一种基于VR沉浸式电刺激运动想象康复训练方法技术

本发明专利技术提供了一种基于VR沉浸式电刺激运动想象康复训练方法，本发明专利技术根据康复模式的设定改变康复模式和刺激水平以达到阶段性康复的目标，首先判断患者的状态属于康复水平的等级，先从在现阶段提供运动想象并在游戏场景中进行镜像运动帮助患者通过游戏画面进行相应姿势的仿生学习以及协同学习，建立分类模型；再进入在线阶段，根据分类模型判断患者的想象反馈是否正确，根据不同等级不同的训练要求进行对应刺激，能够更快的修复脑部受损神经并使患者巩固肌肉记忆达到肌力各阶段训练的目标，从而达到康复目的。从而达到康复目的。从而达到康复目的。

【技术实现步骤摘要】
一种基于VR沉浸式电刺激运动想象康复训练方法


[0001]本专利技术涉及一种康复设备
，具体涉及一种脑电康复训练方法。

技术介绍

[0002]随着脑机接口技术的大力发展使得相关应用遍布各个领域，例如在医疗领域中采用无创非侵入式脑电设备进行脑电波的收集，转换为脑电图（EEG）来进行分析诊断或预防相关病灶。并且还能植入一些特定的范式以及算法，来进行康复治疗、科技探索甚至游戏娱乐等。
[0003]目前通过脑机应用进行康复治疗已屡见不鲜，但是康复治疗的效果不尽如人意，其中也包含了很多客观因素：如患者是否属于BCI盲群众，数据处理的方式不妥，或患者是否对康复治疗的方式敏感。现在很多的此类应用无法规避环境的干扰对用户的影响，此外相应的范式也无法提起患者对治疗的积极性，以及改变长时间训练过程的疲劳感，从而降低了数据的准确性影响判断结果。

技术实现思路

[0004]专利技术目的：提供了一种基于VR沉浸式电刺激运动想象康复训练方法，可以增加患者的参与度和提高康复训练的积极性。
[0005]技术方案：一种基于VR沉浸式电刺激运动想象康复训练方法，包括：步骤一：获取患者康复部位信息和程度，确定康复等级，根据康复等级选择康复模式；步骤二：进入离线阶段，提供与患者康复部位相应的引导性内容指引患者想象，同时采集脑电信号建立分类模型；步骤三：进入在线阶段，提供与患者康复部位相应的引导性内容指引患者想象并根据分类模型判断想象后的输出反馈正确与否，判断是否对康复部位进行电刺激。
[0006]进一步，步骤一所述康复等级包括等级0~5，其中：0级为全瘫，此时肌力小于正常肌力的10%；1级能进行肌肉收缩但是无法活动关节，此时肌力处于正常肌力的10%~25%；2级关节能活动但只能拖动无法抵抗万有引力，此时肌力处于正常肌力的25%~50%；3级能抵抗万有引力，但无法抵抗外接阻力肌力，此时肌力处于正常肌力的25%~50%；4级能抵抗轻微的阻力，此时肌力处于正常肌力的75%~100%；5级为正常肌力。
[0007]更进一步，步骤一根据徒手肌力检查确定患者对应的等级n，然后获取患者当前的人为控制手臂以及指节的最大肌力值NMAX，同时不断输出电刺激，直到观察到患者的肌力水平可以进入下一个等级n+1，此时记录电刺激输出值N；则等级n+1的阈值即为NMAX+N，对应等级n+1的肌力所占正常肌力的百分比范围的最小值，两者相除求得患者的理论正常肌力值，并计算出各等级的肌力值范围，肌力值范围的最小值即为每个等级的阈值。
[0008]更进一步，步骤一所述康复模式包括助力模式和阈值模式，肌力等级1级阈值为NA1；
如果NMAX≤NA1，则表示患者无肌肉收缩表象或者肌肉收缩但无法引起关节运动，此时康复模式评估为助力模式；如果NMAX＞NA1，则表示患者能轻微的进行关节运动，此时康复模式评估为阈值模式。
[0009]更进一步，当步骤一康复模式评估为助力模式时：步骤二离线阶段指引患者想象的同时进行电刺激；步骤三在线阶段输出反馈结果正确时触发对康复部位的电刺激，输出反馈结果错误不触发电刺激。
[0010]更进一步，助力模式下输出的电刺激大小为NF；NF为康复运动动作的肌力最小值，通过电刺激患者肌肉在达到疼痛感的临界值，该临界值需要在开始前进行测量并录入。
[0011]更进一步，当步骤一评估的康复模式为阈值模式等级1~3时：步骤二离线阶段指引患者想象的同时进行电刺激NF；步骤三在线阶段指引患者想象的同时进行监测患者人为控制手臂以及指节的最大肌力值NMAX，输出反馈结果正确且最大肌力值NMAX不小于惩罚阈值NB，不触发电刺激；若输出反馈结果错误或肌力值未达到惩罚阈值NB则触发电刺激NF。
[0012]更进一步，所在等级n对应的阈值为NA
n
，初始惩罚阈值NB=(NA
n+1
+NA
n
)/2，当NMAX≥NB后则表示患者的肌力恢复水平已经满足当前NB值，则NB进行更新，NB=(NA
n+1
+NMAX)/2；当再一次NMAX≥NB，NB更新为NA
n+1
，表示患者肌力恢复水平超过了NA
n+1
。
[0013]或者，当步骤一评估的康复模式为阈值模式等级4~5时：步骤二离线阶段指引患者想象的同时进行电刺激NF；步骤三在线阶段指引患者想象的同时进行监测患者人为控制手臂以及指节的最大肌力值NMAX，若输出反馈结果错误则触发电刺激NF；若输出反馈结果正确则进行对抗训练，患者需保持最大肌力值NMAX大于肌力对抗值NC，若最大肌力值NMAX始终大于肌力对抗值NC，则表示成功不进行电刺激，若最大肌力值小于肌力对抗值NC，触发电刺激NC，NC=(NA
n+1
+NA
n
)/2，NA
n
为所在等级n对应的阈值。
[0014]有益效果：本专利技术根据康复模式的设定改变康复模式和刺激水平以达到阶段性康复的目标，首先判断患者的状态属于康复水平的等级，先从在现阶段提供运动想象并在游戏场景中进行镜像运动帮助患者通过游戏画面进行相应姿势的仿生学习以及协同学习，建立分类模型；再进入在线阶段，根据分类模型判断患者的想象反馈是否正确，根据不同等级不同的训练要求进行对应刺激，能够更快的修复脑部受损神经并使患者巩固肌肉记忆达到肌力各阶段训练的目标，从而达到康复目的。从而解决现有运动想象康复训练的训练结果不够直观反映出患者的现状以及训练结果受到主观因素的影响不能真正体现患者康复程度，此外也解决了对于单独电刺激的康复影响。
附图说明
[0015]图1为本专利技术助力模式运动想象范式示意图；图2为本专利技术阈值模式奖惩阶段运动想象范式示意图；图3为本专利技术阈值模式对抗阶段运动想象范式示意图。
具体实施方式
[0016]一种基于VR沉浸式电刺激运动想象康复训练方法，应用该种方法进行训练需要用到的设备包括：脑电采集设备，其佩戴于人体，用于采集人体的实时脑电信号并进行处理，包含但不限于医用便携式脑电监测仪、便携穿戴式脑电设备等，凡是能够测量人体脑电信号的穿戴设备，均可视为脑电采集设备；VR头显设备，其佩戴于人体，用于提供虚拟场景的显示；电刺激设备，其佩戴于人体，用于提供肌肉刺激部分。其中，VR头显设备可提供范式的引导动画、语言提示准备、结果反馈和休息动画，连同电刺激设备同时运转加强引导效果，提高患者的参与度以及患者的兴趣和积极性，并且降低了周围环境的干扰对用户的影响。当进行康复训练时可通过语音提示准备然后再动画引导患者进行对应的想象，最后通过反馈动画以及电刺激的刺激等级来提示用户本次想象的结果，提高患者的肌肉记忆达到康复目的。
[0017]在每次康复训练之前，首先要判断患者属于某个康复等级，康复等级一般根据患者情况划分为等级0~5，其中：0级为全瘫，此时肌力小于正常肌力的10%；1级能进行肌肉收缩但是无法活动关节，此时肌力处于正常肌力的10%~25%；2级关节能活动但只能拖动无法抵抗万有引力本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于VR沉浸式电刺激运动想象康复训练方法，其特征在于，包括：步骤一：获取患者康复部位信息和程度，确定康复等级，根据康复等级选择康复模式；步骤二：进入离线阶段，提供与患者康复部位相应的引导性内容指引患者想象，同时采集脑电信号建立分类模型；步骤三：进入在线阶段，提供与患者康复部位相应的引导性内容指引患者想象并根据分类模型判断想象后的输出反馈正确与否，判断是否对康复部位进行电刺激。2.根据权利要求1所述的基于VR沉浸式电刺激运动想象康复训练方法，其特征在于，步骤一所述康复等级包括等级0~5，其中：0级为全瘫，此时肌力小于正常肌力的10%；1级能进行肌肉收缩但是无法活动关节，此时肌力处于正常肌力的10%~25%；2级关节能活动但只能拖动无法抵抗万有引力，此时肌力处于正常肌力的25%~50%；3级能抵抗万有引力，但无法抵抗外接阻力肌力，此时肌力处于正常肌力的25%~50%；4级能抵抗轻微的阻力，此时肌力处于正常肌力的75%~100%；5级为正常肌力。3.根据权利要求2所述的基于VR沉浸式电刺激运动想象康复训练方法，其特征在于，步骤一根据徒手肌力检查确定患者对应的等级n，然后获取患者当前的人为控制手臂以及指节的最大肌力值NMAX，同时不断输出电刺激，直到观察到患者的肌力水平可以进入下一个等级n+1，此时记录电刺激输出值N；则等级n+1的阈值即为NMAX+N，对应等级n+1的肌力所占正常肌力的百分比范围的最小值，两者相除求得患者的理论正常肌力值，并计算出各等级的肌力值范围，肌力值范围的最小值即为每个等级的阈值。4.根据权利要求3所述的基于VR沉浸式电刺激运动想象康复训练方法，其特征在于，步骤一所述康复模式包括助力模式和阈值模式，肌力等级1级阈值为NA1；如果NMAX≤NA1，则表示患者无肌肉收缩表象或者肌肉收缩但无法引起关节运动，此时康复模式评估为助力模式；如果NMAX＞NA1，则表示患者能轻微的进行关节运动，此时康复模式评估为阈值模式。5.根据权利要求4所述的基于VR沉浸式电刺激运动想象康复训练方法，其特征在于，当步骤一康复模式评估为助力模式时：步骤二离线阶段指引患者想象的同时进行电刺激；步骤三在线阶段输出反馈结果正确时触...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏家豪，李迎新，王薇，
申请(专利权)人：上海术理智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：