基于SEMG的上肢康复训练系统设计
本文关键词:基于SEMG的上肢康复训练系统设计 出处:《河北大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:在现实生活中由于疾病或者意外情况的发生,导致了人体上肢不同程度的偏瘫,对上肢偏瘫患者的日常生活带来诸多不便,严重影响患者生活幸福指数。据数据统计造成上肢功能障碍人数增多的主要原因是脑卒风患者增多。经过医疗和药物治疗恢复后,会遗留下不同程度的上肢运动障碍问题,对于上肢有部分运动能力的偏瘫患者,上肢康复训练将成为其日常生活中不可缺少的一部分。传统的上肢康复训练,通常是患者在借助医疗器械进行主动与被动康复训练,而患者不能全身心的投入到训练中,在训练过程中表现出疲劳与无趣性,不能达到良好的康复效果。因此针对这种状况设计了一款基于表面肌电信号的虚拟训练系统来对患者进行辅助训练,进一步提高患者的主观能动性,为患者进行康复训练时能够在视觉上进行信息反馈,达到良好的康复效果。本研究以人体解剖学与运动学为基础,针对人体的不同运动参与的肌肉群不同这一特性为基本点,以康复疗法中的运动疗法、任务疗法及娱乐疗法为康复理论支撑,再结合虚拟现实技术的沉浸性、构想性及交互性来设计的上肢康复虚拟系统。通过上肢肌电实验来证明前后屈肘运动与左右摆臂运动时上肢的主要参与肌群是不同的,并通过肌电信号的积分肌电值计算了肌肉的疲劳时间,并将疲劳时间应用到康复虚拟系统的时间参数设定中,通过设定肌肉疲劳时间参数,来预防患者过度康复训练;本研究中不仅实现了针对特定肌肉进行特定训练的三维虚拟系统设计,而且还实现了多方位运动的虚拟训练系统设计,通过虚拟系统与上肢康复机器人交互,上肢偏瘫患者通过使用上肢康复机器人,控制虚拟场景中的虚拟对象完成规定任务,进行定向与随机方向两种康复训练模式,提高患者的娱乐性与趣味性;同时可以根据患者的康复情况,调节康复机器人的阻抗参数,设置不同状况的阻尼场景,提供不同程度的康复辅助,从而使上肢偏瘫患者达到更高的康复效果。
[Abstract]:In real life, because of illness or accident, resulting in different degrees of hemiplegia upper limb of the human body, bring a lot of inconvenience to the daily life of hemiplegic upper limb, seriously affect the happiness of life of the patients. According to the data statistics index mainly caused by the increased number of upper extremity dysfunction is increased stroke patients. After the health care system and the air after drug treatment will, left upper limb movement problems in different degrees, part of a campaign for the upper limb in patients with hemiplegia, upper limb rehabilitation training will become an integral part of the daily life. The traditional rehabilitation of the upper limb, usually in patients with medical devices are active and passive rehabilitation training, while the patients not into the heart to the training, in the training process showed fatigue and boring, can not achieve a good therapeutic effect. Therefore the design of the A virtual training system based on sEMG of patients assisted training, to further improve the initiative of patients, can feedback the information in the visual rehabilitation training for patients, to achieve good effect of rehabilitation. In this study, human anatomy and kinematics based on different muscle groups involved in the movement of human body the characteristic of different as the basic point, to rehabilitative therapy, therapy and rehabilitation therapy for the task of entertainment combined with theoretical support, immersive virtual reality technology, the concept of and interactive to set up a virtual system for upper limb rehabilitation. The upper limb EMG meter through the experiment to prove it is mainly involved in the group before and after the elbow movement and swing arm upper limbs muscle is different, and the iEMG EMG values to calculate the time of muscle fatigue, and fatigue time applied to virtual rehabilitation Set the time parameters of the system, by setting the time parameters of muscle fatigue, to prevent excessive patient rehabilitation training; this study not only realizes the 3D virtual design of specific training for specific muscles, but also to achieve the design of virtual training system for multi direction movement, through the virtual system and upper limb rehabilitation robot interaction of hemiplegic upper limb by using the upper limb rehabilitation robot, control of virtual objects in the virtual scene to accomplish the required task, directional and random direction two rehabilitation training mode, improve the entertainment and interest of patients; at the same time according to the patient's recovery, adjust the impedance parameters of the rehabilitation robot, setting different damping conditions, providing rehabilitation assistance the degree, so that the hemiplegic upper limb rehabilitation effect reached higher.
【学位授予单位】:河北大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:R496;TP391.9
【参考文献】
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,本文编号:1408857
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