【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及医疗康复产品，具体涉及一种基于虚拟现实技术的前臂截肢残肢肌电信号训练系统。
技术介绍
1、对于截肢者而言，训练是截肢者重新获得日常生活自理能力和适应假肢的关键环节。但传统训练中个性化训练的缺乏以及资源有限等问题导致截肢者无法获得充分的训练支持和服务，可能使某些截肢者面临挫折或无法达到最佳康复效果。
2、针对以上截肢被试个性化训练缺乏、资源有限等问题，现有技术提出了很多改进方法，其中利用科技创新如虚拟现实、智能假肢等技术具有诸多优势而受到了研究学者们的关注。其中虚拟现实技术是一种通过计算机生成的交互式模拟环境，使用户能够身临其境地感受和与虚拟世界进行互动。目前作为一种突破训练环境和设备限制的有效方式已被广泛应用于医学、军事训练的模拟中。与传统训练方式相比，虚拟训练系统凭借其直观性、多样性、交互性等优势，大大增加了患者的积极性和主动性，从而提高训练效率。
3、然而，截肢被试训练系统技术中存在以下问题：
4、(1)在康复领域，针对上肢截肢者专用的虚拟训练系统较少，多数针对的是运动损伤后、中风后、脑损伤后的肢体健全患者。
5、(2)大多数虚拟训练系统存在操作繁琐复杂，通用性差。这将导致用户花费大量时间和精力去学习系统的使用方法和功能，降低学习效率并增加学习成本。
6、(3)很少关注患者差异的问题，影响用户的实际训练效果、使用体验，降低系统的可接受度。
7、(4)国内肌电假肢功能有限。具体讲，腕关节只有一个自由度，二选一。
技
1、本专利技术的目的是提供一种基于虚拟现实技术的前臂截肢残肢肌电信号训练系统，包括：肌电采集模块、肌电信号处理模块、控制模块和虚拟场景模块。
2、所述肌电采集模块用于采集使用者前臂截肢残肢的肌电信号。
3、所述肌电信号处理模块依次对肌电采集模块采集的信号进行预处理、特征提取和分类识别，得到动作分类结果，并将动作分类结果传输至控制模块。
4、所述控制模块将动作分类结果与虚拟系统中的人物模型移动数据相对应，生成动作控制指令，并将动作控制指令发送至虚拟场景模块。
5、所述虚拟场景模块根据动作控制指令，控制虚拟系统中的人物模型进行移动。
6、所述虚拟场景模块根据使用者的游戏选择更新虚拟场景。
7、进一步，所述肌电采集模块包括至少两个表面电极和采集卡。
8、所述表面电极分别与使用者前臂的一对拮抗肌接触，并向拮抗肌放电。
9、所述采集卡采集使用者前臂截肢残肢的肌电信号。
10、进一步，所述预处理包括滤波。
11、用于预处理的设备包括陷波器、巴特沃斯滤波器。
12、进一步，所述特征提取是指：提取滤波后肌电信号的过零点数、均方根和平均绝对值。
13、进一步，所述分类识别的方法包括线性判别法、bp神经网络分类方法。
14、进一步，所述动作分类结果包括腕屈、腕伸、腕内旋和腕外旋。
15、所述动作控制指令包括腕屈指令、腕伸指令、腕内旋指令和腕外旋指令。
16、进一步，所述肌电信号处理模块是基于labview将动作分类结果传输至控制模块的。
17、所述控制模块是基于unity3d生成动作控制指令的。
18、进一步，所述labview将分类结果传输至控制模块的步骤如下所示：
19、s11在labview中，使用"tcp listen"函数创建服务器，并通过"tcp read"函数监听来自unity3d的连接请求。
20、s12在unity中，使用socket类创建客户端，并利用socket类提供的相应方法发送请求，等待labview的响应。
21、s13labview和unity连接成功后，labview和unity之间的数据实现双向传输。
22、进一步，所述unity3d生成动作控制指令的步骤如下所示：
23、s21在labview中，设置不同的控制指令，并将控制指令发送给unity。
24、s22 unity在接收到控制指令后，解析指令内容，并执行相应的逻辑操作，实现labview对unity场景的控制。
25、进一步，所述虚拟场景模块设置有用户加护界面。
26、使用者通过用户界面选择虚拟场景、调节音乐的声音大小、调节训练难度等级、选择训练模式。
27、本专利技术的技术效果是毋庸置疑的，本专利技术提供一种针对前臂截肢者的截肢虚拟训练系统，该系统通过仿真技术和人机交互界面，为截肢者提供了一种有效的康复训练和功能恢复解决方案。
28、本专利技术提供良好的用户界面、增加人机交互性以及简化设置，可提高系统的通用性，减少操作步骤和繁琐的设置，进而简化操作。
29、本专利技术具有可调节的难度和个性化的训练计划，可以据截肢者的具体需求和能力进行定制；本专利技术在较长周期的康复训练中尤为重要，可提高训练效果，缩短康复周期。
30、本专利技术通过提供个性化设置选项(允许用户根据自己的需求和能力进行个性化设置。系统可以提供调整运动难度、训练模式等参数的选项，以适应不同康复者的需求)改善系统的操作性和通用性，提高使用者的实际使用体验。
31、本专利技术设计的虚拟系统可以克服商业假肢只具备一个腕部自由度的限制，提供更多的自由度、精确度和适应性，从而改善用户的生活质量和工作效率。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于虚拟现实技术的前臂截肢残肢肌电信号训练系统，其特征在于，包括：肌电采集模块、肌电信号处理模块、控制模块和虚拟场景模块；
2.根据权利要求1所述的一种基于虚拟现实技术的前臂截肢残肢肌电信号训练系统，其特征在于，所述肌电采集模块包括至少两个表面电极和采集卡；
3.根据权利要求1所述的一种基于虚拟现实技术的前臂截肢残肢肌电信号训练系统，其特征在于，所述预处理包括滤波；
4.根据权利要求1所述的一种基于虚拟现实技术的前臂截肢残肢肌电信号训练系统，其特征在于，所述特征提取是指：提取滤波后肌电信号的过零点数、均方根和平均绝对值。
5.根据权利要求1所述的一种基于虚拟现实技术的前臂截肢残肢肌电信号训练系统，其特征在于，所述分类识别的方法包括线性判别法、BP神经网络分类方法。
6.根据权利要求1所述的一种基于虚拟现实技术的前臂截肢残肢肌电信号训练系统，其特征在于，所述动作分类结果包括腕屈、腕伸、腕内旋和腕外旋；
7.根据权利要求1所述的一种基于虚拟现实技术的前臂截肢残肢肌电信号训练系统，其特征在于，所述肌电信号处
8.根据权利要求7所述的一种基于虚拟现实技术的前臂截肢残肢肌电信号训练系统，其特征在于，所述LabView将分类结果传输至控制模块的步骤如下所示：
9.根据权利要求7所述的一种基于虚拟现实技术的前臂截肢残肢肌电信号训练系统，其特征在于，所述Unity3D生成动作控制指令的步骤如下所示：
10.根据权利要求1所述的一种基于虚拟现实技术的前臂截肢残肢肌电信号训练系统，其特征在于，所述虚拟场景模块设置有用户加护界面；
...【技术特征摘要】
1.一种基于虚拟现实技术的前臂截肢残肢肌电信号训练系统，其特征在于，包括：肌电采集模块、肌电信号处理模块、控制模块和虚拟场景模块；
2.根据权利要求1所述的一种基于虚拟现实技术的前臂截肢残肢肌电信号训练系统，其特征在于，所述肌电采集模块包括至少两个表面电极和采集卡；
3.根据权利要求1所述的一种基于虚拟现实技术的前臂截肢残肢肌电信号训练系统，其特征在于，所述预处理包括滤波；
4.根据权利要求1所述的一种基于虚拟现实技术的前臂截肢残肢肌电信号训练系统，其特征在于，所述特征提取是指：提取滤波后肌电信号的过零点数、均方根和平均绝对值。
5.根据权利要求1所述的一种基于虚拟现实技术的前臂截肢残肢肌电信号训练系统，其特征在于，所述分类识别的方法包括线性判别法、bp神经网络分类方法。
6.根据权...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。