理疗师交互下的下肢康复训练机器人个性化步态规划方法

针对偏瘫患者的个体差异及病况差异,提出了一种理疗师交互下的下肢康复训练机器人步态规划方法,在理疗师-减重悬吊式康复训练机器人-患者三者共存的复杂环境中,理疗师穿戴主控外骨骼直接行走实现步态时空参数规划,并融入理疗师的医学经验及对患者的评估.首先,基于旋量理论建立运动学模型,实现理疗师空间与机器人空间的运动映射;然后,统一规划机器人关节运动轨迹、减重机构重心调整轨迹及跑步机步速.最后,通过理疗师步态参数的实时采集、运动映射实验及机器人轨迹跟踪实验,验证了步态时空规划方法的有效性.结果表明,髋、膝关节规划角度在人体关节活动范围内,速度变化平稳,关节轨迹规划和重心调整规划均符合人体行走的生理特性.理疗师的参与实现了渐进康复训练中的个性化步态规划.     

基于SVM的偏瘫患者异常步态识别与临床康复辅助诊断系统

针对脑卒中偏瘫患者的异常步态识别与评估的问题，提出一种基于支持向量机(SVM)的步态分类方法，依据患者下肢行走过程中的连续运动数据对异常步态的细节特征描述，对偏瘫步态进行细分，辅助临床医师对脑卒中患者肢体运动功能异常进行诊断及康复疗效评定。构建穿戴式步态时空参数检测及虚拟现实康复训练系统，提出基于下肢关节角度信息的特征提取方法，建立运动信号与偏瘫步态间的映射关系。基于偏瘫患者在康复治疗中的临床实时步态时空数据，通过对比多种机器学习方法，采用多项式核函数的支持向量机的决策融合模型获得了90%异常步态识别平均准确率，在区分正常与异常步态的基础上，进一步验证了对划圈步态和膝过伸步态的正确诊断。