿戴设备7上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器71还可以既包括所述可穿戴设备7的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器71用于存储所述计算机程序以及所述可穿戴设备所需的其他程序和数据。所述存储器71还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种步态训练装置，其特征在于，包括：
下肢识别模块，用于识别用户下肢的运动障碍情况；
模式确定模块，用于根据识别出的所述运动障碍情况，确定步态训练模式，包括：
单肢模式确定模块，用于若所述用户仅包含一只运动障碍下肢，采集所述用户的步态特征数据，根据所述步态特征数据计算出所述运动障碍下肢相对预设标准步态的步态偏离等级，查找出与所述步态偏离等级匹配的所述步态训练模式；
双肢模式确定模块，用于若所述用户的双下肢均为所述运动障碍下肢，将预设的步态训练模式作为所述步态训练模式以对所述用户的双下肢进行步态训练；
电刺激模块，用于根据确定出的所述步态训练模式确定出可穿戴设备中需被激活的电刺激信号输出模块，以及各个所述电刺激信号输出模块对应的电刺激参数，并控制所述可穿戴设备上的各个所述电刺激信号输出模块按照对应的所述电刺激参数，对其所贴附的所述运动障碍下肢输出肌肉电刺激信号；
所述电刺激模块，还用于在所述电刺激信号输出模块输出所述肌肉电刺激信号的同时，采集并分析所述用户下肢的步态特征数据，识别出所述运动障碍下肢中肌肉收缩数据超出预设范围的下肢肌群，以及识别出所述下肢肌群对应的电刺激信号调整参数；其中肌肉收缩数据包括下肢肌群中产生收缩的肌群、肌群收缩强度、肌肉收缩的次序以及肌肉收缩的持续时间；根据所述电刺激信号调整参数，对所述步态训练模式中各个所述电刺激信号输出模块对应的所述电刺激参数进行调整。
2.如权利要求1所述的步态训练装置，其特征在于，还包括：
障碍等级识别模块，用于识别出所述运动障碍下肢的运动障碍等级，并读取出所述运动障碍等级对应的调整比例值；
参数调整模块，用于基于所述调整比例值，对所述步态训练模式中各个所述电刺激信号输出模块对应的所述电刺激参数进行比例缩放调整。
3.如权利要求1所述的步态训练装置，其特征在于，所述单肢模式确定模块，包括：
类型识别模块，用于识别出步态训练的第一运动类型；
模式查找模块，用于从所述第一运动类型对应的第一类运动步态模式库中，查找出与所述步态偏离等级匹配的所述步态训练模式。
4.一种步态训练方法，其特征在于，包括：
识别用户下肢的运动障碍情况；
根据识别出的所述运动障碍情况，确定步态训练模式，包括：
若所述用户仅包含一只运动障碍下肢，采集所述用户的步态特征数据，根据所述步态特征数据计算出所述运动障碍下肢相对预设标准步态的步态偏离等级，查找出与所述步态偏离等级匹配的所述步态训练模式；
若所述用户的双下肢均为所述运动障碍下肢，将预设的步态训练模式作为所述步态训练模式；
根据确定出的所述步态训练模式确定出可穿戴设备中需被激活的电刺激信号输出模块，以及各个所述电刺激信号输出模块对应的电刺激参数，并控制所述可穿戴设备上的各个所述电刺激信号输出模块按照对应的所述电刺激参数，对其所贴附的所述运动障碍下肢输出肌肉电刺激信号；
在所述电刺激信号输出模块输出所述肌肉电刺激信号的同时，还包括：
在所述电刺激信号输出模块输出所述肌肉电刺激信号的同时，采集并分析所述用户下肢的步态特征数据，识别出所述运动障碍下肢中肌肉收缩数据超出预设范围的下肢肌群，以及识别出所述下肢肌群对应的电刺激信号调整参数；其中肌肉收缩数据包括下肢肌群中产生收缩的肌群、肌群收缩强度、肌肉收缩的次序以及肌肉收缩的持续时间；
根据所述电刺激信号调整参数，对所述步态训练模式中各个所述电刺激信号输出模块对应的所述电刺激参数进行调整。
5.如权利要求4所述的步态训练方法，其特征在于，在所述电刺激信号输出模块输出所述肌肉电刺激信号之前，还包括：
识别出所述运动障碍下肢的运动障碍等级，并读取出所述运动障碍等级对应的调整比例值；
基于所述调整比例值，对所述步态训练模式中各个所述电刺激信号输出模块对应的所述电刺激参数进行比例缩放调整。
6.如权利要求4所述的步态训练方法，其特征在于，所述查找出与所述步态偏离等级匹配所述步态训练模式，包括：
识别出步态训练的第一运动类型；
从所述第一运动类型对应的第一类运动步态模式库中，查找出与所述步态偏离等级匹配的所述步态训练模式。
7.如权利要求4所述的步态训练方法，其特征在于，所述若所述用户的双下肢均为所述运动障碍下肢，将预设的步态训练模式作为所述步态训练模式，包括：
接收用户输入的运动类型选取指令，并确定出所述运动类型选取指令指示的第二运动类型；
从所述第二运动类型对应的第二类运动步态模式库中，读取所述预设的步态训练模式。
8.一种可穿戴设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求4至7任一项所述方法的步骤。
9.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求4至7任一项所述方法的步骤。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111375183B (zh) * 2018-12-28 2022-10-04 财团法人工业技术研究院 往复式运动的动作监测方法及系统
CN111375128B (zh) * 2018-12-29 2024-01-23 西安思博探声生物科技有限公司 一种基于功能性肌肉电刺激助行方法及装置
CN110639170B (zh) * 2019-09-25 2021-03-23 深圳市丞辉威世智能科技有限公司 训练设备的锁定方法、装置、训练设备及存储介质
CN111659005A (zh) * 2020-06-11 2020-09-15 浙江大学 一种基于肌电信号的足下垂康复装置
CN116746910B (zh) * 2023-06-15 2024-05-28 广州医科大学附属脑科医院 基于可穿戴设备的步态监测方法及装置、可穿戴设备

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103212188A (zh) * 2013-05-13 2013-07-24 中山大学 一种辅助步态训练的方法及系统
CN105536146A (zh) * 2016-02-01 2016-05-04 叶强 移动智能多通道动态电刺激下肢助行仪及方法
CN106377837A (zh) * 2016-09-19 2017-02-08 天津大学 基于步态识别的功能性肌肉电刺激助行装置及控制方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150297909A1 (en) * 2014-04-17 2015-10-22 Thomas J. Peashock Apparatus for assisting with the physiological recovery from fatigue, stress or injury

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103212188A (zh) * 2013-05-13 2013-07-24 中山大学 一种辅助步态训练的方法及系统
CN105536146A (zh) * 2016-02-01 2016-05-04 叶强 移动智能多通道动态电刺激下肢助行仪及方法
CN106377837A (zh) * 2016-09-19 2017-02-08 天津大学 基于步态识别的功能性肌肉电刺激助行装置及控制方法

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