CN115414057A - 康复训练方法、装置、训练仪及介质 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及手功能康复训练技术领域，公开了一种康复训练方法、装置、训练仪及介质。该方法包括：实时获取训练者佩戴训练手套训练时训练者手部的运动状态信息；根据所述运动状态信息得到所述训练者的意图训练动作；监测所述意图训练动作的完成状况并确定是否满足施加助力的条件，若是，则控制所述训练手套助力所述训练者完成所述意图训练动作。本发明实施例不仅能够准确识别手部动作，而且能够更好地对控制手运动的大脑中枢进行康复训练，全面提升训练效果。

Description

康复训练方法、装置、训练仪及介质

技术领域

本发明涉及手功能康复训练技术领域，特别涉及一种康复训练方法、装置、训练仪及介质。

背景技术

据相关文献研究表明，目前我国脑卒中病人数量多达7000万例，且每年新增200万例以上。而50％以上的脑卒中患者会存在不同程度的肢体功能障碍，比如手功能运动障碍。

临床上对手功能运动障碍的康复治疗，可通过气动手功能康复治疗仪实现。气动手功能康复治疗仪由主机、训练手套和传感器手套(引导手套)组成。现有气动方式手功能康复治疗仪结构复杂，训练方式不灵活，不能更好满足手部动作精确训练需求。另外，现有训练手套基于霍尔元件进行手部动作识别，其传感器需要根据人手大小的不同，手动调节传感器触点位置，且使用寿命有限、成本较高。

现有训练手套无论是通过电刺激或者气动方式带动手运动进行训练，均无法对训练者控制手运动的大脑中枢进行康复训练。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种康复训练方法、装置、训练仪及介质，不仅能够准确识别手部动作，而且能够更好地对控制手运动的大脑中枢进行康复训练，全面提升训练效果。

为解决上述技术问题，第一方面，本发明实施例提供了一种康复训练方法，应用于手功能康复训练仪，所述方法包括：

实时获取训练者佩戴训练手套训练时训练者手部的运动状态信息；

根据所述运动状态信息得到所述训练者的意图训练动作；

监测所述意图训练动作的完成状况并确定是否满足施加助力的条件，若是，则控制所述训练手套助力所述训练者完成所述意图训练动作。

另外，所述运动状态信息包括：所述训练者手部的肌电信号特征值、屈曲程度信息以及触碰信息；

所述根据所述运动状态信息得到所述训练者的意图训练动作，包括：

根据所述肌电信号特征值确定所述训练者手部即将执行动作的意图；

根据所述屈曲程度信息确定手部的目标训练部位；

根据所述触碰信息确定所述目标训练部位的意图训练动作是打开还是触碰。

另外，所述监测所述意图训练动作的完成状况，包括：

当所述意图训练动作是打开动作时，根据当前的屈曲程度信息以及参考屈曲程度信息确定所述打开动作的完成程度；

可选地，根据当前的屈曲程度信息以及参考屈曲程度信息计算得到打开动作完成的百分比，并根据打开动作完成的百分比确定所述打开动作的完成程度；

当所述意图训练动作是握拳或者对指时，根据所述触碰信息确定所述意图训练动作的完成情况。

另外，确定是否满足施加助力的条件，包括：

在确定所述意图训练动作的完成情况之后，若所述意图训练动作未完成，根据所述意图训练动作的训练时间信息确定是否满足施加助力的条件。

另外，根据所述意图训练动作的训练时间信息确定是否满足施加助力的条件，包括

在确定所述意图训练动作的完成情况之后，且检测到训练停止时长大于预设中断时长或者当前的意图训练动作的已执行时长大于对应的预设总时长，则确定满足施加助力的条件。

另外，控制所述训练手套助力所述训练者完成所述意图训练动作，包括：

控制所述训练手套输出电刺激以助力所述训练者完成所述意图训练动作。

另外，所述控制所述训练手套输出电刺激以助力所述训练者完成所述意图训练动作，包括：

控制所述电刺激在预设刺激值范围内从小到大输出，且控制所述训练手套的屈伸程度在预设范围内。

第二方面，本发明实施例提供了一种康复训练装置，配置于手功能康复训练仪，所述装置包括：

获取模块，用于实时获取训练者佩戴训练手套训练时训练者手部的运动状态信息；

意图判断模块，用于根据所述运动状态信息得到所述训练者的意图训练动作；

助力监测模块，用于监测所述意图训练动作的完成状况并确定是否满足施加助力的条件；

助力模块，用于在所述助力监测模块监测到满足施加助力的条件时控制所述训练手套助力所述训练者完成所述意图训练动作。

第三方面，本发明实施例还提供了一种手功能康复训练仪，训练主机以及训练手套；所述训练手套与所述训练主机相连，所述训练主机包括：包括：存储器和处理器，存储器存储计算机程序，处理器运行所述计算机程序以实现如第一方面所述的康复训练方法。

另外，所述训练手套包括:手套本体、所述手套本体设有多个导电电极，所述多个导电电极用于对手部功能肌肉进行电刺激治疗；所述手套本体还设有多个导电部，所述多个导电部分别设置于所述手套本体的预设触碰检测区域；所述多个导电部分别与所述触碰检测模块相连，所述触碰检测模块用于根据所述多个导电部之间的导通或者断开状态识别手部触碰动作；

所述手套本体包括内层，所述导电电极设置于所述内层；

所述导电电极与手部功能肌肉的分布位置对应，且相邻导电电极之间通过绝缘布料相互间隔；可选地，所述导电电极与相邻的绝缘布料拼接或者粘接固定；

所述导电电极采用导电布料或者导电硅胶制成；可选地，所述导电布料为银纤维导电布料；

所述手套还包括设置于所述手套本体上的射频输出电极，所述射频输出电极用于输出射频加热能量以加热手部或者促进手部皮肤收缩；可选地，所述手套本体的手指部和手掌内侧区域的导电电极复用为射频输出电极，所述手掌背面的射频输出电极呈矩形，且均匀分布于手掌背面；

所述手套本体还包括中间层，所述中间层上设有线圈电感组件；

所述中间层包括网格布料层，所述线圈电感组件穿入网格布料层的网孔内并与网格布料层固定连接；

所述线圈电感组件分布于拇指、食指、中指、无名指和小指的整个手指或者至少一手指关节；可选地，所述每个手指的各个指关节分别设有一个线圈电感组件；

所述手套本体的手掌部设有线圈电感组件；

所述手掌部的线圈电感组件设置于所述手掌部内侧或者背面，或者所述手掌部的线圈电感组件包围环绕所述手掌部设置；

手套本体还包括外层，所述多个导电部设置于所述外层；所述手套本体的手掌内侧区域设有多个呈条状的导电部，多个条状导电部呈行、列或者网格矩阵分布。

另外，所述训练仪还包括与所述主机相连的理疗电极片；所述理疗电极片分别用于贴附于前臂的屈肌和伸肌上，并用于输出电刺激和采集前臂的肌电信号。

第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现如本发明任意实施例所述的康复训练方法。

本发明实施例提供的技术方案与现有技术相比至少具备以下积极效果：

本发明实施例通过实时获取训练者佩戴训练手套训练时训练者手部的运动状态信息，根据运动状态信息得到训练者的意图训练动作，监测意图训练动作的完成状况并确定是否满足施加助力的条件，若是，则控制训练手套助力训练者完成意图训练动作，由此使得训练过程中，训练者主要通过自身大脑意识自主完成训练动作，使得训练者肌肉得到更佳的康复治疗效果，而且还可使得大脑中枢得到充分的康复训练。

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，可以理解地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例的提供的手功能康复训练仪的电路模块的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的提供的手功能康复训练手套的触碰分压电路的结构示意图；

图3是根据本发明实施例的提供的手康复训练方法的流程图；

图4是根据本发明实施例的提供的手康复训练装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将参照本发明实施例中的附图，通过实施方式清楚、完整地描述本发明的技术方案，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种手功能康复训练仪，用于手部功能的康复训练。手功能康复训练仪可包括训练主机、训练手套和引导手套等。该训练手套可包括：手套本体11、多个导电电极101、多个射频输出电极102、多个导电部103以及多个线圈电感组件104。训练仪还可包括：主控模块200、电刺激模块201、肌电信号采集模块206、射频输出模块202、触碰检测模块203、线圈电感检测模块204以及通信模块205等。

多个导电电极101、多个射频输出电极102、多个导电部103以及多个线圈电感组件104均设置于手套本体上。手套本体可包括内层、中间层和外层。导电电极101、射频输出电极102可设置于内层、线圈电感组件104可设置于中间层，多个导电部103可设置于外层。

多个导电电极101与手部功能肌肉的分布位置对应，且相邻导电电极101之间通过绝缘布料相互间隔固定。导电电极101可与相邻的绝缘布料拼接或者粘接固定。导电电极101可采用导电布料或者导电硅胶制成。导电布料可为银纤维导电布料。各个导电电极101分别与电刺激模块201以及肌电信号采集模块206相连。电刺激模块201用于向导电电极101提供电刺激信号。肌电信号采集模块206用于通过导电电极101采集手功能肌肉肌电信号。通过对肌电信号特征提取和分析，利用肌电特征值对手功能进行评估。

手套本体手指部处和手掌内侧区域的导电电极101可复用为射频输出电极。手套本体上手掌背面的射频输出电极102可均匀分布，且其形状可采用矩形、圆角矩形等适于覆盖手掌背部较大面积其他形状。各个射频输出电极102分别与射频输出模块202相连，射频输出模块202用于向射频输出电极102输出射频信号。射频输出模块202可以通过射频输出电极102输出一定频率和能量的射频信号，利用不同频率和功率下的射频信号特征，可实现对手部皮肤加热保暖，以及利用射频热效应使真皮产生可逆的损伤，促进真皮胶原纤维收缩，继而启动损伤后的修复功能，使得手部肌肉皮肤更紧致，达到手部美容的目的。

值得一提的是，训练仪还可包括：与主机相连的理疗电极片。理疗电电极片可设置于训练手套的腕部内侧。理疗电极片分别用于贴附于前臂的屈肌和伸肌上，并用于输出电刺激和采集前臂的肌电信号。通过理疗电极片采集的肌电信号可以进行手部是否即将执行动作的判断。

中间层包括弹性网格布料层，网格布料层具有较为致密的网孔，线圈电感组件104穿入网格布料层的网孔内并与网格布料层固定连接，网格布料层的结构能满足线圈电感组件104能够随网格布料层伸展或者收缩，从而产生与手部屈曲运动相适应的伸缩量，进而产生与伸缩量对应的感抗。举例而言，线圈电感组件可分布于拇指、食指、中指、无名指和小指的整个手指或者至少一手指关节。比如，一个手指上可设置一个线圈电感组件，从而通过该线圈电感组件感测整个手指的屈曲程度。在其他例子中，每个手指的各个指关节分别设有一个线圈电感组件。比如，中指具有3个指关节，则中指的每个指关节上均可设置一个线圈电感组件104，从而可以检测每个指关节的屈曲程度。手套本体的手掌部也可设有线圈电感组件。手掌部的线圈电感组件可设置于手掌部内侧或者背面，或者手掌部的线圈电感组件包围环绕手掌部设置。

各个线圈电感组件104分别与线圈电感检测模块204相连，线圈电感检测模块204用于为线圈电感组件104提供驱动信号，并能够检测线圈电感组件处于不同伸缩状态时的电压值，从而根据电压值确定手套本体的屈曲情况。

多个导电部103分别设置于手套本体的触碰检测区域。多个导电部103分别与触碰检测模块相连，触碰检测模块用于根据多个导电部103之间的导通或者断开状态识别手部触碰动作。各导电部103可以采用以下任意一者制成：导电布料、导电硅胶、导电橡胶以及金属薄片。导电布料可为石墨烯纤维导电布料或者金属纤维导电布料。金属纤维导电布料可以为银纤维导电布料。手套本体的手掌内侧区域可设有多个呈条状的导电部。多个条状导电部呈行、列或者网格矩阵分布，从而可以手掌触碰手掌的具***置。

如图1所示，手套本体的各个导电部103分别与触碰检测模块203相连，触碰检测模块203用于根据多个导电部103之间的导通或者断开状态生成触碰检测信号，并用于根据触碰检测信号识别手部触碰动作。

触碰检测模块203可以包括触碰分压电路、信号采样电路以及微处理单元。触控分压电路的输出端与信号采样电路的输入端相连，信号采样电路的输出端与微处理单元的输入端相连。

手套本体包括第一触碰分区以及第二触碰分区。多个导电部103分别设置于第一触碰分区和第二触碰分区。触碰分压电路可包括：电源端、接地端、若干个第一分压支路以及若干个第二分压支路。若干个第一分压支路的一端连接电源端，另一端分别连接第一触碰分区的各导电部以及信号采样电路的输入端。若干个第二分压支路的一端均连接接地端，另一端分别连接第二触碰分区的各个导电部以及信号采样电路的输入端。

第一触碰分区可包括以下一者或其任意组合：大拇指区域、大拇指手掌侧区域、大拇指手背侧区域或者手掌区域。第二触碰分区可包括以下一者或其任意组合：食指、中指、无名指或者小指区域。可以理解的是，第一触碰分区和第二触碰分区的导电部在未导通时，分别连接电源端和接地端，在导通时，第二触碰分区的导电部的电压信号发生突变，并和第一触碰分区的导电部的电压相同。因此，第一触碰分区和第二触碰分区的导电部仅以未导通时的电压信号的不同作区分，并不以分布位置做区分。

在一个例子中，第一触碰分区可包括大拇指手掌侧区域、大拇指手背侧区域和手掌区域，第二触碰分区可包括：食指、中指、无名指和小指区域。相应地，如图2所示，触碰分压电路可包括：第一分压电阻R101、第二分压电阻R102以及第三分压电阻R103。第一分压电阻R101、第二分压电阻R102以及第三分压电阻R103的一端分别连接电源端VDD，另一端分别连接大拇指手掌侧区域、大拇指手背侧区域和手掌区域的导电部以及信号采集电路。触碰分压电路还包括：第四分压电阻R110、第五分压电阻R106、第六分压电阻R107、第七分压电阻R108。第四分压电阻R110、第五分压电阻R106、第六分压电阻R107、第七分压电阻R108的一端均与接地端Gnd相连，另一端分别连接小指、无名指、中指以及食指区域的导电部和信号采样电路的输出端。

触碰分压电路还可包括分别与第四分压电阻R110、第五分压电阻R106、第六分压电阻R107、第七分压电阻R108并联的滤波电容(C100～C103)。触碰分压电路还可包括第八分压电阻R109以及与第八分压电阻R109并联的滤波电容C104。第八分压电阻R109的一端连接接地端Gnd，另一端分别与第三分压电阻R103和信号采样电路的输入端相连。

可选地，大拇指手掌侧区域、大拇指手背侧区域、手掌区域、食指、中指、无名指和小指区域等的导电部科分别通过导电布条、导线等连接接口J100，并通过接口J100与触碰分压电路相连。可以理解的是，触碰分压电路的第二分压支路的数量可以根据第二触碰分区的导电部103的数量进行增加或者减少。第一分压支路的数量可以根据第一触碰分区的导电部的数量进行增加或者减少。

示例性的，电源端的电压值可以为3.3V，而R102的与信号采样电路相连的一端的电压值可以为1.35V，从而使得手指的导电部与大拇指和手掌导通后输出的电压值具有明显的差异，以便能够区分手指是与大拇指还是与手掌触碰。可以理解的是，在其他例子中，第一触碰分区内的导电部和第二触碰分区内的导电部连接的电平还可以互换，比如第一触碰分区内的导电部连接接地端，而第二触碰分区内的各导电部连接电源端，在此不做具体限制，只要当第一触碰分区内的导电部和第二触碰分区内的导电部在导通和断开时能够检测到信号的变化并能够准确区分导通和断开这种状态即可。

微处理单元与信号采样电路的输出端相连，并用于根据信号采样电路输出的触碰检测信号识别手部动作。

触碰检测区域为手指部时，导电部103可为指套形且固定套设于对应的手指部，比如套设于手指的末节和中间节。导电部103可通过导电布条或者导线与触碰检测模块相连。其中，导电布料制作的导电部可以通过导电布条、导线等与触碰检测模块相连。其他材料制作的导电部可通过导线与触碰检测模块相连。

导电部103的位置和数量可以根据需要检测的手部动作进行设置，下面通过几个例子进行说明。手套本体可设置2个导电部。两个导电部可分别设置于小指、无名指、中指和食指中的任一手指区域和手掌区域，从而通过检测手指与手掌的触碰动作以实现标准手部训练动作中的握拳动作的识别。或者手套本体上可设置5个导电部。第一触碰分区为大拇指触碰区域，第二触碰分区包括小指、无名指、中指和食指的手指区域，共计5个区域。5个导电部分别设置于小指、无名指、中指和食指的手指区域等4个第二触碰分区以及大拇指区域。或者手套本体上设置有6个导电部。第一触碰分区包括大拇指区域和手掌区域等2个区域，第二触碰分区包括小指、无名指、中指和食指的手指区域等4个区域，共计6个区域。6个导电部分别设置于前述6个区域。从而可以根据4个位于第二触碰分区的导电部和2个位于第一触碰分区的导电部之间的导通或者断开情况以及2个位于第一触碰分区内的导电部之间的导通或者断开情况识别手部训练动作。或者手套本体上设置有7个导电部。第一触碰分区可包括大拇指手掌侧区域、大拇指手背侧区域以及手掌区域等3个区域，第二触碰分区包括小指、无名指、中指和食指的手指区域等4个区域。7个导电部分别设置于前述7个区域。从而可以根据4个位于第二触碰分区的导电部和3个位于第一触碰分区的导电部之间的导通或者断开情况以及3个位于第一触碰分区内的导电部之间的导通或者断开情况识别手部训练动作。或者手套本体上设置有10个导电部。第一触碰分区包括大拇指区域和手掌区域等2个区域，第二触碰分区包括小指、无名指、中指和食指的手掌侧手指区域和手背侧手指区域等8个区域。10个导电部分别设置于前述10个区域。从而可以根据8个位于第二触碰分区的导电部和2个位于第一触碰分区的导电部之间的导通或者断开情况以及2个位于第一触碰分区内的导电部之间的导通或者断开情况识别手部训练动作。

作为一个替换例，手套本体上还可设置有11个导电部。第一触碰分区包括大拇指手掌侧区域、大拇指手背侧区域以及手掌分区等3个区域，第二触碰分区包括小指、无名指、中指和食指的手掌侧手指区域和手背侧手指区域等8个区域。11个导电部103分别设置于前述11个区域，从而可以根据8个位于第二触碰分区的导电部和3个位于第一触碰分区的导电部之间的导通或者断开情况以及3个位于第一触碰分区内的导电部之间的导通或者断开情况识别手部训练动作。

可以理解的是，各个手指的导电部，包含大拇指处的导电部也可以包覆整个手指或者包覆指关节的其他任意指节或关节或者指节和关节的组合位置，比如，小指、无名指、中指、食指和大拇指的各个指节的手掌侧和/或手背侧区域分别设有导电部，这样，小指、无名指、中指、食指和大拇指等处即可设置28个导电部。此外，手掌处也可设有多个导电部，且手掌处的多个导电部可呈行列式排列或者呈网格阵列排列，从而可以进一步检测到手指与手掌触碰的具***置。根据导电部位置和数量的不同，可以实现简单的以及更为精细的手部动作的识别。本实施例对于导电部的数量及分布位置均不做具体限制。

下面对基于触碰信号检测触碰动作的方法说明如下：

a.判断手掌和大拇指是否接触：判断手掌输出电压，若手掌输出电压大于第一阈值，则判断大拇指和手掌接触，否则认为大拇指和手掌没有发生接触；

b.若大拇指和手掌没有触碰导通，则动作识别为：

①食指、中指、无名指、小指触碰导通判断，手指输出电压小于第二阈值，比如为0，则说明没有发生触碰，手指输出电压在预设取值范围内，预设取值范围为手指与手掌触碰时的电压取值范围，则说明手指和手掌发生触碰，完成没有大拇指参与的屈曲动作；若手指输出电压大于第三阈值，第三阈值表征手和拇指导通时的最低电压门限值，则说明手指和大拇指发生触碰，完成对指动作；

②判断具体完成的动作：根据步骤①识别到的电压值和非零电压从哪个手指输出，可完成进一步细化动作的判断，如双指对指+双指屈曲；

c.若大拇指和手掌发生触碰，则动作识别过程为：

①食指、中指、无名指、小指触碰导通判断，手指输出电压为0，则说明没有发生触碰，手指输出电压大于手和拇指导通时的最低电压门限值，则说明手指和大拇指、手掌发生触碰导通。

②判断具体完成的动作：根据步骤①识别到的电压值和非零电压从哪个手指输出，可完成进一步细化动作的判断，如握拳。

下面通过表1示出基于本实施例的手套的导电部之间的导通状态与手部动作的对应关系，基于此对应关系即可根据检测到的触碰检测信号识别手部动作。其中，大拇指和手掌的导电部在未和其他导电部导通时的电压值分别是3.3V和1.35V。通过设置合适的电压，使得第一触碰分区的手部区域的导电部单独和大拇指导通时的电压值与各自单独与手掌导通时的电压值具有明显区别，且和大拇指和手掌导通和断开时的电压值不同，即使得标准的手部训练动作中不同的手部动作对应的触碰检测信号即电压信号在导通和断开时落在不同的电压区间内即可，从而可以根据多个导电部的电压信号的变化识别手部动作。

表1

主控模块200还用于控制电刺激模块201、肌电信号采集模块206、线圈电感检测模块204以及触碰检测模块203同步输出肌电刺激信号以及同步采集肌电信号、线圈电感组件的屈曲信息以及导电部的触碰信息等，可以对肌肉训练效果形成实时的反馈。主控模块200可设置于训练主机内，并可通过通信模块205与外部设备通信，接收外部设备，比如智能手机发送的训练指令以及将训练数据传输至智能手机。

图3是本发明实施例提供的一种康复训练方法的流程图。该方法可应用于前述康复训练仪。该方法可以由本发明实施例提供的一种康复训练装置来执行，该装置可以采用软件和/或硬件的方式实现，并配置于康复训练仪。如图3所示，本实施例的康复训练方法包括步骤301至步骤307。

步骤301：实时获取训练者佩戴训练手套训练时训练者手部的运动状态信息。

手部的运动状态信息可包括：训练者手部的肌电信号特征值、屈曲程度信息以及触碰信息。

其中，肌电信号特征值可以为肌电信号的频谱或者幅度，具体可以是其平方根值、平均值等能够刻画肌电信号特征的值。屈曲程度信息可以是能够反映手指等屈曲程度的电压信号。触碰信息包括相互触碰的部位的触碰中或者非触碰情况。训练者完成中指对指动作时，中指和拇指相互触碰，通过触碰信息训练仪可以识别到中指对指动作。

步骤302：根据运动状态信息得到训练者的意图训练动作。

意图训练动作是训练者可能将要执行的训练动作。训练动作可按照参与训练的部位进行分类。比如，握拳动作需要5个手指同时参与。单指或者多指对指动作只需要对应的手指参与。握拳和对指动作过程可分为打开的过程和握紧或者触碰的过程。通过确定参与训练的部位以及动作过程属于打开还是触碰过程，即可分析出意图训练动作，比如，意图训练动作是握拳或者打开，或者是中指对指的触碰过程还是中指对指的打开过程。因此，步骤302可以根据屈曲程度信息和触碰信息得到训练者的意图训练动作。具体地，根据屈曲程度信息确定手部的目标训练部位，比如，屈曲程度变化超出阈值的部位为目标训练部位。根据触碰信息确定目标训练部位的意图训练动作为打开还是触碰，比如，当检测到中指和拇指触碰之后，即可确定接下来的动作应为打开，在打开动作完成之后且目标训练部位不变时，一般可认为是继续中指和拇指触碰动作，即中指对指。通过确定目标训练部位以及触碰还是打开过程可以较为准确且简便地确定意图训练动作，为后续的助力训练过程打下基础。可以理解的是，步骤302中，还可以根据肌电信号特征值确定训练者手部即将执行动作的意图，比如当肌电信号特征值大于预设阈值时，表明肌肉有收缩动作，并进一步表明训练者开始执行训练动作或者训练中稍作停顿后继续执行训练动作。

步骤303：监测意图训练动作的完成状况并确定是否满足施加助力的条件，若是，则执行步骤304,若否，则执行步骤305。

步骤303监测意图训练动作的完成状况可包括：当意图训练动作是打开动作时，根据当前的屈曲程度信息以及参考屈曲程度信息确定打开动作的完成程度。参考屈曲程度信息可以在训练前通过对训练手进行标定得到。标定过程如下：训练手(即患侧手)做标准的训练动作，如充分张开、握拳、单指、对指等动作，每个训练动作可重复N次，并记录每次动作过程中线圈电感组件输出电压的最大值(Vmax(i))、最小值(Vmin(n))、触碰检测模块识别出的触碰信息，记录下来的线圈电感组件输出的电压值的取值区间范围对应手部的可动作范围，即参考屈曲程度信息，而当前的屈曲程度信息为对应手部动作产生的电压值的取值区间范围。当前的手部动作产生的电压值的取值区间范围应当小于对应部位的可动作范围，使得训练动作在安全范围内进行训练，以免过度训练造成不必要的手损伤。

根据当前的屈曲程度信息以及参考屈曲程度信息计算得到打开动作完成的百分比，并根据打开动作完成的百分比确定打开动作的完成程度。

即通过当前的线圈电感组件的电压值变化量与定标的电压值变化量的百分比衡量打开动作的完成程度。

当意图训练动作是握拳或者对指时，根据触碰信息确定意图训练动作的完成情况。

步骤303确定是否满足施加助力的条件可包括：在确定意图训练动作的完成情况之后，若意图训练动作未完成，根据意图训练动作的训练时间信息确定是否满足施加助力的条件，若满足施加施加助力的条件则继续执行步骤304，若不满足施加助力的条件则继续执行步骤305。

具体地，根据意图训练动作的训练时间信息确定是否满足施加助力的条件可包括：在确定意图训练动作的完成情况之后，且检测到训练停止时长大于预设中断时长或者当前的意图训练动作的已执行时长大于对应的预设总时长，则确定满足施加助力的条件。训练停止时长比如是检测到肌电信号小于阈值的累计时长，或者线圈电感组件输出的电压变化量累计小于变化量阈值时持续的时长。当意图训练动作尚未完成，且检测到训练停止时长大于预设中断时长，表明训练者经过了较长时间的努力仍不能有效地继续完成意图训练动作，此时则认为可以对训练进行助力。预设中断时长可根据经验进行设定，比如可以设置为5～10秒，在此不做具体限制。预设总时长可以根据定标时对应动作的执行时长确定，当意图训练动作的已执行时长大于对应的预设总时长时，同样可表明训练者自身努力难以继续完成意图训练动作，从而需要助力。

步骤304：控制训练手套助力训练者完成意图训练动作。

需要说明的是，训练者的训练动作由大脑自主控制，从而可使患者的大脑中枢得到充分的训练。控制训练手套输出电刺激以助力训练者完成意图训练动作。训练手套输出的电刺激需能够助力训练者完成意图训练动作，意图训练动作比如是握拳，则训练手套需要输出助力训练者完成握拳动作的电刺激，意图训练动作是五指充分张开，则训练手套需要输出助力训练训练者完成打开动作的电刺激。在识别出意图训练动作后，训练仪可控制训练手套对对应的功能肌肉输出电刺激，以帮忙训练者完成意图训练动作。

步骤304控制训练手套输出电刺激以助力训练者完成意图训练动作可包括：控制电刺激在预设刺激值范围内从小到大输出，且控制训练手套的屈伸程度在预设范围内。

步骤305：确定是否完成意图训练动作，若是，则执行步骤306，若否返回执行步骤303。

步骤306：是否结束训练，若是，则执行步骤307结束训练，若否则返回步骤302，继续训练直到结束训练。

值得一提的是，在输出电刺激助力训练者完成意图训练动作的过程中，该方法还可以根据获取的肌电信号特征值确定训练者的疲劳程度，避免过度训练造成肌肉二次损伤。

本发明实施例与现有技术相比，通过实时获取训练者佩戴训练手套训练时训练者手部的运动状态信息，根据运动状态信息得到训练者的意图训练动作，监测意图训练动作的完成状况并确定是否满足施加助力的条件，若是，则控制训练手套助力训练者完成意图训练动作，由此使得训练过程中，训练者主要通过自身大脑意识自主完成训练动作，使得训练者肌肉得到更佳的康复治疗效果，而且还可使得大脑中枢得到充分的康复训练。

图4是本发明实施例二提供的一种康复训练装置的结构框图。该装置可配置于手功能康复训练仪，用执行上述任意实施例所提供的康复训练方法。该装置包括：获取模块401、意图判断模块402、助力监测模块403以及助力模块404。

获取模块401用于实时获取训练者佩戴训练手套训练时训练者手部的运动状态信息。

意图判断模块402用于根据运动状态信息得到训练者的意图训练动作。

助力监测模块403用于监测意图训练动作的完成状况并确定是否满足施加助力的条件。

助力模块404用于在助力监测模块403监测到满足施加助力条件时控制训练手套助力训练者完成意图训练动作。

可选地，运动状态信息包括：所述训练者手部的肌电信号特征值、屈曲程度信息以及触碰信息。相应地，意图判断模块402具体用于根据所述肌电信号特征值确定所述训练者手部即将执行动作的意图；根据所述屈曲程度信息确定手部的目标训练部位；以及根据所述触碰信息确定所述目标训练部位的意图训练动作是打开还是触碰。

可选地，助力监测模块403包括：完成度监测子模块以及助力判断子模块。

完成度监测子模块用于当所述意图训练动作是打开动作时，根据当前的屈曲程度信息以及参考屈曲程度信息确定所述打开动作的完成程度；

可选地，完成度监测子模块用于具体用于根据当前的屈曲程度信息以及参考屈曲程度信息计算得到打开动作完成的百分比，并根据打开动作完成的百分比确定所述打开动作的完成程度。

完成度监测子模块还用于当所述意图训练动作是握拳或者对指时，根据所述触碰信息确定所述意图训练动作的完成情况。

助力判断子模块用于在确定意图训练动作的完成情况之后，若意图训练动作未完成，根据所述意图训练动作的训练时间信息确定是否满足施加助力的条件。

可选地，助力判断子模块具体用于在确定所述意图训练动作的完成情况之后，且检测到训练停止时长大于预设中断时长或者当前的意图训练动作的已执行时长大于对应的预设总时长，则确定满足施加助力的条件。

助力模块404用于控制所述训练手套输出电刺激以助力所述训练者完成所述意图训练动作。具体地，助力模块404具体用于控制所述电刺激在预设刺激值范围内从小到大输出，且控制所述训练手套的屈伸程度在预设范围内。

本实施例的康复训练装置，通过实时获取训练者佩戴训练手套训练时训练者手部的运动状态信息，根据运动状态信息得到训练者的意图训练动作，监测意图训练动作的完成状况并确定是否满足施加助力的条件，若是，则控制训练手套助力训练者完成意图训练动作，由此使得训练过程中，训练者主要通过自身大脑意识自主完成训练动作，使得训练者肌肉得到更佳的康复治疗效果，而且还可使得大脑中枢得到充分的康复训练。

本实施例提供的康复训练装置可执行前述实施例所提供的康复训练方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。本实施例的实现原理和技术效果与上述方法实施例类似，此处不再一一赘述。

本发明实施例的手功能康复训练仪可执行本发明实施方式所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果，未在本实施方式中详尽描述的技术细节，可参见本发明实施方式所提供的方法。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，用于存储计算机可读程序，所述计算机可读程序用于供设备执行上述部分或全部的方法实施例。

通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory，RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网格设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

值得注意的是，上述康复训练装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种康复训练方法，其特征在于，应用于手功能康复训练仪，所述方法包括：

实时获取训练者佩戴训练手套训练时训练者手部的运动状态信息；

根据所述运动状态信息得到所述训练者的意图训练动作；

监测所述意图训练动作的完成状况并确定是否满足施加助力的条件，若是，则控制所述训练手套助力所述训练者完成所述意图训练动作。

2.根据权利要求1所述的康复训练方法，其特征在于，所述运动状态信息包括：所述训练者手部的肌电信号特征值、屈曲程度信息以及触碰信息；

所述根据所述运动状态信息得到所述训练者的意图训练动作，包括：

根据所述肌电信号特征值确定所述训练者手部即将执行动作的意图；

根据所述屈曲程度信息确定手部的目标训练部位；根据所述触碰信息确定所述目标训练部位的意图训练动作是打开还是触碰。

3.根据权利要求2所述的康复训练方法，其特征在于，所述监测所述意图训练动作的完成状况，包括：

当所述意图训练动作是打开动作时，根据当前的屈曲程度信息以及参考屈曲程度信息确定所述打开动作的完成程度；

可选地，根据当前的屈曲程度信息以及参考屈曲程度信息计算得到打开动作完成的百分比，并根据打开动作完成的百分比确定所述打开动作的完成程度；

当所述意图训练动作是握拳或者对指时，根据所述触碰信息确定所述意图训练动作的完成情况。

4.根据权利要求2所述的康复训练方法，其特征在于，确定是否满足施加助力的条件，包括：

在确定所述意图训练动作的完成情况之后，若所述意图训练动作未完成，根据所述意图训练动作的训练时间信息确定是否满足施加助力的条件。

5.根据权利要求4所述的康复训练方法，其特征在于，根据所述意图训练动作的训练时间信息确定是否满足施加助力的条件，包括

在确定所述意图训练动作的完成情况之后，且检测到训练停止时长大于预设中断时长或者当前的意图训练动作的已执行时长大于对应的预设总时长，则确定满足施加助力的条件。

6.根据权利要求2所述的康复训练方法，其特征在于，控制所述训练手套助力所述训练者完成所述意图训练动作，包括：

控制所述训练手套输出电刺激以助力所述训练者完成所述意图训练动作。

7.根据权利要求6所述的康复训练方法，其特征在于，所述控制所述训练手套输出电刺激以助力所述训练者完成所述意图训练动作，包括：

控制所述电刺激在预设刺激值范围内从小到大输出，且控制所述训练手套的屈伸程度在预设范围内。

8.一种康复训练装置，其特征在于，配置于手功能康复训练仪，所述装置包括：

获取模块，用于实时获取训练者佩戴训练手套训练时训练者手部的运动状态信息；

意图判断模块，用于根据所述运动状态信息得到所述训练者的意图训练动作；

助力监测模块，用于监测所述意图训练动作的完成状况并确定是否满足施加助力的条件；

助力模块，用于在所述助力监测模块监测到满足施加助力的条件时控制所述训练手套助力所述训练者完成所述意图训练动作。

9.一种手功能康复训练仪，其特征在于，训练主机以及训练手套；所述训练手套与所述训练主机相连，所述训练主机包括：包括：存储器和处理器，存储器存储计算机程序，处理器运行所述计算机程序以实现如权利要求1至7中任一项所述的康复训练方法；

可选地，所述训练手套包括:手套本体、所述手套本体设有多个导电电极，所述多个导电电极用于对手部功能肌肉进行电刺激治疗；所述手套本体还设有多个导电部，所述多个导电部分别设置于所述手套本体的预设触碰检测区域；所述多个导电部分别与所述触碰检测模块相连，所述触碰检测模块用于根据所述多个导电部之间的导通或者断开状态识别手部触碰动作；

所述手套本体包括内层，所述导电电极设置于所述内层；

所述导电电极与手部功能肌肉的分布位置对应，且相邻导电电极之间通过绝缘布料相互间隔；可选地，所述导电电极与相邻的绝缘布料拼接或者粘接固定；

所述导电电极采用导电布料或者导电硅胶制成；可选地，所述导电布料为银纤维导电布料；

可选地，所述手套还包括设置于所述手套本体上的射频输出电极，所述射频输出电极用于输出射频加热能量以加热手部或者促进手部皮肤收缩；可选地，所述手套本体的手指部和手掌内侧区域的导电电极复用为射频输出电极，所述手掌背面的射频输出电极呈矩形，且均匀分布于手掌背面；

可选地，所述手套本体还包括中间层，所述中间层上设有线圈电感组件；

所述中间层包括网格布料层，所述线圈电感组件穿入网格布料层的网孔内并与网格布料层固定连接；

所述线圈电感组件分布于拇指、食指、中指、无名指和小指的整个手指或者至少一手指关节；可选地，所述每个手指的各个指关节分别设有一个线圈电感组件；

所述手套本体的手掌部设有线圈电感组件；

所述手掌部的线圈电感组件设置于所述手掌部内侧或者背面，或者所述手掌部的线圈电感组件包围环绕所述手掌部设置；

可选地，手套本体还包括外层，所述多个导电部设置于所述外层；所述手套本体的手掌内侧区域设有多个呈条状的导电部，多个条状导电部呈行、列或者网格矩阵分布；

可选地，所述训练仪还包括与所述主机相连的理疗电极片；所述理疗电极片分别用于贴附于前臂的屈肌和伸肌上，并用于输出电刺激和采集前臂的肌电信号。

10.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的康复训练方法。

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