阅读说明：本技术 一种运动信号检测和外骨骼系统控制信号生成的方法 (Method for detecting motion signal and generating exoskeleton system control signal ) 是由 陈轶 张文 牛少彰 崔浩亮 王让定 于 2020-12-14 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种运动信号检测和外骨骼系统控制信号生成的方法,所述系统包括用于检测脊髓损伤平面近脑端的下行运动神经信号的检测电极、信号处理器、电极驱动器、伺服电机及关节摆动件；所述方法包括以下步骤：在脊髓损伤平面近脑端施加表面检测电极,信号处理器将检测到的信号进行放大、滤波和识别,然后控制电极驱动器中的电机带动相关关节转动至设定角度,从而实现肢体运动功能重建。本发明提供的一种运动信号检测和外骨骼系统控制信号生成的方法,可以在避免开颅的情况下检测神经信号,并通过对外骨骼系统中电机以编程的方式驱动肢体运动,且在实现的难易程度和准确性上电机控制相比于电刺激方法更具有优势。(The invention provides a method for detecting a motion signal and generating a control signal of an exoskeleton system, wherein the system comprises a detection electrode, a signal processor, an electrode driver, a servo motor and a joint swinging piece, wherein the detection electrode is used for detecting a descending motion nerve signal at the brain-proximal end of a spinal cord injury plane; the method comprises the following steps: applying a surface detection electrode at the near brain end of a spinal cord injury plane, amplifying, filtering and identifying the detected signal by a signal processor, and then controlling a motor in an electrode driver to drive a relevant joint to rotate to a set angle so as to realize limb movement function reconstruction. The method for detecting the motion signal and generating the control signal of the exoskeleton system can detect the neural signal under the condition of avoiding craniotomy, drives the limb to move in a programming mode through the motor in the exoskeleton system, and has more advantages compared with an electrical stimulation method in the aspects of difficulty and accuracy of realization.)

一种运动信号检测和外骨骼系统控制信号生成的方法

技术领域

本发明涉及脊髓损伤恢复领域，具体是指一种运动信号检测和外骨骼系统控制信号生成的方法。

背景技术

脊髓损伤是一种中枢神经系统的创伤，是人类致残的主要原因之一。学者们试图通过干细胞移植、仿生支架材料、神经生长抑制因子剔除等方法达到治愈脊髓损伤的目。虽然取得一定成效，但存在很多不利因素和治疗技术难关，很难实现受损神经纤维损伤处的两端连接。最近，瑞士苏黎世联邦理工学院Grégoire Courtine教授领导的研究小组将记录电极植入猕猴大脑记录提取并解码与腿部运动相关的信号，然后以脊髓表面电刺激的形式控制猕猴进行步态行走。但是，该实验存在以下问题：脑电信号采集需要将电极植入脑皮层，这会造成脑皮层不必要的损伤。电刺激波形的参数与关节弯曲的角度之间对应关系很难准确控制。

发明内容

以解决上述背景技术中提出的问题，本发明的目的在于提供一种运动信号检测和外骨骼系统控制信号生成的方法，可以在避免开颅的情况下检测神经信号，并通过对外骨骼系统中电机以编程的方式驱动肢体运动，且在实现的难易程度和准确性上电机控制相比于电刺激方法更具有优势。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：

一种运动信号检测和外骨骼系统控制信号生成的方法，所述系统包括用于检测脊髓损伤平面近脑端的下行运动神经信号的检测电极、信号处理器、电极驱动器、伺服电机及关节摆动件；

所述方法包括以下步骤：在脊髓损伤平面近脑端施加表面检测电极，信号处理器将检测到的信号进行放大、滤波和识别，然后控制电极驱动器中的电机带动相关关节转动至设定角度，从而实现肢体运动功能重建。

作为改进，所述信号处理器能够将信号分类并将结果进行编码发送给外骨骼系统。

本发明的有益效果是：

本发明用检测电极采集受损近脑端脊髓神经信号，经方法、滤波、分类后控制外骨骼系统的电机转动，带动肢体进行相应运动。因此，本发明可以在避免开颅的情况下检测神经信号，并通过对外骨骼系统中电机以编程的方式驱动肢体运动，且在实现的难易程度和准确性上电机控制相比于电刺激方法更具有优势。

附图说明

图1为本发明的功能框图；

图2为本发明的放大、滤波电路示意图。

具体实施方式

下面用具体实施例说明本发明，并不是对本发明的限制。

如图1-2所示，一种运动信号检测和外骨骼系统控制信号生成的方法，所述系统包括用于检测脊髓损伤平面近脑端的下行运动神经信号的检测电极、信号处理器、电极驱动器、伺服电机及关节摆动件；所述方法包括以下步骤：在脊髓损伤平面近脑端施加表面检测电极，信号处理器将检测到的信号进行放大、滤波和识别，然后控制电极驱动器中的电机带动相关关节转动至设定角度，从而实现肢体运动功能重建。所述信号处理器能够将信号分类并将结果进行编码发送给外骨骼系统。

工作原理：

在脊髓神经受损处的近脑端施加表面检测电极，将检测到的运动神经信号进行放大、滤波和分类，然后将分类后的结果进行编码发送给外骨骼系统。外骨骼系统将信号解码后按照之前编译好的程序将电机转动相应角度以带动外骨骼肢体运动，从而实现瘫痪肢体运动功能重建。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。