具体实施方式

为了更清楚地说明本申请的实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本申请应用于其他类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明，图中相同标号代表相同结构或操作。

如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

本申请中使用了流程图用来说明根据本申请的实施例的系统所执行的操作。应当理解的是，前面或下面操作不一定按照顺序来精确地执行。相反，可以按照倒序或同时处理各种步骤。同时，或将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。

本申请提供了一种基于电刺激的手功能评估方法。图1是根据本申请一实施例示出的基于电刺激的手功能评估方法的流程示意图。如图1所示，该基于电刺激的手功能评估方法包括以下步骤：

步骤101，对患者的健侧手进行电刺激参数不同的多次电刺激，并记录刚好使健侧手完全展开的临界电刺激参数及获取健侧手完全展开时的健侧手的空间位置数据；

步骤102，根据健侧手的空间位置数据得到健侧手的运动评估结果；

步骤103，对患者的患侧手进行临界电刺激参数的电刺激，并获取患侧手的空间位置数据；

步骤104，根据患侧手的空间位置数据得到患侧手的运动评估结果；以及

步骤105，根据健侧手的运动评估结果和患侧手的运动评估结果得到患侧手的手功能评估结果。

在步骤101中，基于电刺激的手功能评估系统对患者的健侧手进行多次电刺激参数不同的电刺激，直至找到能刚好使健侧手完全展开的临界电刺激参数并记录该临界电刺激参数。在一个示例中，系统可以通过不断增大电刺激直到使患者的健侧手部完全展开。需要注意的是，本申请中进行多次电刺激参数不同的电刺激的目的是要确定刚好能够使健侧手完全展开的电刺激参数临界点。因此，本申请中的电刺激参数变化模式包括但不限于单调递增或者严格单调递增，电刺激参数的其它变化模式也应在本申请的保护范围中。然后，在健侧手被临界电刺激参数的电刺激作用下完全展开时，系统获取健侧手的空间位置数据。可选地，健侧手的空间位置数据可以为健侧手的关节空间信息和/或关节位置信息，能够判断健侧手的动作和位置。

可选地，电刺激可以为纳机电系统刺激模式(Nano-Electromechanical System，NMES)、功能性电刺激模式(Functional Electrical Stimulation，FES)或经皮神经电刺激模式(Transcutaneous Electrical Nerve Stimulation，TENS)。可选地，电刺激参数可以包括以下的一个或多个：刺激波形、电流强度、电流频率和脉冲宽度。可选地，刺激波形可以为单面波、双面波或交互波；电流强度的范围可以为0-10m毫安(RMS值，即有效值)；电流频率的范围可以为1-100赫兹；脉冲宽度的范围为0-500微秒。

可选地，系统可以采用光纤传感器或红外传感器进行检测来获取健侧手的空间位置数据。当采用光纤传感器时，患者的健侧手可以戴上内置有光纤传感器的手套，通过手套内部的光纤的光电信号测量患者健侧手的空间位置数据。当采用红外传感器时，红外传感器可以是外部的红外光学定位系统。当患者手部完全展开时，光纤传感器的数值会达到峰值，或者红外传感器得到的角度信息确认手部已完全展开，然后系统能据此判断患者健侧手已完全展开。

在步骤102中，系统根据健侧手的空间位置数据得到健侧手的运动评估结果。可选地，系统可以根据多次的健侧手的空间位置数据得到健侧手的平均运动评估结果，具体可以包括以下步骤：重复对健侧手进行第一预设次数的临界电刺激参数的电刺激并获取每次的空间位置数据；以及将第一预设次数的空间位置数据取第一平均值，并将第一平均值作为健侧手的运动评估结果。在一个示例中，第一预设次数可以为3。

在步骤103中，系统对患者的患侧手进行健侧手完全展开时的电刺激参数的电刺激，并获取患侧手的空间位置数据。可选地，与获取健侧手的空间位置数据类似，患侧手的空间位置数据可以为患侧手的关节空间信息和/或关节位置信息。

可选地，与获取健侧手的空间位置数据类似，获取患侧手的空间位置数据可以是采用光纤传感器或红外传感器进行检测。当采用光纤传感器时，患者的患侧手可以戴上内置光纤传感器的手套，通过手套内部的光纤的光电信号测量患者患侧手的空间位置数据。当采用红外传感器时，红外传感器可以是外部的红外光学定位系统。当患者手部完全展开时，光纤传感器的数值会达到峰值，或者红外传感器得到的角度信息确认手部已完全展开，然后系统能据此判断患者的患侧手已完全展开。

在步骤104中，系统根据患侧手的空间位置数据得到患侧手的运动评估结果。可选地，与获取健侧手的运动评估结果类似，系统可以根据多次的患侧手的空间位置数据得到患侧手的平均运动评估结果，具体可以包括以下步骤：重复对患侧手进行第二预设次数的临界电刺激参数的电刺激并记录每次的空间位置数据；以及将第二预设次数的空间位置数据取第二平均值，并将第二平均值作为患侧手的运动评估结果。在一个示例中，第二预设次数可以为3。

在步骤105中，系统根据健侧手的运动评估结果和患侧手的运动评估结果得到患侧手的手功能评估结果。通过对比健侧手的运动评估结果和患侧手的运动评估结果能够准确、客观地评估患侧手功能的状态。

综上所述，本实施例的基于电刺激的手功能评估方法通过分别对患者的健侧手和患侧手进行同一临界电刺激参数的电刺激并得到运动评估结果，然后将健侧手的运动评估结果和患侧手的运动评估结果进行对比来对患侧手进行手功能评估。电流对肌肉产生的刺激与肌肉活动状态和功能状态之间存在着不同程度的相关性。通过电刺激辅助患者完成抓握和张手等动作，然后将患侧手功能状态与患者自身健侧手功能状态进行对比，实现了更客观地评估患侧手功能的状态，能够排除主观因素干扰以及个体差异等不利因素。此外，电刺激采集得到的数据指标还可以很有效地与后续康复治疗相结合，并可以用于进一步指导下一次评估时的电刺激参数设置。

本申请还提供了一种基于电刺激的手功能评估装置。图2是根据本申请一实施例示出的基于电刺激的手功能评估装置的框图。如图2所示，该基于电刺激的手功能评估装置200包括电极片201、传感器202以及处理器203。

基于电刺激的手功能评估装置可以为一对一体式手套。一体式手套可以内置有电极片，以及传感器或传感器的部分元件。在一个示例中，一体式手套可以覆盖前臂及手部，其中前臂部分包括用于电刺激的电极片，手套部分内嵌有位置探测传感器。

电极片201用于对患者的手进行电刺激。电极片的位置、大小和数量可以根据不同的手部动作和屈伸所使用到的肌肉群进行设置和调节以达到最优的电刺激效果，本申请对此不作限定。电极片的材质可以包括但不限于导电性金属片、碳矽橡胶电极片等材质。

传感器202用于获取手的空间位置数据。可选地，传感器202可以为光纤传感器或红外传感器。传感器202可以为一个或多个，传感器202的数量、位置和类型可以根据实际需要进行设置，本申请对此不作限定。

当传感器202为红外传感器时，红外传感器可以由外部的红外光学定位系统和贴在手部关节处的反光球或平面反光贴组成，红外传感器能够根据红外反光定位原理计算出手部各个关节的动作幅度，获取手的空间位置数据。

当传感器202为光纤传感器时，光纤传感器可以内嵌在手套内部，手部各个关节处包裹着多根光导纤维。光导纤维的一端为光源，另一端为光感传感器，用以记录患者的手在电刺激后的动作幅度。当患者的手部完全展开时，光纤传感器的数值会达到峰值。

在一个示例中，光纤传感器可以包含有光电信号处理系统，该系统可以包括光源调制和驱动电路、光电探测电路、前置放大电路、带通滤波电路、数据采集系统等模块。光纤传感器测量手指弯曲角度的原理如下：

一对一体式手套的每根指套内部嵌入多根光导纤维，并将光导纤维的一端接通光源。利用待测物理量的干扰引起光导纤维中传输光场强度的变化，通过检测光纤输出端输出光强的变化实现对待测量的检测。因此，光导纤维因患者手部的运动而产生的一系列物理形变，包括弯曲、轴向拉伸位移等，会直接改变光纤中所传输光波的特性参数(如波长、频率、相位、强度、偏振态等)。可选地，传感器202可以使用强度调制型光纤传感器，能够实时地检测手套内光导纤维的光波信号的变化，并通过特定的模型计算出患者手指的弯曲状态。强度调制型光纤传感器包括反射式、透射式、折射率、光吸收系数以及微弯曲损耗式。进一步地，传感器202可以是反射式强度调制型光纤传感器。

在一个示例中，本申请通过以准高斯分布模型描述塑料光纤出射光场，建立了基于塑料光纤的单光纤对模型光强调制特性函数的理论模型，并仿真以及实验分析了多种特性参数对传感器强度调制特性的影响规律。图4是基于塑料光纤的单光纤对模型光强调制特性函数的理论模型的“角度-电压”特性曲线。如图4所示，该模型的“角度-电压”特性曲线的前坡线性区间具有较高的角度灵敏度，尤其适合进行本申请中手指的小范围、高精度的角度测量。

处理器203用于控制电极片对患者的健侧手进行电刺激参数不同的多次电刺激，并记录刚好使健侧手完全展开的临界电刺激参数及控制传感器获取健侧手完全展开时的健侧手的空间位置数据；根据健侧手的空间位置数据得到健侧手的运动评估结果；控制电极片对患者的患侧手进行临界电刺激参数的电刺激，并控制传感器获取患侧手的空间位置数据；根据患侧手的空间位置数据得到患侧手的运动评估结果；以及根据健侧手的运动评估结果和患侧手的运动评估结果得到患侧手的手功能评估结果。、

处理器203可以由一个或多个处理器组成。处理器203可以是一个或多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理器件(DAPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器或者其组合。当基于电刺激的手功能评估装置包含一对一体式手套时，处理器可以完全内置于一体式手套，也可以仅有部分元件内置于一体式手套，还可以与一体式手套分离并通过有线或无线方式进行连接，本申请对此不作限定。

处理器203所执行的步骤可以参考前述图1实施例的步骤101-105的相应说明，在此不再展开描述。

本申请还提供了一种基于电刺激的手功能评估系统，包括：存储器，用于存储可由处理器执行的指令；以及处理器，用于执行所述指令以实现如上任一实施例所述的方法。

图3是根据本申请一实施例示出的基于电刺激的手功能评估系统的系统框图。基于电刺激的手功能评估系统300可包括内部通信总线301、处理器(Processor)302、只读存储器(ROM)303、随机存取存储器(RAM)304、以及通信端口305。当应用在个人计算机上时，基于电刺激的手功能评估系统还可以包括硬盘307。内部通信总线301可以实现基于电刺激的手功能评估系统300组件间的数据通信。处理器302可以进行判断和发出提示。在一些实施例中，处理器302可以由一个或多个处理器组成。通信端口305可以实现基于电刺激的手功能评估系统300与外部的数据通信。在一些实施例中，基于电刺激的手功能评估系统300可以通过通信端口305从网络发送和接受信息及数据。基于电刺激的手功能评估系统300还可以包括不同形式的程序储存单元以及数据储存单元，例如硬盘307，只读存储器(ROM)303和随机存取存储器(RAM)304，能够存储计算机处理和/或通信使用的各种数据文件，以及处理器302所执行的可能的程序指令。处理器执行这些指令以实现方法的主要部分。处理器处理的结果通过通信端口传给用户设备，在用户界面上显示。

上述的基于电刺激的手功能评估方法可以实施为计算机程序，保存在硬盘307中，并可记载到处理器302中执行，以实施本申请中的基于电刺激的手功能评估方法。

本申请还提供了一种存储有计算机程序代码的计算机可读介质，所述计算机程序代码在由处理器执行时实现如上任一实施例所述的方法。

基于电刺激的手功能评估方法实施为计算机程序时，也可以存储在计算机可读存储介质中作为制品。例如，计算机可读存储介质可以包括但不限于磁存储设备(例如，硬盘、软盘、磁条)、光盘(例如，压缩盘(CD)、数字多功能盘(DVD))、智能卡和闪存设备(例如，电可擦除可编程只读存储器(EPROM)、卡、棒、键驱动)。此外，本文描述的各种存储介质能代表用于存储信息的一个或多个设备和/或其它机器可读介质。术语“机器可读介质”可以包括但不限于能存储、包含和/或承载代码和/或指令和/或数据的无线信道和各种其它介质(和/或存储介质)。

应该理解，上文所描述的实施例仅是示意。本文描述的实施例可在硬件、软件、固件、中间件、微码或者其任意组合中实现。对于硬件实现，处理单元可以在一个或者多个特定用途集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器和/或设计为执行本文所述功能的其它电子单元或者其结合内实现。

上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述申请披露仅仅作为示例，而并不构成对本申请的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本申请进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本申请中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本申请示例性实施例的精神和范围。

同时，本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本申请的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。

本申请的一些方面可以完全由硬件执行、可以完全由软件(包括固件、常驻软件、微码等)执行、也可以由硬件和软件组合执行。以上硬件或软件均可被称为“数据块”、“模块”、“引擎”、“单元”、“组件”或“系统”。处理器可以是一个或多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理器件(DAPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器或者其组合。此外，本申请的各方面可能表现为位于一个或多个计算机可读介质中的计算机产品，该产品包括计算机可读程序编码。例如，计算机可读介质可包括，但不限于，磁性存储设备(例如，硬盘、软盘、磁带……)、光盘(例如，压缩盘CD、数字多功能盘DVD……)、智能卡以及闪存设备(例如，卡、棒、键驱动器……)。

同理，应当注意的是，为了简化本申请披露的表述，从而帮助对一个或多个申请实施例的理解，前文对本申请实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本申请对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。

虽然本申请已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本申请，在没有脱离本申请精神的情况下还可作出各种等效的变化或替换，因此，只要在本申请的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本申请的权利要求书的范围内。