山东大学;山东建筑大学;中国残疾人辅助器具中心卜令国获国家专利权
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龙图腾网获悉山东大学;山东建筑大学;中国残疾人辅助器具中心申请的专利一种虚实融合的孤独症儿童手功能康复训练方法及系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN118969203B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-31发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411440477.1,技术领域涉及:G16H20/70;该发明授权一种虚实融合的孤独症儿童手功能康复训练方法及系统是由卜令国;赵磊;李婷设计研发完成,并于2024-10-16向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种虚实融合的孤独症儿童手功能康复训练方法及系统在说明书摘要公布了:本发明公开一种虚实融合的孤独症儿童手功能康复训练方法及系统,涉及儿童孤独症康复训练技术领域,方法为:将当前康复训练任务所对应的运动信息和虚拟场景映射到增强现实场景中,引导孤独症儿童与增强现实场景交互;基于所佩戴的柔性康复手套,辅助孤独症儿童完成多轮次的当前康复训练任务;在非辅助状态下,采集孤独症儿童执行当前康复训练任务时的脑功能数据、行为学数据以及主观量表数据,基于所采集的数据进行综合评估,获取康复训练评估结果;根据康复训练评估结果,自适应调整当前康复训练任务的难度等级,进行下一轮次的康复训练。本发明能够灵活调整训练任务的难度和内容,辅助患者自行进行康复训练,提高孤独症儿童手功能的康复效果。
本发明授权一种虚实融合的孤独症儿童手功能康复训练方法及系统在权利要求书中公布了:1.一种虚实融合的孤独症儿童手功能康复训练方法,其特征在于,包括: 将当前康复训练任务所对应的运动信息和虚拟场景映射到增强现实场景中,引导孤独症儿童与增强现实场景交互; 基于所佩戴的柔性康复手套,辅助孤独症儿童完成多轮次的当前康复训练任务; 在非辅助状态下,采集孤独症儿童执行当前康复训练任务时的脑功能数据、行为学数据以及主观量表数据,基于所采集的数据进行综合评估,获取康复训练评估结果; 根据康复训练评估结果,自适应调整当前康复训练任务的难度等级,进行下一轮次的康复训练; 所述基于所采集的数据进行综合评估,获取康复训练评估结果,包括: 根据采集的脑功能数据与预采集的静息状态脑功能数据,获取不同脑区的激活程度,得到脑功能评估结果; 根据采集的行为学数据,计算手部运动评分,得到行为学数据评估结果; 根据获取的主观量表数据,量化训练绩效结果,得到主观量表数据评估结果; 基于脑功能评估结果、行为学数据评估结果、主观量表数据评估结果,进行加权平均,得到最终的康复训练评估结果; 其中,手部日常精细动作包括拇指对指、指尖对指、三指捏、圆柱握、侧捏、握拳;采用HoloLens2采集受试者完成康复训练任务过程中的行为学数据,根据采集的行为学数据,计算手部运动评分,得到行为学数据评估结果,包括: 基于行为学数据,提取任务执行过程中的手部掌指关节MCP、近侧指间关节PIP、远侧指间关节DIP位置信息; 根据所提取的关节点位置信息,计算关节屈曲角度、手腕背伸角度、手腕旋转角度与关节点欧氏距离,进而计算手部总主动活动度、腕关节旋转度ROM、背伸角度ROM,同时根据所提取的关节点位置信息在单位时间的变化,计算手部关节点运动速度;其中,通过公式TAM=屈曲度数MCP1+PIP1+DIP1-伸直欠缺度数MCP2+PIP2+DIP2,计算手部总主动活动度,即手指屈伸TAM; 基于手部总主动活动度、腕关节旋转度、背伸角度和手部关节点运动速度,评估手功能康复程度和手部运动速率,得到行为学数据评估结果; 其中,根据采集的脑功能数据与预采集的静息状态脑功能数据,获取不同脑区的激活程度,得到脑功能评估结果,包括: 获取孤独症儿童执行当前康复训练任务时的脑功能数据,并预采集孤独症儿童在静息状态下的脑功能数据;所述脑功能数据包括前额叶皮层的脑血氧信号; 对脑血氧信号进行预处理;所述预处理包括平滑处理、缺失值填补和去噪; 基于预处理后的脑血氧信号,分别采用小波相位相干分析和格兰杰因果关系构建脑功能连接网络和脑效应连接网络;同时,将预处理后的脑血氧信号输入至预训练完成的EEGNet模型中,输出脑功能评估结果; 基于脑功能连接网络和脑效应连接网络的显著性水平评估当前康复训练任务是否有效,根据显著性水平优化最终的康复训练评估结果; 所述脑效应连接网络的构建,为:将任一通道的时间序列信号依次与其他通道进行平稳性检验,若两序列未通过平稳性检验,则继续进行协整性检验;时间序列的协整性检验用于分析变量之间的长期均衡关系,在协整分析两变量的过程中,若自变量和因变量是协整的,则可确信这两个变量不会产生伪回归结果并且这两个变量存在长期稳定的关系;最后,在上述检验通过后,分析序列之间的格兰杰因果关系,为:选取两个序列和序列建立自回归模型,分别在序列和序列的预测中加入另一序列的过去值,得到双变量自回归模型;假设两序列分别为彼此的格兰杰因果,利用检验验证假设,其中根据自回归模型和双变量自回归模型中的预测误差计算格兰杰因果关系的量化值,为:,和分别表示自回归模型和双变量自回归模型中的预测误差;将序列和序列输入格兰杰因果检验函数,若检验结果大于等于设定阈值,则将格兰杰因果关系量化值二值化为1,反之二值化为0;重复以上步骤,直至任意两两序列之间的格兰杰因果关系量化值都二值化,得到脑效应连接网络; 还包括:通过单因素方差分析静息态与任务态对大脑表征的影响,定量的评估受试者的当前状况,为康复干预策略提供指导,并验证脑功能数据与行为学、量表评估结果一致;脑网络评估结果的优先级更高,利用该脑网络评估结果来优化综合评分,对最终综合评估结果进行调整,得到最终结果,包括:当显著性水平p0.05时,则认为具有统计显著性,综合评估结果+5;当显著性水平p=0.05时,则认为不具有统计显著性,综合评估结果-5,其中综合评估结果=受试者最终评分-阈值;使用皮尔森相关性和邦费罗尼校正p值来分析量表结果、行为学指标和脑功能数据之间的相关性,以验证评估的一致性; 通过面部表情和声音的变化感知情绪状态,并根据不同的情况做出相应的反应:当感知到用户情绪低落时,将降低当前训练任务难度或终止训练;当感知到用户情绪高涨时,将提高当前训练任务难度,其中,用户的面部表情和声音信息均由HoloLens2获取。
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