CN117159336A - 一种康复训练方法、装置及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种康复训练方法、装置及电子设备。康复训练方法包括脑机接口将采集的头皮脑电信号发送至脑电信号管理器；脑电信号管理器根据头皮脑电信号的信号来源，生成行走控制指令并发送行走控制指令至外骨骼控制器；外骨骼控制器响应行走控制指令，驱动电机以辅助患者进行迈步动作，其中，外骨骼控制器设置在患者的下肢两侧，电机设置在外骨骼控制器上，脑机接口与脑电信号管理器通信连接、脑电信号管理器与外骨骼控制器通信连接。本发明的方案提高了T6‑T12胸段脊髓损伤患者的大脑在康复训练过程中的参与性，为临床治疗脊髓损伤引起的下肢步行功能障碍提供良好的康复效果。
Description
技术领域
本发明实施例涉及康复训练技术领域，尤其涉及一种康复训练方法、装置及电子设备。
背景技术
脊髓是中枢神经系统的一部分，负责传递大脑和身体其他部分之间的信息，脊髓损伤是指对人体脊髓造成的损害或损伤，脊髓损伤可以发生在脊髓的不同部位，包括颈段、胸段、腰段等。当脊髓受到损伤时可能会导致患者的运动功能受限，例如导致不同程度的运动能力丧失。
T6（胸6）节段为锁骨中线第6肋间隙（剑突水平），T12（胸12）节段为腹股沟韧带的中点，T6-T12胸段脊髓损伤通常会影响损伤节段以下的神经功能，脊髓传递运动和感觉信号的神经通路在损伤节段部位以下会中断。因此，T6-T12胸段脊髓损伤会导致不同程度的行走功能障碍，严重者可至行走能力丧失。为了帮助T6-T12胸段脊髓损伤导致损伤节段以下功能减退或不能进行正常行走的患者恢复运动功能，需要对其进行康复训练，通常会使用支持和辅助患者运动的外骨骼行走装置。
大脑通过感觉系统接收来自身体的反馈信号，以监控和调节肢体运动。在康复训练中，给予患者恰当的感觉反馈可以帮助大脑意识到肢体的位置、姿势和运动状态，从而更好地控制运动。
而现有技术中针对T6-T12胸段脊髓损伤导致损伤节段以下功能减退或不能进行正常行走的患者设置辅助行走的外骨骼装置，在患者穿戴好外骨骼装置后，点按“开始”和“前进”按钮使外骨骼驱动患者下肢移动，在移动到目标点时点按“停止”完成行走任务。行走过程中迈步时，机器外骨骼驱动患者屈髋屈膝抬脚完成迈步周期，后伸髋伸膝驱动并使患者足部脚掌落地，完成支撑后继续完成下一迈步周期。在上述过程中，患者依靠遥控器去控制外骨骼完成行走任务，并没有脑的参与，导致康复训练的效果较差。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种康复训练方法、装置及电子设备，以至少部分解决上述问题。
根据本发明实施例的第一方面，提供了一种康复训练方法，包括脑机接口将采集的头皮脑电信号发送至脑电信号管理器；脑电信号管理器根据头皮脑电信号的信号来源，生成行走控制指令并发送行走控制指令至外骨骼控制器；外骨骼控制器响应行走控制指令，驱动电机以辅助患者进行迈步动作，其中，外骨骼控制器设置在患者的下肢两侧，电机设置在外骨骼控制器上，脑机接口与脑电信号管理器通信连接、脑电信号管理器与外骨骼控制器通信连接。
在一种实现方式中，该康复训练方法还包括踝关节角度调节器调整患者踝关节的背屈运动范围和背伸运动范围，以辅助完成迈步动作，其中，踝关节角度调节器设置在患者下肢两侧的踝关节处，与外骨骼控制器通信连接。
在另一种实现方式中，踝关节角度调节器调整的背屈运动范围为40°~50°，踝关节角度调节器调整的背伸运动范围为20°~30°。
在另一种实现方式中，脑电信号管理器根据头皮脑电信号的信号来源，生成行走控制指令，包括脑电信号管理器通过头皮脑电信号分析算法对头皮脑电信号的信号来源进行判断若判断信号来源是右脑，则脑电信号管理器生成第一行走控制指令；若判断信号来源是左脑，则脑电信号管理器生成第二行走控制指令。
在另一种实现方式中，头皮脑电信号分析算法具体包括将头皮脑电信号的频带进行切片，得到多个子频带；对多个子频带中的各子频带进行CSP滤波，得到多个子频带特征；对多个子频带特征进行特征选择，得到多个目标频带特征；将多个目标频带特征输入预设的分类器进行分类，输出分类后的多个目标频带特征，分类后的多个目标频带特征指示头皮脑电信号的信号来源。
在另一种实现方式中，外骨骼控制器响应行走控制指令，驱动电机以辅助患者进行迈步动作，包括外骨骼控制器执行第一行走控制指令，驱动第一电机以辅助患者迈出左腿；外骨骼控制器执行第二行走控制指令，驱动第二电机以辅助患者迈出右腿。
在另一种实现方式中，该康复训练方法还包括脑电信号管理器判断当前头皮脑电信号的信号来源与先前头皮脑电信号的信号来源是否为同一信号来源；若当前头皮脑电信号的信号来源与先前头皮脑电信号的信号来源为同一信号来源，则脑电信号管理器不生成行走控制指令。
根据本发明实施例的第二方面，提供了一种康复训练装置，包括脑机接口，用于将采集的头皮脑电信号发送至脑电信号管理器；脑电信号管理器，用于根据头皮脑电信号的信号来源，生成行走控制指令并发送行走控制指令至外骨骼控制器；外骨骼控制器，用于响应行走控制指令，驱动电机以辅助患者进行迈步动作，其中，外骨骼控制器设置在患者的下肢两侧，电机设置在外骨骼控制器上，脑机接口与脑电信号管理器通信连接、脑电信号管理器与外骨骼控制器通信连接。
在另一种实现方式中，该康复训练装置还包括踝关节角度调节器，用于调整患者踝关节的背屈运动范围和背伸运动范围，以辅助完成迈步动作，其中，踝关节角度调节器设置在患者下肢两侧的踝关节处，与外骨骼控制器通信连接。
根据本发明实施例的第三方面，提供了一种电子设备，包括处理器、存储程序的存储器。其中，程序包括指令，指令在由处理器执行时使处理器执行如第一方面的方法。
根据本发明实施例的第四方面，提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如第一方面的方法。
综上，在本发明实施例的方案中，通过脑机接口将采集的头皮脑电信号发送至脑电信号管理器；脑电信号管理器根据头皮脑电信号的信号来源，生成行走控制指令并发送行走控制指令至外骨骼控制器；外骨骼控制器响应行走控制指令，从而驱动电机以辅助患者进行迈步动作，以上方案将T6-T12胸段脊髓损伤患者的大脑活动和外部的肢体行为结合起来进行康复训练，提高了T6-T12胸段脊髓损伤患者的大脑在康复训练过程中的参与性，为临床治疗脊髓损伤引起的下肢步行功能障碍提供良好的康复效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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实施例中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例的康复训练方法的步骤流程图。
图2为与图1实施例对应的康复训练装置的结构框图。
图3为根据本发明的另一实施例的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为了对本申请实施例的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本申请实施例的具体实施方式。
在本文中，“示例性地”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示例性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。
为使图面简洁，各图中只示例性地表示出了与本申请相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，为使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示例性地绘示了其中的一个或多个，或仅标示出了其中的一个或多个。
为了使本领域的人员更好地理解本发明实施例中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明实施例中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明实施例保护的范围。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示（诸如上、下、左、右、后……）仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
下面结合本发明实施例附图进一步说明本发明实施例具体实现。
图1为本发明实施例的康复训练方法的步骤流程图。如图所示，本实施例主要包括以下步骤：
步骤S102，脑机接口将采集的头皮脑电信号发送至脑电信号管理器。
应理解，脑机接口能够替代、修复、增强、补充或者改善中枢神经系统的正常输出，从而改变中枢神经系统与内外环境之间的交互作用。本方案使用的是非侵入式的脑机接口，非侵入式脑机接口相对侵入式的脑机接口，较为安全和便捷。
具体地，将脑机接口放置在头皮表面，脑机接口中设置多个电极，通过多个电极来记录大脑中神经元的电活动来记录大脑活动信号，这些电极会在特定的时间间隔内测量到脑部不同区域的电势变化，并将其转换为可读取和分析的信号，即脑机接口采集头皮脑电信号。
步骤S104，脑电信号管理器根据头皮脑电信号的信号来源，生成行走控制指令并发送行走控制指令至外骨骼控制器。
应理解，脑电信号管理器能够接收和记录脑机接口采集的头皮脑电信号，并根据头皮脑电信号的信号来源生成行走控制指令，该信号来源指的是头皮脑电信号来源于左脑还是右脑，行走控制指令用于指示患者进行行走。
事实上，大脑的左半球主要控制身体的右侧，而右半球主要控制身体的左侧。对于肢体运动控制，从大脑皮层发出的指令通过脑干和脊髓传递到身体。
具体地，左侧大脑半球主要负责控制身体的右侧，包括右手、右腿等。右侧大脑半球主要负责控制身体的左侧，包括左手、左腿等。所以可知，左脑控制右侧肢体，右脑控制左侧肢体。因此，需要对头皮脑电信号的信号来源进行区分，并生成对应的行走控制指令，便于控制患者进行行走。
步骤S106，外骨骼控制器响应行走控制指令，驱动电机以辅助患者进行迈步动作。
其中，外骨骼控制器设置在患者的下肢两侧，电机设置在外骨骼控制器上，脑机接口与脑电信号管理器通信连接、脑电信号管理器与外骨骼控制器通信连接。
应理解，外骨骼控制器设置在患者的下肢两侧，电机设置在外骨骼控制器上，电机至少有两个，分别均匀分布在位于患者的下肢两侧的外骨骼控制器上。通过外骨骼控制器响应行走控制指令，驱动电机，从而带动患者进行迈步动作。通过使用外骨骼控制器，患者可以得到额外的支持和辅助，促进康复和恢复行走能力。
综上，在本发明实施例的方案中，通过脑机接口将采集的头皮脑电信号发送至脑电信号管理器；脑电信号管理器根据头皮脑电信号的信号来源，生成行走控制指令并发送行走控制指令至外骨骼控制器；外骨骼控制器响应行走控制指令，从而驱动电机以辅助患者进行迈步动作，以上方案将T6-T12胸段脊髓损伤患者的脑活动和外部的肢体行为结合起来进行康复训练，提高了T6-T12胸段脊髓损伤患者的大脑在康复训练过程中的参与性，为临床治疗脊髓损伤引起的下肢步行功能障碍提供良好的康复效果。
在一种实现方式中，该康复训练方法还包括踝关节角度调节器调整患者踝关节的背屈运动范围和背伸运动范围，以辅助完成迈步动作，其中，踝关节角度调节器设置在患者下肢两侧的踝关节处，与外骨骼控制器通信连接。
应理解，对于踝关节来说，背屈指的是足部向上弯曲，使脚背靠近小腿，而背伸则是指足部向下弯曲，使脚背远离小腿。通过调整踝关节的背屈运动范围，增加或减小踝关节向上弯曲的能力；通过调整踝关节的背伸运动范围，增加或减小踝关节向下弯曲的能力。当我们进行活动，如行走、跑步或进行某种运动时，踝关节可以进行背屈和背伸 运动，例如：走路过程中当脚后跟着地之前，踝关节会发生背屈运动，抬起脚尖迈步时，踝关节会发生背伸运动。
还应理解，踝关节角度调节器至少有两个，分别设置在患者下肢两侧的踝关节处，通过调整患者踝关节的背屈运动范围和背伸运动范围，使患者踝关节在行走时模拟正常人走路时勾脚，脚后跟落地，脚尖离地的状态，配合整个下肢外骨骼装置，从而完成完整的迈步周期，从而使患者行走方式更灵活、更接近于正常人的行走状态，达到更好的康复效果。
在另一种实现方式中，踝关节角度调节器调整的背屈运动范围为40°~50°，踝关节角度调节器调整的背伸运动范围为20°~30°。
具体地，在不进行活动即不进行迈步动作时，将踝关节角度调节器置于标准零度位置即0°，足外缘与地面平行即正常踩地。在T6-T12胸段脊髓损伤患者进行活动，完成迈步周期时，将踝关节角度调节器调整的背屈运动范围设置为40°~50°，将踝关节角度调节器调整的背伸运动范围设置为20°~30°。应理解，在不进行活动时将踝关节角度调节器置于标准零度位置是因为这个位置能够提供足够的支撑和稳定性，使脚部得到适当的休息。足外缘与地面平行，也可以帮助维持身体的平衡状态。在进行活动时，踝关节角度调节器调整的背伸运动范围为20°~30°，这个范围可以提供一定的灵活性，让脚部可以适应不同的地形和动作需求，例如攀爬、跳跃等。而踝关节角度调节器调整的背屈运动范围为40°~50°，这个范围可以使脚部更好地适应吸收冲击和承受重量的需求。踝关节角度调节器调整患者踝关节的背屈运动范围和背伸运动范围，保持合适的活动度范围，可以提高脚部进行迈步动作的灵活性同时减少受伤的风险，以顺利完成迈步周期。
还应理解，步行周期指行走过程中足地至该侧足跟再次着地时所经过的时间。每一侧下散有其各自的步行周期。每一个步行周期分为站立相和迈步相两个阶段。站立相又称支撑相为足底与地面接抽的期边远步相亦称摆动根指支离开地面向动的阶。站步行周期的60%短步相约占其中的40%一条腿与地面接触并负重时称“单支撑期体重从一侧下肢向另一侧下肢传递，双足同时与地面接触时称为“双支撑期”。
示例性地，对迈步周期进行进一步解释：
（1）首次着地：步行周期和站立相的起始点指足跟或足底的其他部位第一次与地面接触的瞬间。正常人行走时的首次着地方式为足跟着地。不同的病理步态中，首次着地方式表现各异，如前脚掌(即跖骨头)着地、足底外侧缘着地、足跟与前脚掌同时着地。
（2）负荷反应期：指足跟着地后至足底与地面全面接触瞬间的一段时间,即一侧足跟着地后至对侧下肢足趾离地时(0~15%步行周期)，为双支撑期，是重心由足跟转移至足底的过程，又称承重期，指正常行走时足跟着地至膝关节屈曲角度达到站立相期间的最大值(约发生在10%~15%步行周期)。
（3）站立中期：指从对侧下肢离地至躯干位于该侧(支撑)腿正上方时(15%~40%步行周期)，为单腿支撑期,此时重心位于支撑面正上方。
（4）站立末期：为单腿支撑期,指从支撑腿足跟离地时到对侧下肢足跟着地(40%~50%步行周期)。
（5）迈步前期：指从对侧下肢足跟着地到支撑腿足趾离地之前的一段时间(50%~60%步行周期),为第二个双支撑期。
（6）迈步初期：从支撑腿离地至该腿膝关节达到最大屈曲时(60%~70%步行周期)。此阶段主要目的是使足底离开地面(称为足廓清),以确保下肢向前摆动时，足趾不为地面所绊。
（7）迈步中期：从膝关节最大屈曲摆动到小腿与地面垂直时(70%~85%步行周期)，保持足与地面间的距离仍是该期的主要目的。
（8）迈步末期：指与地面垂直的小腿向前摆动至该侧足跟再次着地之前(85%~100%步行周期)。该期小腿向前摆动的速度减慢并调整足的位置，为进入下一个步行周期做准备。
在另一种实现方式中，脑电信号管理器根据头皮脑电信号的信号来源，生成行走控制指令，包括脑电信号管理器通过头皮脑电信号分析算法对头皮脑电信号的信号来源进行判断；若判断信号来源是右脑，则脑电信号管理器生成第一行走控制指令；若判断信号来源是左脑，则脑电信号管理器生成第二行走控制指令。
在另一种实现方式中，外骨骼控制器响应行走控制指令，驱动电机以辅助患者进行迈步动作，包括外骨骼控制器执行第一行走控制指令，驱动第一电机以辅助患者迈出左腿；外骨骼控制器执行第二行走控制指令，驱动第二电机以辅助患者迈出右腿。
应理解，电机至少有两个，分别均匀分布在位于患者的下肢两侧的外骨骼控制器上，第一电机对应第一行走控制指令，第二电机对应第二行走控制指令，
示例性地，已知左脑控制右侧肢体，右脑控制左侧肢体，脑电信号管理器通过头皮脑电信号分析算法对头皮脑电信号的信号来源进行判断，若判断信号来源是右脑，则脑电信号管理器生成第一行走控制指令，并将第一行走控制指令发送至外骨骼控制器，外骨骼控制器上设置在患者的下肢两侧即设置在患者的左下肢和右下肢，外骨骼控制器执行第一行走控制指令，驱动左下肢的第一电机转动，带动患者迈出左腿。
作为另一示例，若判断信号来源是左脑，则脑电信号管理器生成第二行走控制指令，并将第二行走控制指令发送至外骨骼控制器，外骨骼控制器执行第二行走控制指令，驱动右下肢的第二电机转动，带动患者迈出右腿。
通过将T6-T12胸段脊髓损伤患者的大脑活动和外部的肢体行为结合起来进行康复训练，提高了T6-T12胸段脊髓损伤患者的大脑在康复训练过程中的参与性，为临床治疗脊髓损伤引起的下肢步行功能障碍提供良好的康复效果。
在另一种实现方式中，该康复训练方法还包括脑电信号管理器判断当前头皮脑电信号的信号来源与先前头皮脑电信号的信号来源是否为同一信号来源；若当前头皮脑电信号的信号来源与先前头皮脑电信号的信号来源为同一信号来源，则脑电信号管理器不生成行走控制指令。
示例性地，通常在康复训练进行行走的过程中，需要患者的左右腿交替迈出，为了防止患者在康复训练过程中错误发出的头皮脑电信号干扰康复训练，需要脑电信号管理器对当前头皮脑电信号的信号来源与先前头皮脑电信号的信号来源进行判断，若该两个信号来源都源自左脑，认为两者为同一信号来源，意味着患者可能想要连续迈出两次右腿，不符合左右腿交替迈出的规律，因此脑电信号管理器不生成行走控制指令，则外骨骼控制器无需执行任何指令，患者原地不动。
作为另一示例，若该两个信号来源都源自右脑，认为两者为同一信号来源，意味着患者可能想要连续迈出两次左腿，这也不符合左右腿交替迈出的规律，脑电信号管理器不生成行走控制指令，外骨骼控制器无需执行任何指令，患者原地不动。
在另一种实现方式中，头皮脑电信号分析算法具体包括将头皮脑电信号的频带进行切片，得到多个子频带；对多个子频带中的各子频带进行CSP滤波，得到多个子频带特征；对多个子频带特征进行特征选择，得到多个目标频带特征；将多个目标频带特征输入预设的分类器进行分类，输出分类后的多个目标频带特征，分类后的多个目标频带特征指示头皮脑电信号的信号来源。
应理解，头皮脑电信号（Electroencephalogram，EEG）包含多个频带，左脑和右脑在频带上有所不同，但它们可以表现出相似的频率范围。因为大脑的左右半球之间存在着信息交流和协调，因此它们通常会呈现出相似的频带特征。并且头皮脑电信号通常伴随着各种噪声和干扰，如肌肉活动、眼球运动以及环境电磁干扰等，因此需要对多个子频带中的各子频带进行CSP滤波，通过优化脑电信号的峰值和幅度特征来增强感兴趣的信号，并抑制其他可能干扰的信号，以实现去除噪声和干扰的目的。
还应理解，对多个子频带特征进行特征选择，选择最具代表性和区分度的特征。特征选择可以通过各种方法实现，包括统计学方法、信息论方法和机器学习方法等。目的是减少特征的维度，并提取出对分类任务最有用的信息。
还应理解，最后将多个目标频带特征输入预设的分类器进行分类，在这个阶段，选取适当的分类算法，可以是支持向量机（SVM）、逻辑回归（Logistic Regression）或人工神经网络（Artificial Neural Network）。预设的分类器为已经训练和测试完成的分类器，预设的分类器通过分类算法对多个目标频带特征进行分类，输出分类后的多个目标频带特征，分类后的多个目标频带特征指示头皮脑电信号的信号来源。
通过头皮脑电信号分析算法对头皮脑电信号的信号来源进行判断，能更准确地理解患者的运动意图，从而对患者的康复训练起到更好的效果。
综上，在本发明实施例的方案中，通过脑机接口将采集的头皮脑电信号发送至脑电信号管理器；脑电信号管理器根据头皮脑电信号的信号来源，生成行走控制指令并发送行走控制指令至外骨骼控制器；外骨骼控制器响应行走控制指令，从而驱动电机以辅助患者进行迈步动作，以上方案将T6-T12胸段脊髓损伤患者的大脑活动和外部的肢体行为结合起来进行康复训练，提高了T6-T12胸段脊髓损伤患者的大脑在康复训练过程中的参与性，为临床治疗脊髓损伤引起的下肢步行功能障碍提供良好的康复效果。
参见图2，图2为与图1实施例对应的康复训练装置200的结构框图。本实施例的康复训练装置200，包括：
脑机接口201，用于将采集的头皮脑电信号发送至脑电信号管理器。
脑电信号管理器202，用于根据头皮脑电信号的信号来源，生成行走控制指令并发送行走控制指令至外骨骼控制器。
外骨骼控制器203，用于响应行走控制指令，驱动电机以辅助患者进行迈步动作。
其中，外骨骼控制器设置在患者的下肢两侧，电机设置在外骨骼控制器上，脑机接口与脑电信号管理器通信连接、脑电信号管理器与外骨骼控制器通信连接。
在另一种实现方式中，该康复训练装置还包括踝关节角度调节器204，用于调整患者踝关节的背屈运动范围和背伸运动范围，以辅助完成迈步动作，其中，踝关节角度调节器设置在患者下肢两侧的踝关节处，与外骨骼控制器通信连接。
在另一种实现方式中，踝关节角度调节器调整的背屈运动范围为40°~50°，踝关节角度调节器调整的背伸运动范围为20°~30°。
具体地，在不进行活动时将踝关节角度调节器置于标准零度位置即0°，足外缘与地面平行即正常踩地。在T6-T12胸段脊髓损伤患者进行活动，完成迈步周期时，将踝关节角度调节器调整的背屈运动范围设置为40°~50°，将踝关节角度调节器调整的背伸运动范围设置为20°~30°。
在本发明实施例的方案中，康复训练装置通过将T6-T12胸段脊髓损伤患者的大脑活动和外部的肢体行为结合起来进行迈步动作直至完成整个迈步周期，从而达到康复训练的目的，提高了T6-T12胸段脊髓损伤患者的大脑在康复训练过程中的参与性，为临床治疗脊髓损伤引起的下肢步行功能障碍提供良好的康复效果。
本实施例的康复训练装置200用于实现前述多个方法实施例中相应的方法，并具有相应的方法实施例的有益效果，在此不再赘述。此外，本实施例的装置中的各个模块的功能实现均可参照前述方法实施例中的相应部分的描述，在此亦不再赘述。
根据本发明实施例的第三方面，提供了一种电子设备，参见图3，现将描述可以作为本申请的服务器或客户端的电子设备300的结构框图，其是可以应用于本申请的各方面的硬件设备的示例。电子设备旨在表示各种形式的数字电子的计算机设备，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本申请的实现。
该电子设备300可以包括：处理器(processor)302、通信接口(CommunicationsInterface)304、存储器(memory)306、以及通信总线308。
处理器302、通信接口304、以及存储器306通过通信总线308完成相互间的通信。通信接口304，用于与其它电子设备或服务器进行通信。
处理器302，用于执行程序310，具体可以执行上述方法实施例中的相关步骤。
具体地，程序310可以包括程序代码，该程序代码包括计算机操作指令。
处理器302可能是处理器CPU，或者是特定集成电路ASIC（Application SpecificIntegrated Circuit），或者是被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路。智能设备包括的一个或多个处理器，可以是同一类型的处理器，如一个或多个CPU；也可以是不同类型的处理器，如一个或多个CPU以及一个或多个ASIC。
存储器306，用于存放程序310。存储器306可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器（non-volatile memory），例如至少一个磁盘存储器。
程序310具体可以用于使得处理器302执行以下操作：脑机接口将采集的头皮脑电信号发送至脑电信号管理器；脑电信号管理器根据头皮脑电信号的信号来源，生成行走控制指令并发送行走控制指令至外骨骼控制器；外骨骼控制器响应行走控制指令，驱动电机以辅助患者进行迈步动作，其中，外骨骼控制器设置在患者的下肢两侧，电机设置在外骨骼控制器上，脑机接口与脑电信号管理器通信连接、脑电信号管理器与外骨骼控制器通信连接。
此外，程序310中各步骤的具体实现可以参见上述方法实施例中的相应步骤和单元中对应的描述，在此不赘述。所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的设备和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描述，在此不再赘述。
需要指出，根据实施的需要，可将本发明实施例中描述的各个部件/步骤拆分为更多部件/步骤，也可将两个或多个部件/步骤或者部件/步骤的部分操作组合成新的部件/步骤，以实现本发明实施例的目的。
上述根据本发明实施例的方法可在硬件、固件中实现，或者被实现为可存储在记录介质（诸如CD ROM、RAM、软盘、硬盘或磁光盘）中的软件或计算机代码，或者被实现通过网络下载的原始存储在远程记录介质或非暂时机器可读介质中并将被存储在本地记录介质中的计算机代码，从而在此描述的方法可被存储在使用通用计算机、专用处理器或者可编程或专用硬件（诸如ASIC或FPGA）的记录介质上的这样的软件处理。可以理解，计算机、处理器、微处理器控制器或可编程硬件包括可存储或接收软件或计算机代码的存储组件（例如，RAM、ROM、闪存等），当所述软件或计算机代码被计算机、处理器或硬件访问且执行时，实现在此描述的方法。此外，当通用计算机访问用于实现在此示出的方法的代码时，代码的执行将通用计算机转换为用于执行在此示出的方法的专用计算机。
应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
以上实施方式仅用于说明本申请实施例，而并非对本申请实施例的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本申请实施例的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本申请实施例的范畴，本申请实施例的专利保护范围应由权利要求限定。
Claims (10)
1.一种康复训练方法，其特征在于，包括：
脑机接口将采集的头皮脑电信号发送至脑电信号管理器；
所述脑电信号管理器根据所述头皮脑电信号的信号来源，生成行走控制指令并发送所述行走控制指令至外骨骼控制器；
所述外骨骼控制器响应所述行走控制指令，驱动电机以辅助患者进行迈步动作，其中，所述外骨骼控制器设置在患者的下肢两侧，所述电机设置在所述外骨骼控制器上，所述脑机接口与所述脑电信号管理器通信连接、所述脑电信号管理器与所述外骨骼控制器通信连接。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
踝关节角度调节器调整患者踝关节的背屈运动范围和背伸运动范围，以辅助完成所述迈步动作，其中，所述踝关节角度调节器设置在患者下肢两侧的踝关节处，与所述外骨骼控制器通信连接。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述踝关节角度调节器调整的背屈运动范围为40°~50°，所述踝关节角度调节器调整的背伸运动范围为20°~30°。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述脑电信号管理器根据所述头皮脑电信号的信号来源，生成行走控制指令，包括：
所述脑电信号管理器通过头皮脑电信号分析算法对所述头皮脑电信号的信号来源进行判断；
若判断所述信号来源是右脑，则所述脑电信号管理器生成第一行走控制指令；
若判断所述信号来源是左脑，则所述脑电信号管理器生成第二行走控制指令。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述头皮脑电信号分析算法具体包括：
将所述头皮脑电信号的频带进行切片，得到多个子频带；
对所述多个子频带中的各子频带进行CSP滤波，得到多个子频带特征；
对所述多个子频带特征进行特征选择，得到多个目标频带特征；
将所述多个目标频带特征输入预设的分类器进行分类，输出分类后的多个目标频带特征，所述分类后的多个目标频带特征指示所述头皮脑电信号的信号来源。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述外骨骼控制器响应所述行走控制指令，驱动电机以辅助患者进行迈步动作，包括：
所述外骨骼控制器执行所述第一行走控制指令，驱动第一电机以辅助患者迈出左腿；
所述外骨骼控制器执行所述第二行走控制指令，驱动第二电机以辅助患者迈出右腿。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述脑电信号管理器判断当前头皮脑电信号的信号来源与先前头皮脑电信号的信号来源是否为同一信号来源；
若所述当前头皮脑电信号的信号来源与所述先前头皮脑电信号的信号来源为同一信号来源，则所述脑电信号管理器不生成所述行走控制指令。
8.一种康复训练装置，其特征在于，包括：
脑机接口，用于将采集的头皮脑电信号发送至脑电信号管理器；
脑电信号管理器，用于根据所述头皮脑电信号的信号来源，生成行走控制指令并发送所述行走控制指令至外骨骼控制器；
外骨骼控制器，用于响应所述行走控制指令，驱动电机以辅助患者进行迈步动作，其中，所述外骨骼控制器设置在患者的下肢两侧，所述电机设置在所述外骨骼控制器上，所述脑机接口与所述脑电信号管理器通信连接、所述脑电信号管理器与所述外骨骼控制器通信连接。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
踝关节角度调节器，用于调整患者踝关节的背屈运动范围和背伸运动范围，以辅助完成所述迈步动作，其中，所述踝关节角度调节器设置在患者下肢两侧的踝关节处，与所述外骨骼控制器通信连接。
10.一种电子设备，其特征在于，包括：
处理器；
存储程序的存储器；
其中，所述程序包括指令，所述指令在由所述处理器执行时使所述处理器执行根据权利要求1-7中任一项所述的方法。
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