買專利賣專利找龍圖騰，真高效！ 查專利查商標用IPTOP,全免費！專利年費監控用IP管家,真方便！

龍圖騰網獲悉燕山大學申請的專利基于超聲檢測控制的人工肌肉協同鏡像康復系統及控制方法獲國家發明授權專利權，本發明授權專利權由國家知識產權局授予，授權公告號為：CN116459116B 。

龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-08發布的發明授權授權公告中獲悉：該發明授權的專利申請號/專利號為：202310387466.0，技術領域涉及：A61B8/08；該發明授權基于超聲檢測控制的人工肌肉協同鏡像康復系統及控制方法是由杜義浩;王孝冉;于金須;曹添福;范強;吳曉光設計研發完成，并于2023-04-12向國家知識產權局提交的專利申請。

本基于超聲檢測控制的人工肌肉協同鏡像康復系統及控制方法在說明書摘要公布了：本發明公開了基于超聲檢測控制的人工肌肉協同鏡像康復系統及控制方法，康復系統包括超聲檢測組，氣動肌肉組，電控組，所述超聲檢測組對用戶的健側肢體肌肉進行高密度陣列超聲檢測，獲取健側肢體的肌肉狀態，并通過所述電控組分析肌肉狀態信息解析肢體協同運動信息，氣動肌肉組模擬人類肢體骨骼肌在骨骼上的布置和附著方式，由電控組控制進行協同驅動，實現健側肢體的鏡像動作，本發明采用超聲檢測與氣動肌肉模擬鏡像運動的方式，可以在肌肉層面檢測健側肢體運動模式包括運動幅度、運動角度、運動速度和力度等，實時協同控制患側肢體完全模仿健側肢體的運動，使得康復設備可以輔助患者達到鏡像運動效果，提高康復效率。

本發明授權基于超聲檢測控制的人工肌肉協同鏡像康復系統及控制方法在權利要求書中公布了：1.基于超聲檢測控制的人工肌肉協同鏡像康復系統，其特征在于：包括電控組3、穿戴于用戶的健側肢體上用于獲取健側肢體肌肉狀態的超聲檢測組1和穿戴于用戶的患側肢體上用于驅動患側肢體進行鏡像康復動作的氣動肌肉組2； 所述電控組3包括微控制器31、用于實時檢測健側的肢體位姿及患側肢體在氣動肌肉組2驅動下的肢體位姿的位姿傳感器32和驅動氣動肌肉組2進行運動的氣泵驅動板33； 所述微控制器31接收超聲檢測組1傳遞的健側肢體的肌肉狀態信號，并將控制信號輸出到氣泵驅動板33，氣泵驅動板33驅動氣動肌肉組2來控制患側肢體進行鏡像康復動作；同時微控制器31接收位姿傳感器32檢測的健側肢體與患側肢體的位姿信息，并將患側肢體的位姿信息與健側肢體的位姿信息進行比對，通過算法進行控制矯正，將矯正后的信息輸出到氣泵驅動板33，來矯正氣動肌肉組2控制患側肢體的動作； 所述超聲檢測組1包括波束形成器11、脈沖發生器12和超聲探頭陣列板13，所述超聲探頭陣列板13由多個超聲探頭集成于陣列板上且呈矩陣排布； 由微控制器31對所述波束形成器11進行初始化，并產生波束信號作用在所述脈沖發生器12對應通道上，從而產生對應的高壓脈沖信號，高壓脈沖信號輸出到對應通道的超聲探頭上，激勵超聲探頭發出超聲波激勵信號并接收回波信號，同時將回波信號傳輸至微控制器31；所述超聲探頭陣列板13上的所有超聲探頭均進行標號，且單獨傳輸超聲波激勵信號并接收與之相對應的回波信號； 肌腹位點的選取如下： 比對所述超聲探頭陣列板13的多個超聲探頭的超聲信息，從時序上篩選最先檢測到超聲信息變化的探頭作為肌腹位點的探頭，若檢測到多個探頭同時最先檢測到超聲信息變化，再從幅值上篩選幅值最大的超聲信息作為肌腹位點的超聲探頭信息，完成超聲檢測； 電控組3的微控制器31對所述超聲檢測組1采集的信號進行處理，對每塊肌肉位點的超聲信號分別進行分析，測取每塊肌肉的形態變化并解析其狀態信息，包括發力力度、發力速度和發力方向； 將多塊肌肉的狀態信息整合進行肌肉協同分析，數學模型公式為： 單個肌肉協同模式都可以表示為時間模塊wit和空間模塊wj的雙重線性組合，mt為在t時刻所采集的sEMG信號，P和N分別為時間模塊和空間模塊的數量，cijtij和分別為i時間模塊j空間模塊的標量激活系數和時間延遲，進而獲取肌肉協同數量和協同的相似性，以便于對模式中的各個單獨肌肉進行肌力計算； 基于CNN-SVM深度學習模型建立單塊肌肉超聲信號和肌力的多重映射，映射內容包括：超聲幅值與肌力大小的映射、超聲頻率與肌力變化的映射、超聲時空特征與肌力分布的映射，進而計算參與肌肉協同的各個肌肉單元的肌力信息；主要步驟為： 通過預處理將原始多通道信號轉為二維樣本作為CNN的輸入，并將樣本分為訓練集、驗證集和測試集； 設計及優化CNN架構，使用訓練集對而網絡進行訓練，自動提取出每個訓練集相對應的特征向量，并使用其驗證集驗證網絡性能； 利用上述提取出的特征向量作為輸入樣本對SVM進行訓練； 用訓練后的SVM替代CNN的全連接層，再將測試樣本輸入到訓練好的CNN中，最后可以得到測試樣本對應的特征向量； 提取的測試樣本的特征向量作為輸入樣本，使用訓練好的SVM進行肌力估計； 所述電控組3將上述多塊肌肉的協同運動信息和單塊肌肉的狀態信息處理后控制所述氣泵驅動板33，由陣列氣泵24驅動所述肌肉單元，驅動患側肢體實現健側肢體的鏡像動作； 在患側肢體產生鏡像動作后，由所述位姿傳感器32檢測健側和患側肢體的相同關節末端位置的位姿信息，并將健側和患側的位姿進行對比，如果存在位姿偏差，則計算偏差信息并引入矯正參數，實現閉環控制，累次矯正后，實現精準的健側和患側鏡像動作； 具體計算偏差信息的方法為： 將檢測到的健側位姿坐標以x,y,z表示，將檢測到的患側位姿坐標以xh,yh,zh表示，分別計算Δx,Δy,Δz，其中：Δx＝x-xh,Δy＝y-yh,Δz＝z-zh； 設預測的患側肢體的目標坐標值為xp,yp,zp，并將Δx,Δy,Δz作為矯正參數，以xg,yg,zg為矯正后的目標坐標值，其中：xg＝xp+Δx,yg＝yp+Δy,zg＝zp+Δz； 累次重復計算偏差信息方法的前兩步，直至Δx,Δy,Δz控制在允許誤差范圍內。

如需購買、轉讓、實施、許可或投資類似專利技術，可聯系本專利的申請人或專利權人燕山大學，其通訊地址為：066004 河北省秦皇島市海港區河北大街438號；或者聯系龍圖騰網官方客服，聯系龍圖騰網可撥打電話0551-65771310或微信搜索“龍圖騰網”。