本發(fā)明涉及康復(fù)醫(yī)療領(lǐng)域，尤其涉及一種基于網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)共享的康復(fù)外骨骼訓(xùn)練模式控制系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

人的肢體是一個(gè)復(fù)合而精密的動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)，如果受損導(dǎo)致肢體的運(yùn)動(dòng)障礙將直接影響人的生活質(zhì)量，及時(shí)科學(xué)的康復(fù)治療對(duì)肢體運(yùn)動(dòng)功能的恢復(fù)和提高起到非常重要的作用。康復(fù)外骨骼是外骨骼技術(shù)和康復(fù)醫(yī)療相結(jié)合的新應(yīng)用，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、康復(fù)醫(yī)學(xué)、機(jī)器人學(xué)和微電子技術(shù)等新興科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，大力推進(jìn)了康復(fù)醫(yī)療設(shè)施的智能化，給醫(yī)用機(jī)器人發(fā)展帶來了新機(jī)遇。

近些年，國(guó)內(nèi)外的諸多科研人員已研制出各種風(fēng)格迥異的康復(fù)外骨骼訓(xùn)練系統(tǒng)，可以為四肢受損患者提供科學(xué)豐富的訓(xùn)練方法和訓(xùn)練效果評(píng)估指標(biāo)，幫助患者進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練，但目前康復(fù)外骨骼訓(xùn)練系統(tǒng)是單機(jī)管控，訓(xùn)練模式等相關(guān)數(shù)據(jù)都無(wú)法共享；訓(xùn)練模式也相對(duì)單一，可選擇的訓(xùn)練模式有限；對(duì)參與康復(fù)訓(xùn)練患者的個(gè)體差異考慮較少，一般不會(huì)根據(jù)患者特征為其定制訓(xùn)練模式；對(duì)康復(fù)外骨骼訓(xùn)練過程中有效經(jīng)驗(yàn)積累不夠，訓(xùn)練過程中的有效訓(xùn)練模式無(wú)法被記錄下來，供后續(xù)使用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的技術(shù)解決問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種基于網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)共享的康復(fù)外骨骼訓(xùn)練模式控制系統(tǒng)和方法。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：一種康復(fù)外骨骼訓(xùn)練模式控制系統(tǒng)，包括康復(fù)外骨骼數(shù)據(jù)庫(kù)、可根據(jù)需求進(jìn)行數(shù)量擴(kuò)展的上位機(jī)，康復(fù)外骨骼數(shù)據(jù)庫(kù)與上位機(jī)之間通過網(wǎng)絡(luò)連接；每臺(tái)上位機(jī)包括數(shù)據(jù)接收模塊、訓(xùn)練模式選擇模塊、訓(xùn)練效果評(píng)估模塊、訓(xùn)練模式調(diào)整模塊；

康復(fù)外骨骼數(shù)據(jù)庫(kù)中根據(jù)臨床信息預(yù)先存儲(chǔ)患者特征屬性、訓(xùn)練模式特征屬性、評(píng)估特征屬性以及三者之間的關(guān)系映射鏈；

每臺(tái)上位機(jī)上的數(shù)據(jù)接收模塊通過人機(jī)交互界面接收待康復(fù)患者的特征屬性信息，以及接收醫(yī)療儀器發(fā)送的該患者最新的評(píng)估特征屬性信息；

訓(xùn)練模式選擇模塊將數(shù)據(jù)接收模塊接收的上述信息與康復(fù)外骨骼數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的信息進(jìn)行比對(duì)，進(jìn)而確定當(dāng)前最優(yōu)的訓(xùn)練模式特征屬性，并根據(jù)該訓(xùn)練模式特征屬性發(fā)送相應(yīng)的指令至康復(fù)外骨骼訓(xùn)練裝置，由康復(fù)外骨骼訓(xùn)練裝置執(zhí)行相應(yīng)指令對(duì)患者進(jìn)行每組訓(xùn)練；所述的醫(yī)療儀器發(fā)送的該患者最新的評(píng)估特征屬性信息初始值為訓(xùn)練前患者的評(píng)估特征屬性信息；

醫(yī)療儀器在每組訓(xùn)練后，采集患者的評(píng)估特征屬性信息并發(fā)送至數(shù)據(jù)接收模塊；

訓(xùn)練效果評(píng)估模塊根據(jù)每組訓(xùn)練后的評(píng)估特征屬性信息解算出評(píng)價(jià)參數(shù)，若評(píng)價(jià)參數(shù)表征本組康復(fù)訓(xùn)練有效，則將該患者的特征屬性信息、訓(xùn)練前的評(píng)估特征屬性信息以及對(duì)應(yīng)的訓(xùn)練模式特征屬性在康復(fù)外骨骼數(shù)據(jù)庫(kù)中建立關(guān)系映射鏈；若無(wú)效，啟動(dòng)訓(xùn)練模式調(diào)整模塊；

訓(xùn)練模式調(diào)整模塊根據(jù)患者的評(píng)估特征屬性信息調(diào)整訓(xùn)練模式特征屬性，根據(jù)調(diào)整后的訓(xùn)練模式特征屬性發(fā)送控制指令至康復(fù)外骨骼訓(xùn)練裝置進(jìn)行一組訓(xùn)練。

進(jìn)一步的，所述的人機(jī)交互界面包括緊急停止功能區(qū)域和功能選擇控制區(qū)域；所述的功能選擇控制區(qū)域提供訓(xùn)練模式特征屬性人工調(diào)整界面和訓(xùn)練模式選擇界面，在人工調(diào)整界面由人工輸入對(duì)應(yīng)數(shù)值后直接由上位機(jī)中的數(shù)據(jù)接收模塊進(jìn)行接收，訓(xùn)練模式調(diào)整模塊直接根據(jù)接收的數(shù)據(jù)發(fā)送相應(yīng)控制指令；在訓(xùn)練模式選擇界面，人工對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中已有的訓(xùn)練模式進(jìn)行選擇，由訓(xùn)練模式選擇模塊直接根據(jù)選擇的訓(xùn)練模式發(fā)送相應(yīng)的控制指令。

進(jìn)一步的，訓(xùn)練模式選擇模塊確定當(dāng)前最優(yōu)的訓(xùn)練模式特征屬性的實(shí)現(xiàn)方式如下：

(1)根據(jù)外骨骼康復(fù)醫(yī)療臨床經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)為患者的各個(gè)特征屬性i以及評(píng)估特征屬性j設(shè)置權(quán)重值pi、pj，∑ipi＝1,∑jpj＝1；

為患者特征屬性設(shè)置權(quán)重值p31，為評(píng)估特征屬性設(shè)置權(quán)重值p32，p31+p32＝1，p32＞p31；

(2)根據(jù)當(dāng)前訓(xùn)練患者的特征屬性值ai以及當(dāng)前最新的評(píng)估特征屬性值bj，計(jì)算與數(shù)據(jù)庫(kù)中已存數(shù)據(jù)相似度{s1,s2…sm…sn}；

其中，aim、bjm為數(shù)據(jù)庫(kù)中第m條關(guān)系映射鏈對(duì)應(yīng)的特征屬性值以及評(píng)估特征屬性值；

n為數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的關(guān)系映射鏈數(shù)量；

(3)求出最佳相似度x＝min{s1,s2……sn}，x對(duì)應(yīng)的sm便是與訓(xùn)練患者狀態(tài)最相近的，根據(jù)sm在數(shù)據(jù)庫(kù)中通過關(guān)系映射鏈找到對(duì)應(yīng)的訓(xùn)練模式特征屬性值，即為該患者的最佳訓(xùn)練模式。

進(jìn)一步的，訓(xùn)練效果評(píng)估模塊判斷康復(fù)訓(xùn)練是否有效的實(shí)現(xiàn)方式如下：

(1)依據(jù)外骨骼康復(fù)醫(yī)療臨床經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)合患者自身的損傷類型和損傷級(jí)別，解算出目標(biāo)評(píng)估特屬性征值obj；

(2)根據(jù)訓(xùn)練后的評(píng)估特征屬性信息bj與目標(biāo)評(píng)估特征屬性值解算評(píng)價(jià)參數(shù)

(3)判斷g是否落入預(yù)設(shè)的閾值范圍，若落入，則表征本組康復(fù)訓(xùn)練有效，否則無(wú)效。

進(jìn)一步的，所述的預(yù)設(shè)的閾值范圍(0～5)。

進(jìn)一步的，目標(biāo)評(píng)估特屬性征值obj的確定步驟如下：

(1.1)依據(jù)外骨骼康復(fù)醫(yī)療臨床經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，以損傷類型和損傷等級(jí)為分類分別建立每個(gè)評(píng)估特征屬性的變化率參照表；

(1.2)根據(jù)患者的損傷類型和損傷級(jí)別，針對(duì)每個(gè)評(píng)估特征屬性分別在上述屬性變化率參照表中找出對(duì)應(yīng)的屬性變化率集合；

(1.3)針對(duì)每個(gè)評(píng)估特征屬性，取找出對(duì)應(yīng)的屬性變化率集合的交集作為該評(píng)估特征屬性的變化率；

(14)針對(duì)每個(gè)評(píng)估特征屬性，將訓(xùn)練前的評(píng)估特征屬性值加上步驟(1.3)中得到的對(duì)應(yīng)的變化率，即得到該評(píng)估特征屬性的目標(biāo)評(píng)估特屬性征值。

進(jìn)一步的，訓(xùn)練模式調(diào)整模塊利用下述公式調(diào)整訓(xùn)練模式特征屬性值：

h'i＝hi+∑j(b'j-bj)×kij×pj

其中，hi為訓(xùn)練模式特征屬性值，

hi'為調(diào)整后訓(xùn)練模式特征屬性值，

bj'為訓(xùn)練后評(píng)估特征參數(shù)值，

pj為評(píng)估特征屬性j的權(quán)重值，

kij為訓(xùn)練模式特征屬性調(diào)整率和評(píng)估特征屬性變化率關(guān)系的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)。

一種康復(fù)外骨骼訓(xùn)練模式控制方法，步驟如下：

(1)預(yù)先在康復(fù)外骨骼數(shù)據(jù)庫(kù)中根據(jù)臨床信息預(yù)先存儲(chǔ)患者特征屬性、訓(xùn)練模式特征屬性、評(píng)估特征屬性以及三者之間的關(guān)系映射鏈；

(2)將康復(fù)外骨骼數(shù)據(jù)庫(kù)與多臺(tái)上位機(jī)之間通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，上位機(jī)的數(shù)量根據(jù)實(shí)際需求設(shè)置；參與訓(xùn)練的每臺(tái)上位機(jī)按照下述步驟執(zhí)行每組訓(xùn)練：

(2.1)接收外部輸入的待康復(fù)患者的特征屬性信息；

(2.2)將接收的待康復(fù)患者的特征屬性信息、該患者最新的評(píng)估特征屬性信息與康復(fù)外骨骼數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的信息進(jìn)行比對(duì)，進(jìn)而確定當(dāng)前最優(yōu)的訓(xùn)練模式特征屬性，并根據(jù)該訓(xùn)練模式特征屬性發(fā)送相應(yīng)的指令至康復(fù)外骨骼訓(xùn)練裝置，由康復(fù)外骨骼訓(xùn)練裝置執(zhí)行相應(yīng)指令對(duì)患者進(jìn)行當(dāng)前組的訓(xùn)練；所述的最新的評(píng)估特征屬性信息在第一組訓(xùn)練開始前為訓(xùn)練前患者的評(píng)估特征屬性信息，之后每組訓(xùn)練為前一組訓(xùn)練后采集的患者的評(píng)估特征屬性信息；

(2.3)當(dāng)前組訓(xùn)練結(jié)束后，通過醫(yī)療儀器采集患者的評(píng)估特征屬性信息；

(2.4)根據(jù)訓(xùn)練后的評(píng)估特征屬性信息解算出評(píng)價(jià)參數(shù)，若評(píng)價(jià)參數(shù)表征本組康復(fù)訓(xùn)練有效，則轉(zhuǎn)步驟(2.5)，若無(wú)效，則轉(zhuǎn)步驟(2.6)；

(2.5)將該患者的特征屬性信息、訓(xùn)練前的評(píng)估特征屬性信息以及對(duì)應(yīng)的訓(xùn)練模式特征屬性在康復(fù)外骨骼數(shù)據(jù)庫(kù)中建立關(guān)系映射鏈，轉(zhuǎn)步驟(2.2)進(jìn)行下一組訓(xùn)練；

(2.6)根據(jù)患者的評(píng)估特征屬性信息調(diào)整訓(xùn)練模式特征屬性，根據(jù)調(diào)整后的訓(xùn)練模式特征屬性發(fā)送控制指令至康復(fù)外骨骼訓(xùn)練裝置進(jìn)行一組訓(xùn)練后，轉(zhuǎn)步驟(2.3)。

進(jìn)一步的，所述的人機(jī)交互界面包括緊急停止功能區(qū)域和功能選擇控制區(qū)域；所述的功能選擇控制區(qū)域提供訓(xùn)練模式特征屬性人工調(diào)整界面和訓(xùn)練模式選擇界面，在人工調(diào)整界面由人工輸入對(duì)應(yīng)數(shù)值后直接由上位機(jī)根據(jù)接收的數(shù)據(jù)發(fā)送相應(yīng)控制指令至康復(fù)外骨骼訓(xùn)練裝置，轉(zhuǎn)入步驟(2.3)開始執(zhí)行；在訓(xùn)練模式選擇界面，人工對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中已有的訓(xùn)練模式進(jìn)行選擇，由上位機(jī)直接根據(jù)選擇的訓(xùn)練模式發(fā)送相應(yīng)的控制指令至康復(fù)外骨骼訓(xùn)練裝置，轉(zhuǎn)入步驟(2.3)開始執(zhí)行。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比有益效果為：

本發(fā)明系統(tǒng)/方法基于網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，能對(duì)連入網(wǎng)絡(luò)的康復(fù)外骨骼系統(tǒng)產(chǎn)生的訓(xùn)練模式及相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，并存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，實(shí)現(xiàn)康復(fù)外骨骼訓(xùn)練模式經(jīng)驗(yàn)積累，同時(shí)將數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)共享給網(wǎng)絡(luò)上的各個(gè)康復(fù)外骨骼系統(tǒng)供其查找調(diào)用。隨著數(shù)據(jù)庫(kù)中康復(fù)外骨骼訓(xùn)練模式及其相關(guān)數(shù)據(jù)不斷增加豐富，將為患者提供更精細(xì)、精確的康復(fù)外骨骼訓(xùn)練模式。

本發(fā)明提出了一種康復(fù)外骨骼訓(xùn)練模式控制系統(tǒng)及方法。該系統(tǒng)由1套數(shù)據(jù)庫(kù)，通信網(wǎng)絡(luò)，一到多套上位機(jī)及與每臺(tái)上位機(jī)匹配的康復(fù)外骨骼裝置、人機(jī)交互、醫(yī)療儀器設(shè)備組成。該系統(tǒng)可以根據(jù)患者自身特點(diǎn)為其定制適合的康復(fù)外骨骼訓(xùn)練模式，并能對(duì)訓(xùn)練效果評(píng)估，對(duì)訓(xùn)練效果不佳的康復(fù)外骨骼訓(xùn)練模式能進(jìn)行調(diào)整產(chǎn)生新的康復(fù)外骨骼訓(xùn)練模式；系統(tǒng)除了能夠提供自動(dòng)化康復(fù)訓(xùn)練過程，還預(yù)留人機(jī)交互接口，醫(yī)師、患者自由控制康復(fù)訓(xùn)練。

附圖說明

圖1為本發(fā)明系統(tǒng)架構(gòu)圖；

圖2為本發(fā)明訓(xùn)練模式選擇流程圖；

圖3為本發(fā)明訓(xùn)練模式效果評(píng)估流程圖；

圖4為本發(fā)明訓(xùn)練模式調(diào)整流程圖；

圖5為本發(fā)明關(guān)系映射鏈圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及實(shí)例對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)說明。

本文提出的系統(tǒng)如圖1所示，包括康復(fù)外骨骼數(shù)據(jù)庫(kù)、可根據(jù)需求進(jìn)行數(shù)量擴(kuò)展的上位機(jī)，康復(fù)外骨骼數(shù)據(jù)庫(kù)與上位機(jī)之間通過網(wǎng)絡(luò)連接(例如局域網(wǎng)或者互聯(lián)網(wǎng)等)；每臺(tái)上位機(jī)包括數(shù)據(jù)接收模塊、訓(xùn)練模式選擇模塊、訓(xùn)練效果評(píng)估模塊、訓(xùn)練模式調(diào)整模塊。

下面對(duì)每個(gè)部分具體說明如下

(一)康復(fù)外骨骼數(shù)據(jù)庫(kù)

是康復(fù)外骨骼訓(xùn)練模式控制系統(tǒng)的重要組成部分，是一套大存儲(chǔ)量數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，用于存儲(chǔ)康復(fù)外骨骼系統(tǒng)相關(guān)數(shù)據(jù)，是康復(fù)外骨骼訓(xùn)練模式樣本空間，為上位機(jī)各種算法解算提供數(shù)據(jù)支持，是實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)上多套康復(fù)外骨骼系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享的基礎(chǔ)?？祻?fù)外骨骼數(shù)據(jù)庫(kù)中根據(jù)臨床信息預(yù)先存儲(chǔ)患者特征屬性、訓(xùn)練模式特征屬性、評(píng)估特征屬性以及三者之間的關(guān)系映射鏈。

數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)如下信息：

患者特征屬性：主要用來描述患者的身體和心理特征，例如可以包括：性別、年齡、體重、康復(fù)肢體長(zhǎng)度、損傷類型、損傷等級(jí)、心理狀態(tài)；根據(jù)實(shí)際需求，一般來講，損傷類型、損傷等級(jí)為必須特征，其他為可選特征，也可根據(jù)需要添加其它特征。

訓(xùn)練模式特征屬性：主要用來描述在設(shè)定時(shí)間內(nèi)康復(fù)外骨骼訓(xùn)練運(yùn)動(dòng)特征，主要包括運(yùn)動(dòng)軌跡、速度、屈伸角度、牽引力度及訓(xùn)練時(shí)間。

評(píng)估特征屬性：主要用來描述患者身體機(jī)能特征，特征屬性包括肌肉活性、心率及耗氧量。

關(guān)系映射鏈，如圖5所示：

在數(shù)據(jù)庫(kù)中分別建患者特征屬性表，評(píng)估特征屬性表，訓(xùn)練模式特征屬性表及關(guān)系映射鏈表。

患者特征屬性表存儲(chǔ)患者特征屬性值及主鍵值a_pk

評(píng)估特征屬性表存儲(chǔ)評(píng)估特征屬性值及主鍵值b_pk

訓(xùn)練模式特征屬性表存訓(xùn)練模式特征屬性值及主鍵值h_pk

關(guān)系映射鏈表存儲(chǔ)a_pk，b_pk，h_pk及主鍵值rc_pk，通過關(guān)系映射鏈表建立患者特征屬性、評(píng)估特征屬性及訓(xùn)練模式特征屬性之間的映射關(guān)系。

(二)醫(yī)療儀器

醫(yī)療儀器用于測(cè)量患者在康復(fù)訓(xùn)練前及訓(xùn)練過程中的心率、耗氧量及肌肉活性，按上位機(jī)需求將測(cè)得數(shù)據(jù)發(fā)送給上位機(jī)。采用目前現(xiàn)有的設(shè)備即可。

(三)上位機(jī)

上位機(jī)上的數(shù)據(jù)接收模塊通過人機(jī)交互界面接收待康復(fù)患者的特征屬性信息，以及接收醫(yī)療儀器發(fā)送的該患者最新的評(píng)估特征屬性信息；

(a)訓(xùn)練模式選擇模塊

訓(xùn)練模式選擇模塊將數(shù)據(jù)接收模塊接收的上述信息與康復(fù)外骨骼數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的信息進(jìn)行比對(duì)，進(jìn)而確定當(dāng)前最優(yōu)的訓(xùn)練模式特征屬性，并根據(jù)該訓(xùn)練模式特征屬性發(fā)送相應(yīng)的指令至康復(fù)外骨骼訓(xùn)練裝置，由康復(fù)外骨骼訓(xùn)練裝置執(zhí)行相應(yīng)指令對(duì)患者進(jìn)行每組訓(xùn)練；所述的醫(yī)療儀器發(fā)送的該患者最新的評(píng)估特征屬性信息初始值為訓(xùn)練前患者的評(píng)估特征屬性信息；

如圖2，訓(xùn)練模式選擇流程圖，具體包括以下步驟：從醫(yī)療儀器獲取患者最新的評(píng)估特征屬性值a，從人機(jī)交互獲取患者特征屬性值，把患者評(píng)估特征屬性值a和患者特征屬性值作為屬性值加權(quán)匹配選擇算法的入?yún)?，從?shù)據(jù)庫(kù)中解算出最佳訓(xùn)練模式，根據(jù)最佳訓(xùn)練模式得到訓(xùn)練模式特征值，發(fā)送給控制驅(qū)動(dòng)器控制康復(fù)外骨骼做訓(xùn)練。

根據(jù)外骨骼康復(fù)醫(yī)療臨床經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)為患者的各個(gè)特征屬性設(shè)置權(quán)重值p11，p12,p13,p14,p15,p16,p17分別對(duì)應(yīng)性別，年齡，體重，康復(fù)肢體長(zhǎng)度，肢體類型，損傷類型，損傷等級(jí)，心理狀態(tài)，p11+p12+p13+p14+p15+p16+p17＝1

根據(jù)外骨骼康復(fù)醫(yī)療臨床經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)為評(píng)估的各個(gè)特征屬性設(shè)置權(quán)重值p21，p22,p23分別對(duì)應(yīng)肌肉活性，心率，耗氧量，p21+p22+p23＝1

p31為患者特征屬性設(shè)置權(quán)重值，p32為評(píng)估特征屬性設(shè)置權(quán)重值，p31+p32＝1

訓(xùn)練患者的特征屬性值(a1,a2,a3,a4,a5,a6,a7)，

訓(xùn)練患者的評(píng)估特征屬性值(b1,b2,b3)，

遍歷關(guān)系映射鏈表，通過關(guān)系映射鏈表中存儲(chǔ)的a_pk和b_pk，在患者特征屬性表和評(píng)估特征屬性表分別提取,患者特征屬性值序列：

{(a11,a12,a13,a14,a15,a16,a17),(a21,a22,a23,a24,a25,a26,a27)……(an1,an2,an3,an4,an5,an6,an7)}；

和評(píng)估特征屬性值序列：

{(b11,b12,b13),(b21,b22,b23)……(bn1,bn2,bn3)},

求出最佳相似度x＝min{s1,s2……sn}，x對(duì)應(yīng)的si便是與訓(xùn)練患者狀態(tài)最相近的，根據(jù)si可找到對(duì)應(yīng)的rci(關(guān)系映射鏈表中主鍵值{rc1,rc2......rcn}與相似度對(duì)比值{s1,s2,…….sn}為一一對(duì)應(yīng)關(guān)系)，通過rci在關(guān)系映射鏈表中找到h_kp對(duì)應(yīng)的值，通過h_kp值在訓(xùn)練模式特征屬性表找到對(duì)應(yīng)的訓(xùn)練模式特征屬性值，即為該患者的最佳訓(xùn)練模式。

(b)訓(xùn)練效果評(píng)估模塊

根據(jù)每組訓(xùn)練后的評(píng)估特征屬性信息解算出評(píng)價(jià)參數(shù)，若評(píng)價(jià)參數(shù)表征本組康復(fù)訓(xùn)練有效，則將該患者的特征屬性信息、訓(xùn)練前的評(píng)估特征屬性信息以及對(duì)應(yīng)的訓(xùn)練模式特征屬性在康復(fù)外骨骼數(shù)據(jù)庫(kù)中建立關(guān)系映射鏈；若無(wú)效，啟動(dòng)訓(xùn)練模式調(diào)整模塊；

具體的如圖3所示，可以參照如下方式實(shí)現(xiàn)：

(1)依據(jù)外骨骼康復(fù)醫(yī)療臨床經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)合患者自身的損傷類型和損傷級(jí)別，解算出目標(biāo)評(píng)估特屬性征值obj；目標(biāo)特征屬性：主要用來描述患者經(jīng)過一組康復(fù)外骨骼訓(xùn)練后身體預(yù)期機(jī)能特征，特征屬性包括肌肉活性、心率及耗氧量。

依據(jù)外骨骼康復(fù)醫(yī)療臨床經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，以損傷類型和損傷等級(jí)為分類分別建立肌肉活性屬性變化率參照表

心率屬性變化率參照表

耗氧量屬性變化率參照表

肌肉活性目標(biāo)評(píng)估值求解：

1根據(jù)患者的損傷類型a5在評(píng)估屬性變化率參照表中找到對(duì)應(yīng)的肌肉活性變化率集合di＝{di1...dij…din}；

2根據(jù)患者的損傷級(jí)別a6在評(píng)估屬性變化率參照表中找到對(duì)應(yīng)的肌肉活性變化率集合dj＝{d1...dij…dmj}；

3肌肉活性屬性變化率d＝di∩dj＝{dij}；

4肌肉活性目標(biāo)評(píng)估值ob1＝b1+dij。

b1為訓(xùn)練前患者的肌肉活性值。

心率目標(biāo)評(píng)估值求解：

1根據(jù)患者的損傷類型a5在評(píng)估屬性變化率參照表中找到對(duì)應(yīng)的心率變化率集合ei＝{ei1…eij…ein}；

2根據(jù)患者的損傷級(jí)別a6在評(píng)估屬性變化率參照表中找到對(duì)應(yīng)的心率變化率集合ej＝{e1j…eij…emj}；

3心率屬性變化率e＝ej∩ej＝{eij}；

4心率目標(biāo)評(píng)估值ob2＝b2+eij。

b2為訓(xùn)練前患者的心率。

耗氧量目標(biāo)評(píng)估值求解：

1根據(jù)患者的損傷類型a5在評(píng)估屬性變化率參照表中找到對(duì)應(yīng)的耗氧量變化率集合fi＝{fi1…fij…fin}；

2根據(jù)患者的損傷級(jí)別a6在評(píng)估屬性變化率參照表中找到對(duì)應(yīng)的耗氧量變化率集合fj＝{f1j…fij…fmj}；

3耗氧量屬性變化率f＝fi∩fj＝{fij}；

4耗氧量目標(biāo)評(píng)估值ob3＝b3+fij。

b3為訓(xùn)練前患者的耗氧量。

解算出目標(biāo)評(píng)估特屬性征值ob＝{ob1,ob2,ob3}。

(2)根據(jù)訓(xùn)練后的評(píng)估特征屬性信息bj與目標(biāo)評(píng)估特征屬性值解算評(píng)價(jià)參數(shù)

(3)判斷g是否落入預(yù)設(shè)的閾值范圍(一般建議0-5范圍內(nèi)取值)，若落入，則表征本組康復(fù)訓(xùn)練有效，否則無(wú)效。

(c)訓(xùn)練模式調(diào)整模塊

訓(xùn)練模式調(diào)整模塊根據(jù)患者的評(píng)估特征屬性信息調(diào)整訓(xùn)練模式特征屬性，根據(jù)調(diào)整后的訓(xùn)練模式特征屬性發(fā)送控制指令至康復(fù)外骨骼訓(xùn)練裝置進(jìn)行一組訓(xùn)練。

如圖4所示，例如，可根據(jù)外骨骼康復(fù)醫(yī)療臨床經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)建立訓(xùn)練模式特征屬性調(diào)整率與評(píng)估特征屬性變化率之間的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)表：

訓(xùn)練患者運(yùn)動(dòng)前的評(píng)估特征屬性值(b1,b2,b3)

b1,b2,b3分別為訓(xùn)練前肌肉活性值，心率值，耗氧量值

訓(xùn)練患者運(yùn)動(dòng)后的評(píng)估特征屬性值(b1',b2',b3')

b1',b2',b3'分別為訓(xùn)練后肌肉活性，心率，耗氧量

訓(xùn)練模式特征屬性值(h1,h2,h3,h4,h5)

h1,h2,h3,h4,h5為訓(xùn)練模式調(diào)整前運(yùn)動(dòng)軌跡、速度、屈伸角度、牽引力度及訓(xùn)練時(shí)間

調(diào)整后訓(xùn)練模式特征屬性值(h1',h2',h3',h4',h5')

h1',h2',h3',h4',h5'為訓(xùn)練模式調(diào)整后運(yùn)動(dòng)軌跡、速度、屈伸角度、牽引力度及訓(xùn)練時(shí)間

根據(jù)外骨骼康復(fù)醫(yī)療臨床經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)為評(píng)估的各個(gè)特征屬性設(shè)置權(quán)重值p21，p22，p23分別對(duì)應(yīng)肌肉活性，心率，耗氧量，p21+p22+p23＝1

p31為患者特征屬性設(shè)置權(quán)重值，p32為評(píng)估特征屬性設(shè)置權(quán)重值，p31+p32＝1

調(diào)整后運(yùn)動(dòng)軌跡求解：

h1'＝h1+(b1'-b1)×k11×p21+(b2'-b2)×k12×p22+(b3'-b3)×k13×p23

調(diào)整后速度求解：

h2'＝h2+(b1'-b1)×k21×p21+(b2'-b2)×k22×p22+(b3'-b3)×k23×p23

調(diào)整后屈伸角度求解：

h3'＝h3+(b1'-b1)×k31×p21+(b2'-b2)×k32×p22+(b3'-b3)×k33×p23

調(diào)整牽引力度求解：

h4'＝h4+(b1'-b1)×k41×p21+(b2'-b2)×k42×p22+(b3'-b3)×k43×p23

調(diào)整訓(xùn)練時(shí)間求解：

h5'＝h5+(b1'-b1)×k51×p21+(b2'-b2)×k52×p22+(b3'-b3)×k53×p23

hi為訓(xùn)練模式特征屬性值，

hi'為調(diào)整后訓(xùn)練模式特征屬性值，

bj'為訓(xùn)練后評(píng)估特征參數(shù)值

kij為訓(xùn)練模式特征屬性調(diào)整率和評(píng)估特征屬性變化率關(guān)系的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)

h'i＝hi+∑j(b'j-bj)×kij×pj

(四)康復(fù)外骨骼訓(xùn)練裝置

康復(fù)外骨骼訓(xùn)練裝置可以采用目前市場(chǎng)上已有的康復(fù)裝置，也可以采用圖1中所給的示例進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練。

如圖1所示，裝置包括外骨骼骨架、關(guān)節(jié)電機(jī)、控制驅(qū)動(dòng)器、傳感器(位置傳感器、角度傳感器、機(jī)電傳感器)；

外骨骼骨架：固定患者上肢/下肢，跟隨電機(jī)按控制策略運(yùn)動(dòng)。

關(guān)節(jié)電機(jī)：提供關(guān)節(jié)機(jī)械動(dòng)力源，驅(qū)動(dòng)外骨骼骨架運(yùn)動(dòng)。

控制驅(qū)動(dòng)器：根據(jù)上位機(jī)傳遞的控制指令，形成電機(jī)工作指令，驅(qū)動(dòng)電機(jī)按預(yù)定模式運(yùn)動(dòng)。

傳感器：監(jiān)測(cè)外骨骼運(yùn)動(dòng)過程并將數(shù)據(jù)反饋給控制驅(qū)動(dòng)器。角度傳感器，測(cè)量外骨骼關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的角度；位置傳感器，測(cè)量外骨骼運(yùn)動(dòng)位置；機(jī)電傳感器，測(cè)量患者上肢/下肢肌肉壓力狀態(tài)。

(五)人機(jī)交互界面

人機(jī)交互界面根據(jù)實(shí)際需要可以進(jìn)行功能擴(kuò)展，本例中包括緊急停止功能區(qū)域和功能選擇控制區(qū)域；緊急停止功能區(qū)域?yàn)榛颊呋蛘哚t(yī)師提供緊急處理的手段，例如采用操縱桿或者按鈕的方式對(duì)正在進(jìn)行中的訓(xùn)練進(jìn)行急停。

所述的功能選擇控制區(qū)域提供訓(xùn)練模式特征屬性人工調(diào)整界面和訓(xùn)練模式選擇界面，在人工調(diào)整界面由人工輸入對(duì)應(yīng)數(shù)值后直接由上位機(jī)中的數(shù)據(jù)接收模塊進(jìn)行接收，訓(xùn)練模式調(diào)整模塊直接根據(jù)接收的數(shù)據(jù)發(fā)送相應(yīng)控制指令；在訓(xùn)練模式選擇界面，人工對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中已有的訓(xùn)練模式進(jìn)行選擇，由訓(xùn)練模式選擇模塊直接根據(jù)選擇的訓(xùn)練模式發(fā)送相應(yīng)的控制指令。

本發(fā)明還提供一種康復(fù)外骨骼訓(xùn)練模式控制方法，步驟如下：

(1)預(yù)先在康復(fù)外骨骼數(shù)據(jù)庫(kù)中根據(jù)臨床信息預(yù)先存儲(chǔ)患者特征屬性、訓(xùn)練模式特征屬性、評(píng)估特征屬性以及三者之間的關(guān)系映射鏈；

(2)將康復(fù)外骨骼數(shù)據(jù)庫(kù)與多臺(tái)上位機(jī)之間通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，上位機(jī)的數(shù)量根據(jù)實(shí)際需求設(shè)置；參與訓(xùn)練的每臺(tái)上位機(jī)按照下述步驟執(zhí)行每組訓(xùn)練：

(2.1)接收外部輸入的待康復(fù)患者的特征屬性信息；

(2.2)將接收的待康復(fù)患者的特征屬性信息、該患者最新的評(píng)估特征屬性信息與康復(fù)外骨骼數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的信息進(jìn)行比對(duì)，進(jìn)而確定當(dāng)前最優(yōu)的訓(xùn)練模式特征屬性，并根據(jù)該訓(xùn)練模式特征屬性發(fā)送相應(yīng)的指令至康復(fù)外骨骼訓(xùn)練裝置，由康復(fù)外骨骼訓(xùn)練裝置執(zhí)行相應(yīng)指令對(duì)患者進(jìn)行當(dāng)前組的訓(xùn)練；所述的最新的評(píng)估特征屬性信息在第一組訓(xùn)練開始前為訓(xùn)練前患者的評(píng)估特征屬性信息，之后每組訓(xùn)練為前一組訓(xùn)練后采集的患者的評(píng)估特征屬性信息；

(2.3)當(dāng)前組訓(xùn)練結(jié)束后，通過醫(yī)療儀器采集患者的評(píng)估特征屬性信息；

(2.4)根據(jù)訓(xùn)練后的評(píng)估特征屬性信息解算出評(píng)價(jià)參數(shù)，若評(píng)價(jià)參數(shù)表征本組康復(fù)訓(xùn)練有效，則轉(zhuǎn)步驟(2.5)，若無(wú)效，則轉(zhuǎn)步驟(2.6)；

(2.5)將該患者的特征屬性信息、訓(xùn)練前的評(píng)估特征屬性信息以及對(duì)應(yīng)的訓(xùn)練模式特征屬性在康復(fù)外骨骼數(shù)據(jù)庫(kù)中建立關(guān)系映射鏈，轉(zhuǎn)步驟(2.2)進(jìn)行下一組訓(xùn)練；

(2.6)根據(jù)患者的評(píng)估特征屬性信息調(diào)整訓(xùn)練模式特征屬性，根據(jù)調(diào)整后的訓(xùn)練模式特征屬性發(fā)送控制指令至康復(fù)外骨骼訓(xùn)練裝置進(jìn)行一組訓(xùn)練后，轉(zhuǎn)步驟(2.3)。

所述的人機(jī)交互界面包括緊急停止功能區(qū)域和功能選擇控制區(qū)域；所述的功能選擇控制區(qū)域提供訓(xùn)練模式特征屬性人工調(diào)整界面和訓(xùn)練模式選擇界面，在人工調(diào)整界面由人工輸入對(duì)應(yīng)數(shù)值后直接由上位機(jī)根據(jù)接收的數(shù)據(jù)發(fā)送相應(yīng)控制指令至康復(fù)外骨骼訓(xùn)練裝置，轉(zhuǎn)入步驟(2.3)開始執(zhí)行；在訓(xùn)練模式選擇界面，人工對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中已有的訓(xùn)練模式進(jìn)行選擇，由上位機(jī)直接根據(jù)選擇的訓(xùn)練模式發(fā)送相應(yīng)的控制指令至康復(fù)外骨骼訓(xùn)練裝置，轉(zhuǎn)入步驟(2.3)開始執(zhí)行。

方法中具體步驟的實(shí)現(xiàn)可以與系統(tǒng)采用相同的處理方式，此處不過多進(jìn)行贅述。

本發(fā)明未詳細(xì)說明部分屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員公知常識(shí)。