基于电刺激的下肢康复训练方法、装置、设备及存储介质

本公开涉及康复训练，尤其涉及一种基于电刺激的下肢康复训练方法、装置、设备及存储介质。

背景技术：

1、步态，指行走和直立位中的运动形式与姿势，由神经与肌肉系统等多种调控机制共同协调完成。步态的基本单位为步态周期，一个步态周期包括支撑期与摆动期，步态周期中出现的异常均属于步态异常。步态异常的病因较多，其中以脑卒中与帕金森病最为常见。

2、针对步态异常一般采用电刺激进行下肢康复训练。这里电刺激是一种应用低频脉冲电流使人体产生即时效应，人为地使因神经系统受损而瘫痪的肌肉产生收缩的方法。电刺激过程中一般会同时或间歇性地将刺激与功能性任务相配对，即通过电刺激使肌肉收缩，并产生能够发挥肢体功能的运动，从而改善用户的即时运动能力。值得注意的是，已有的基于电刺激的下肢康复训练方案普遍存在效果不佳的问题。

技术实现思路

1、本公开的实施例提供了一种基于电刺激的下肢康复训练方法、装置、设备以及存储介质。

2、第一方面，本公开的实施例提供了一种基于电刺激的下肢康复训练方法，该方法包括：

3、获取用户选择的康复训练模式；

4、若用户选择的康复训练模式为辅助步行模式，则获取用户当前步态周期内的步态信号变化曲线，并基于滑动窗口对步态信号变化曲线进行分段，提取各段对应的信号特征；根据各段对应的信号特征，预测下一步态周期内的步态信号变化曲线；根据预测的下一步态周期内的步态信号变化曲线与实际的下一步态周期内的步态信号变化曲线，对用户的下肢进行电刺激；

5、若用户选择的康复训练模式为远程训练治疗模式，则基于远程训练治疗模式对应的电刺激参数，对用户的下肢进行电刺激。

6、在第一方面的一些可实现方式中，获取用户当前步态周期内的步态信号变化曲线，包括：

7、获取用户当前步态周期内的步态信号；

8、对步态信号进行滤波去噪，生成步态信号变化曲线。

9、在第一方面的一些可实现方式中，根据各段对应的信号特征，预测下一步态周期内的步态信号变化曲线，包括：

10、将各段对应的信号特征输入预先训练的步态信号变化曲线预测模型，由步态信号变化曲线预测模型对各段对应的信号特征进行处理，得到下一步态周期内的步态信号变化曲线。

11、在第一方面的一些可实现方式中，步态信号变化曲线预测模型是通过以下步骤训练得到的：

12、获取健康受试者行走时各步态周期内的步态信号变化曲线；

13、基于滑动窗口对步态信号变化曲线进行分段，提取各段对应的信号特征，将各段对应的信号特征作为样本主体，将下一步态周期的步态信号变化曲线作为样本标签，以此生成样本；

14、采用包括各样本的样本集对rnn进行训练，得到步态信号变化曲线预测模型。

15、在第一方面的一些可实现方式中，根据预测的下一步态周期内的步态信号变化曲线与实际的下一步态周期内的步态信号变化曲线，对用户的下肢进行电刺激，包括：

16、计算预测的下一步态周期内的步态信号变化曲线与实际的下一步态周期内的步态信号变化曲线的差异度；

17、若差异度大于或等于预设阈值，则确定差异度所在的预设数值区间；

18、根据预设数值区间对应的刺激参数，在此后的一个步态周期内对用户的下肢进行电刺激。

19、在第一方面的一些可实现方式中，步态信号变化曲线包括：

20、股四头肌表面肌电信号变化曲线、腘绳肌表面肌电信号变化曲线、胫前肌表面肌电信号变化曲线、腓总神经表面肌电信号变化曲线、膝关节活动度信号变化曲线、踝关节活动度信号变化曲线。

21、在第一方面的一些可实现方式中，远程训练治疗模式为：

22、踝背屈训练模式、踝跖屈训练模式、伸膝训练模式或屈膝训练模式。

23、第二方面，本公开的实施例提供了一种基于电刺激的下肢康复训练装置，该装置包括：

24、获取模块，用于获取用户选择的康复训练模式；

25、电刺激模块，用于若用户选择的康复训练模式为辅助步行模式，则获取用户当前步态周期内的步态信号变化曲线，并基于滑动窗口对步态信号变化曲线进行分段，提取各段对应的信号特征；根据各段对应的信号特征，预测下一步态周期内的步态信号变化曲线；根据预测的下一步态周期内的步态信号变化曲线与实际的下一步态周期内的步态信号变化曲线，对用户的下肢进行电刺激；

26、电刺激模块，还用于若用户选择的康复训练模式为远程训练治疗模式，则基于远程训练治疗模式对应的电刺激参数，对用户的下肢进行电刺激。

27、第三方面，本公开的实施例提供了一种电子设备，该电子设备包括：至少一个处理器；以及与至少一个处理器通信连接的存储器；存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行如以上所述的方法。

28、第四方面，本公开的实施例提供了一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，计算机指令用于使计算机执行如以上所述的方法。

29、根据本公开的实施例，可以为用户提供辅助步行和远程训练治疗两种模式，集日常运动辅助和康复治疗训练为一体，能够有效提高下肢康复训练效果，临床应用价值较高。

30、应当理解，
技术实现要素：
部分中所描述的内容并非旨在限定本公开的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。

技术特征：

1.一种基于电刺激的下肢康复训练方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取用户当前步态周期内的步态信号变化曲线，包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据各段对应的信号特征，预测下一步态周期内的步态信号变化曲线，包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步态信号变化曲线预测模型是通过以下步骤训练得到的：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据预测的下一步态周期内的步态信号变化曲线与实际的下一步态周期内的步态信号变化曲线，对所述用户的下肢进行电刺激，包括：

6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，所述步态信号变化曲线包括：

7.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，所述远程训练治疗模式为：

8.一种基于电刺激的下肢康复训练装置，其特征在于，所述装置包括：

9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：

10.一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机指令用于使计算机执行权利要求1-7中任一项所述的方法。

技术总结
本公开的实施例提供了一种基于电刺激的下肢康复训练方法、装置、设备以及存储介质。该方法包括：获取用户选择的康复训练模式；若用户选择的康复训练模式为辅助步行模式，则获取用户当前步态周期内的步态信号变化曲线，并基于滑动窗口对步态信号变化曲线进行分段，提取各段对应的信号特征；根据各段对应的信号特征，预测下一步态周期内的步态信号变化曲线；根据预测的下一步态周期内的步态信号变化曲线与实际的下一步态周期内的步态信号变化曲线，对用户的下肢进行电刺激；若用户选择的康复训练模式为远程训练治疗模式，则基于远程训练治疗模式对应的电刺激参数，对用户的下肢进行电刺激。以此方式，可以有效提高下肢康复训练效果。

技术研发人员：朱睿,贺足翔,吕浩阳,李蔚,杨轶婷,郑良栋
受保护的技术使用者：同济大学
技术研发日：
技术公布日：2024/6/20

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