雙上肢協(xié)調(diào)運(yùn)動訓(xùn)練器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種雙上肢協(xié)調(diào)運(yùn)動訓(xùn)練器，包括若干按鍵和中央控制裝置，各所述按鍵均設(shè)有用于采集其按壓信號的按壓傳感器，所述按壓傳感器設(shè)有能夠?qū)⑵渌杉陌磯盒盘杺魅胨鲋醒肟刂破鞯男盘柧€和/或無線通信裝置，所述按鍵的按壓端面上設(shè)有或者不設(shè)有觸摸貼片，所述按鍵的按壓端面上或者所述觸摸貼片上設(shè)有凸凹結(jié)構(gòu)，所述傳感器分別安裝在若干不同的單元模塊上，所述單元模塊徑向活動連接在輪盤上，所述輪盤安裝在支撐塔架上。本發(fā)明集手部精細(xì)動作和上肢粗大動作評估與訓(xùn)練于一身，通過生物反饋技術(shù)將運(yùn)動與認(rèn)知相結(jié)合，可廣泛應(yīng)用于老年病學(xué)、運(yùn)動醫(yī)學(xué)、康復(fù)科、手外科、整形外科、神經(jīng)內(nèi)科和兒科等臨床科室，為醫(yī)護(hù)人員提供便利，為使用者提供全方位的訓(xùn)練。
【專利說明】
雙上肢協(xié)調(diào)運(yùn)動訓(xùn)練器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種雙上肢協(xié)調(diào)運(yùn)動訓(xùn)練器，可廣泛應(yīng)用于老年病學(xué)、運(yùn)動醫(yī)學(xué)、康復(fù)科、手外科、整形外科、神經(jīng)內(nèi)科和兒科等臨床科室，為醫(yī)護(hù)人員、治療師提供便利，為患者提供全方位的治療。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代生活，人們長期伏案作業(yè)，肩關(guān)節(jié)缺乏必要的身體活動，久而久之肩關(guān)節(jié)活動范圍逐漸減小，出現(xiàn)相應(yīng)功能衰退或功能障礙等疾病，甚至連吃飯、穿衣、洗臉、梳頭等簡單的動作也難以完成，病情嚴(yán)重者還可合并肩關(guān)節(jié)囊撕裂、肩關(guān)節(jié)粘連和肩部肌肉萎縮等病癥，使整個(gè)肩關(guān)節(jié)幾乎不能活動，甚至導(dǎo)致生活不能完全自理。日常運(yùn)動中，人體習(xí)慣于肢體近端運(yùn)動，很少進(jìn)行肢體遠(yuǎn)端精細(xì)及協(xié)調(diào)運(yùn)動，另外也很少動用到頸肩關(guān)節(jié)，使得肢體遠(yuǎn)端的精細(xì)觸覺、位置覺、運(yùn)動覺、振動覺和協(xié)調(diào)運(yùn)動能力均不同程度的降低。
[0003]腦卒中等神經(jīng)系統(tǒng)疾病對上肢精細(xì)運(yùn)動的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)較粗大運(yùn)動情況明顯，傳統(tǒng)的上肢康復(fù)觀念認(rèn)為應(yīng)先訓(xùn)練粗大運(yùn)動后訓(xùn)練精細(xì)運(yùn)動。但我們從人類大腦皮層第一運(yùn)動區(qū)與軀體各部分的關(guān)系示意圖中發(fā)現(xiàn)精細(xì)運(yùn)動在腦部映射區(qū)域遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于粗大運(yùn)動在腦部映射區(qū)域。所以上肢精細(xì)運(yùn)動訓(xùn)練與粗大運(yùn)動訓(xùn)練相結(jié)合，可加速腦功能重塑和結(jié)構(gòu)重組的過程。腦卒中患者由于下運(yùn)動神經(jīng)元失去應(yīng)有的控制，上肢遠(yuǎn)端的運(yùn)動障礙表現(xiàn)比近端更嚴(yán)重。傳統(tǒng)觀念認(rèn)為上肢康復(fù)應(yīng)先訓(xùn)練近端后訓(xùn)練遠(yuǎn)端，但是遠(yuǎn)端的訓(xùn)練效果可以泛化到近端，只進(jìn)行近端訓(xùn)練，訓(xùn)練效果無法傳至遠(yuǎn)端。因此上肢遠(yuǎn)端訓(xùn)練與近端訓(xùn)練相結(jié)合，并通過重復(fù)訓(xùn)練刺激，能夠加速大腦功能重塑過程，使臨近未受損的神經(jīng)細(xì)胞完成新的連接，發(fā)揮代償能力，從而盡早重建上肢運(yùn)動功能。另外，傳統(tǒng)的上肢康復(fù)訓(xùn)練只針對于患側(cè)肢體，然而大腦對肢體運(yùn)動支配90%采用交叉支配方式，還有10%采取同側(cè)支配方式。雙側(cè)上肢訓(xùn)練是通過讓患者的健側(cè)肢體與患側(cè)肢體同時(shí)參與活動完成的。在這個(gè)過程中神經(jīng)信號經(jīng)由胼胝體連接從而激活患側(cè)腦的主要?jiǎng)幼鲄^(qū)以及輔助動作區(qū)，使兩側(cè)大腦半球同時(shí)激活，以促進(jìn)兩側(cè)肢體間的協(xié)調(diào)能力。雙側(cè)上肢訓(xùn)練還可以加強(qiáng)胼胝體的功能，抑制低級中樞發(fā)出的異常運(yùn)動模式，從而提高單位時(shí)間內(nèi)的腦功能重塑的效率。
[0004]同時(shí)傳統(tǒng)的康復(fù)訓(xùn)練設(shè)備較少的考慮到運(yùn)動和患者認(rèn)知的結(jié)合，較少的利用生物反饋幫助患者對運(yùn)動技能進(jìn)行深入感覺和記憶。
[0005]因此有必要設(shè)計(jì)一臺以任務(wù)為導(dǎo)向?qū)崟r(shí)有效的生物反饋為特征，將上肢粗大動作與手部精細(xì)運(yùn)動訓(xùn)練相結(jié)合，上肢近端訓(xùn)練與遠(yuǎn)端訓(xùn)練相結(jié)合，單側(cè)與雙側(cè)訓(xùn)練相結(jié)合，集評估與訓(xùn)練于一身的上肢智能康復(fù)設(shè)備。
[0006]另外通過研發(fā)與之配套的自動分析系統(tǒng)評測康復(fù)訓(xùn)練結(jié)果，通過儀器視頻界面輸出測試報(bào)告，方便醫(yī)護(hù)人員、治療師對患者康復(fù)狀況進(jìn)行評估。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明提供了一種雙上肢協(xié)調(diào)運(yùn)動訓(xùn)練器，以訓(xùn)練人的雙上肢協(xié)調(diào)運(yùn)動和上肢末端的精細(xì)觸覺。
[0008]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案:
一種雙上肢協(xié)調(diào)運(yùn)動訓(xùn)練器，其包括若干按鍵和中央控制裝置，各所述按鍵均設(shè)有用于采集其按壓信號的按壓傳感器，所述按壓傳感器設(shè)有能夠?qū)⑵渌杉陌磯盒盘杺魅胨鲋醒肟刂破鞯男盘柧€和/或無線通信裝置。使用者將上肢伸直后，用指尖分別觸摸和按下若干按鍵，以訓(xùn)練動作和觸覺，而中央處理裝置則在使用者按下按鍵后，通過所接收到的傳感器信號記錄所按按鍵及時(shí)間(必要時(shí))等參數(shù)，以進(jìn)行訓(xùn)練數(shù)據(jù)和訓(xùn)練狀況的分析、統(tǒng)計(jì)和記錄等。
[0009]通常，所述信號線連接所述中央控制裝置的信號接口，所述無線通信裝置為能夠與所述中央控制裝置進(jìn)行無線通信的無線通信裝置，相應(yīng)地，所述中央控制裝置應(yīng)設(shè)有相應(yīng)的信號接口和/或具有相應(yīng)的無線通信功能，以將傳感器采集的按壓信號傳給中央控制
>J-U ρ?α裝直。
[0010]優(yōu)選地，所述按鍵的按壓端面(或稱按壓面，通常為按鍵的外端面)上可以設(shè)有觸摸貼片，也可以不設(shè)有觸摸貼片，當(dāng)所述按鍵的按壓端面上不設(shè)有觸摸貼片時(shí)，所述按鍵的按壓端面上設(shè)有凸凹結(jié)構(gòu)，當(dāng)所述按鍵的按壓端面上設(shè)有觸摸貼片時(shí)，所述觸摸貼片上設(shè)有凸凹結(jié)構(gòu)，由此可以通過指尖觸摸進(jìn)行凸凹結(jié)構(gòu)的識別，以訓(xùn)練觸覺。
[0011]優(yōu)選地，當(dāng)設(shè)有所述觸摸貼片時(shí)，任一所述觸摸貼片的觸摸質(zhì)感與其他所有所述觸摸貼片的觸摸質(zhì)感均相同，或者任一所述觸摸貼片的觸摸質(zhì)感與其他所有所述觸摸貼片的觸摸質(zhì)感均不相同，或者任一所述觸摸貼片的觸摸質(zhì)感與一部分其他所述觸摸貼片的觸摸質(zhì)感相同而另外部分其他觸摸貼片的觸摸質(zhì)感不相同，由此通過指尖感知貼片的觸摸質(zhì)感(軟硬、冷暖、光滑程度、潤滑程度等等)，以訓(xùn)練觸覺。通常，同一觸摸質(zhì)感的觸摸貼片采用同種材料，不同觸摸質(zhì)感的觸摸貼片采用不同種材料，以方便加工。
[0012]優(yōu)選地，所述若干按鍵及各所述按鍵的按壓傳感器安裝在一個(gè)輪盤上，以方便和優(yōu)化按鍵的布局，便于適應(yīng)于使用者在雙上肢張開且伸直的狀態(tài)下，通過肩關(guān)節(jié)上下轉(zhuǎn)動手臂，使手指的運(yùn)動軌跡范圍內(nèi)均分布有按鍵，以進(jìn)行肩關(guān)節(jié)活動訓(xùn)練以及肩關(guān)節(jié)各種狀態(tài)下雙上肢末端觸覺訓(xùn)練。
[0013]優(yōu)選地，所述輪盤上設(shè)有分別與各所述按鍵對應(yīng)的若干指觸壓套圈，所述按鍵設(shè)置在對應(yīng)的所述指觸壓套圈里，與所述指觸壓套圈的側(cè)壁間隙配合，所述按鍵的里端設(shè)有按鍵復(fù)位裝置，所述傳感器位于所述按鍵的里端和/或側(cè)面，由此，按壓按鍵時(shí)，隨著按鍵的移動觸發(fā)傳感器發(fā)出傳感信號，并且按壓后按鍵能夠自動回復(fù)原位。
[0014]通常，所述按鍵復(fù)位裝置可以為復(fù)位彈簧或彈片組件等各種適宜形式。
[0015]優(yōu)選地，所述輪盤上設(shè)有若干與其徑向移動連接的單元模塊，所述若干指觸壓套圈分別設(shè)置在各單元模塊上，由此，可以根據(jù)使用者上肢的長度，調(diào)整單元模塊距輪盤中心的距離，以適應(yīng)于不同的使用者。
[0016]優(yōu)選地，各所述單元模塊上的所述指觸壓套圈的數(shù)量和分布方式相同，以方便制造和使用。
[0017]所述單元模塊可以采用任意適應(yīng)的現(xiàn)有技術(shù)或其他技術(shù)，其目的是安裝指觸壓套圈并能夠與輪盤實(shí)現(xiàn)所需的活動連接，可以呈板狀、塊狀或采用框架結(jié)構(gòu)，其與所述輪盤之間的活動連接方式可以采用任意適宜的方式，例如常見的滑塊和滑槽相互配合結(jié)構(gòu)等等，可以設(shè)置傳動機(jī)構(gòu)帶動單元模塊移動，也可以不設(shè)傳動機(jī)構(gòu)而直接用手將單元模塊推動適宜的位置。
[0018]優(yōu)選地，所述單元模塊的主體(單元模塊主體)呈圓板狀，所述圓板狀的單元模塊主體上設(shè)有若干用于嵌裝相應(yīng)的所述指觸壓套圈的按鍵安裝孔，也可以直接將設(shè)置在所述圓板狀的單元模塊主體上的按鍵安裝孔用作所述的指觸壓套圈，所述單元模塊與所述輪盤之間的徑向移動連接方式可以為:所述輪盤上設(shè)有徑向延伸的導(dǎo)軌槽，所述導(dǎo)軌槽優(yōu)選燕尾槽結(jié)構(gòu)，所述單元模塊主體上設(shè)有與所述導(dǎo)軌槽間隙配合的滑塊，由此通過手動方式或通過設(shè)置螺桿傳動機(jī)構(gòu)推動所述單元模塊主體或帶動所述導(dǎo)向塊沿導(dǎo)軌槽徑向移動，也可以在輪盤上設(shè)置徑向延伸的導(dǎo)向桿，在單元模塊主體上設(shè)于與所述導(dǎo)向桿配合的導(dǎo)向孔，以實(shí)現(xiàn)單元模塊沿導(dǎo)向桿做徑向移動。
[0019]優(yōu)選地，所述輪盤安裝在輪盤框架上，所述輪盤框架通過主軸旋轉(zhuǎn)連接在支撐塔架上或者通過安裝件安裝在墻(包括其他類似于墻體的可以安裝輪盤框架的固定實(shí)體)上，由此不僅可以將輪盤支撐到一定的高度，還可以實(shí)現(xiàn)輪盤的旋轉(zhuǎn)。根據(jù)需要，所述主軸可以與所述支撐塔架固定連接而通過相應(yīng)的軸承旋轉(zhuǎn)連接所述輪盤，也可以與所述輪盤固定連接而通過相應(yīng)的軸承旋轉(zhuǎn)連接支撐塔架。
[0020]優(yōu)選地，所述支撐塔架為高度可調(diào)的支撐塔架，以使用不同身高的人使用。
[0021]優(yōu)選地，所述中央控制裝置通過有線和/或無線通信方式與揚(yáng)聲器和/或顯示器通信連接，以進(jìn)行語音播放(播報(bào))和/或視頻顯示。
[0022]優(yōu)選地，所述揚(yáng)聲器為外置揚(yáng)聲器，以方便安裝和使用。
[0023]優(yōu)選地，所述顯示器為液晶顯示器，以方便安裝和使用。
[0024]優(yōu)選地，當(dāng)設(shè)有輪盤時(shí)，所述顯示器位于所述轉(zhuǎn)盤中央部位的前方，以便于使用者觀看。
[0025]優(yōu)選地，所述位于所述轉(zhuǎn)盤中央部位的前方的顯示器與所述支撐塔架固定連接，當(dāng)輪盤旋轉(zhuǎn)時(shí)，顯示器不動。
[0026]優(yōu)選地，當(dāng)同時(shí)設(shè)有揚(yáng)聲器和顯示器時(shí)，所述揚(yáng)聲器可以與所述顯示器相互獨(dú)立設(shè)置，也可以與所述顯示器固定連接成一體。
[0027]本發(fā)明作為一種訓(xùn)練器械，可以活動和鍛煉肩關(guān)節(jié)，并進(jìn)行雙上肢的肢體遠(yuǎn)端運(yùn)動和精細(xì)觸覺訓(xùn)練，有利于提高人體的相應(yīng)活動能力和觸覺能力?？梢岳萌梭w精細(xì)觸覺、振動覺和音樂同步反饋，有效改善肩周疾患，促進(jìn)雙上肢本體感覺協(xié)調(diào)發(fā)展；可以通過上肢伸直狀態(tài)下手指的觸摸、按壓運(yùn)動，可以防止和解除肩關(guān)節(jié)粘連，起到舒經(jīng)活血優(yōu)化局部血循環(huán)，防止肌肉痙攣，增強(qiáng)和改善肌肉的功能；可以通過上肢伸直狀態(tài)下手指摸壓運(yùn)動，刺激上肢運(yùn)動神經(jīng)，提高運(yùn)動神經(jīng)的活性，促進(jìn)人體由平時(shí)熟悉的肢體近端運(yùn)動，向遠(yuǎn)端精細(xì)及協(xié)調(diào)運(yùn)動來適應(yīng)，最終達(dá)到上肢遠(yuǎn)端運(yùn)動自如；可以結(jié)合人體精細(xì)觸覺、振動覺和音樂同步的反饋，有效的克服練習(xí)過程枯燥的缺陷，還充分發(fā)揮了音樂對運(yùn)動神經(jīng)沖動的激發(fā)作用，實(shí)現(xiàn)人多種感覺和運(yùn)動的協(xié)調(diào)，有利于提高綜合訓(xùn)練效果。同時(shí)，還能夠有效的改善肩周疾患、促進(jìn)雙上肢末端本體感覺的發(fā)展。從而改善和治療腦癱、中風(fēng)、高血壓、糖尿病等造成的肢體遠(yuǎn)端運(yùn)動障礙。
[0028]本發(fā)明通過手部精細(xì)動作和上肢粗大動作評估與訓(xùn)練，用于提升上肢的關(guān)節(jié)活動度、肌力、本體感、協(xié)調(diào)性，有效的為肢體功能障礙的患者提供關(guān)節(jié)活動度和肌力測試訓(xùn)練、功能性運(yùn)動控制訓(xùn)練、協(xié)調(diào)訓(xùn)練等，并在訓(xùn)練的同時(shí)加入認(rèn)知整合訓(xùn)練，將運(yùn)動與認(rèn)知相結(jié)合一多款以任務(wù)為導(dǎo)向的視頻、音頻、位置覺、觸覺和振動體感游戲，利用實(shí)時(shí)有效的生物反饋幫助患者對運(yùn)動技能進(jìn)行深入感覺和記憶，激發(fā)其主動參與訓(xùn)練的興趣，使之由被動參與者轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí)者，治療者只是患者的老師或陪練。系統(tǒng)自動分析評測訓(xùn)練結(jié)果，通過儀器視頻界面可輸出測試報(bào)告，方便醫(yī)護(hù)人員、治療師對患者康復(fù)狀況進(jìn)行評估。該訓(xùn)練器廣泛應(yīng)用于老年病學(xué)、運(yùn)動醫(yī)學(xué)、康復(fù)科、手外科、整形外科、神經(jīng)內(nèi)科和兒科等臨床科室，為醫(yī)護(hù)人員、治療師提供便利，為患者提供全方位的治療。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1是本發(fā)明涉及轉(zhuǎn)盤的機(jī)械結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明涉及支撐塔架和輪盤的機(jī)械結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明電路結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0030]參見圖1和圖2，本發(fā)明的硬件主要包括:支撐塔架、輪盤1、指觸壓套圈4及相關(guān)組件和中央控制裝置。
[0031]所述支撐塔架作為輪盤I的支撐結(jié)構(gòu)，承受輪盤傳遞來的力與彎矩作用，從正立位面看，支撐塔架的塔腿9.2和塔柱9.1成120°夾角，塔腿與水平面為30°夾角。輪盤通過回轉(zhuǎn)支承于主軸8之上，通常主軸固定連接在塔柱的頂部。
[0032]為便于調(diào)節(jié)高度，塔柱可以設(shè)置成可調(diào)高度的，例如，分為相互插接的兩段，調(diào)整插入深度并定位，即可調(diào)節(jié)高度。
[0033]支撐塔架也可以采用其他任意適應(yīng)的能夠支承并使輪盤旋轉(zhuǎn)的支架結(jié)構(gòu)。
[0034]根據(jù)實(shí)際需要，所述輪盤可以通過固定于移動架上使用，也可以固定于墻壁使用?？梢愿鶕?jù)具體的安裝和使用方式設(shè)置適宜的支架和安裝件。
[0035]所述輪盤可以按照九宮八卦圖方位設(shè)置九個(gè)單元模塊2，每個(gè)單元模塊上設(shè)置9個(gè)指觸壓套圈4，也可以設(shè)置其他數(shù)量的單元模塊、單元模塊內(nèi)的指觸壓套圈及相應(yīng)的配套裝置。例如，出于節(jié)約成本的考慮并考慮到必要的活動效果，可以將指觸壓套圈的數(shù)量由九個(gè)變?yōu)閮蓚€(gè)，所述輪盤上單元模塊的數(shù)量依然保留為九個(gè)，由此形成九個(gè)手指觸壓區(qū)，保留的手插套環(huán)可以通過上肢伸縮旋轉(zhuǎn)，當(dāng)手插套環(huán)進(jìn)入九個(gè)區(qū)中任意一個(gè)區(qū)時(shí)，信號互動系統(tǒng)啟動，用戶就可以進(jìn)行操作，單元模塊可以在輪盤上徑向移動(相當(dāng)于臂長可以伸縮)，可雙臂固定角度聯(lián)動，也可以分開任意角度自動。通過阻尼阻力器，可進(jìn)行雙上肢的主動、被動和助動等條件下的伸縮鍛煉，肩關(guān)節(jié)主動、被動和助動條件下的關(guān)節(jié)活動度測量，支持力量測試和游戲訓(xùn)練，僅有的兩個(gè)手插套環(huán)要具備旋轉(zhuǎn)、伸縮功能，便于進(jìn)行手部整體、單指或多指精細(xì)、復(fù)雜運(yùn)動的康復(fù)訓(xùn)練，包括五指屈伸、腕關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)、指力(三指捏力、對指捏力)、抓握力等，實(shí)現(xiàn)被動運(yùn)動、助動運(yùn)動、主動運(yùn)動三大運(yùn)動方式完美結(jié)合。
[0036]所述輪盤的正面可以設(shè)有沿輪盤徑向延伸的滑桿或滑槽(軌道槽)5，將單元模塊通過其滑桿配合孔套在滑竿上，或者將單元模塊上的滑塊插入滑槽中，由此可以調(diào)節(jié)單元模塊在輪盤上的位置，應(yīng)根據(jù)使用者臂展和手指末端所及位置進(jìn)行調(diào)整，使使用者上肢伸展開之后，指尖恰好能夠觸壓到按鍵3。
[0037]所述指觸壓套圈按照人手指伸入的按壓要求，設(shè)置直徑為2.3cm,深度為1.0cm,按鍵的直徑設(shè)置為2.0cm，其頂端的按壓面表面刻有陽文、陰文(深淺和清晰度可調(diào)節(jié))，或者通過在按鍵的按壓面上貼上觸摸貼片，在觸摸貼片上設(shè)置所需的陽文、陰文文字或其他凸凹結(jié)構(gòu)，不同的觸摸貼片也可以采用不同的材料制成，以便具有不同的觸摸質(zhì)感，可以是每個(gè)觸摸貼片都采用互不相同的材料，也可以是一部分(多個(gè))觸摸貼片采用一種材料，另一部分(多個(gè))觸摸貼片采用另一種材料，全部觸摸貼片采用的不同材料種類或者說不同觸摸質(zhì)感的種類數(shù)量依據(jù)實(shí)際需要確定，使用時(shí)通過手指觸摸對這些凸凹結(jié)構(gòu)和/或觸摸質(zhì)感進(jìn)行識別。通過設(shè)置觸摸貼片，可以根據(jù)需要隨時(shí)更換，而無需更換按鍵。傳感器與按鍵配合，采集按鍵的移動信號(按壓信息)，當(dāng)按鍵被按壓后，觸發(fā)傳感器發(fā)出傳感信號，傳感器可以采用任意適宜的現(xiàn)有技術(shù)或其他技術(shù)，例如，可以為按壓開關(guān)，可以直接以按壓開關(guān)的開關(guān)按鈕作為所述的按鍵，或者將按壓開關(guān)設(shè)置在按鍵里端，按壓按鍵后，通過按鍵推定按壓開關(guān)閉合，也可以是接觸開關(guān)，將接觸開關(guān)的動觸頭與按鍵聯(lián)動或者直接設(shè)置在按鍵上，按壓按鍵后使開關(guān)的動靜觸頭接觸，傳感器的類型和電路可以采用任意適宜的現(xiàn)有技術(shù)。
[0038]所述中央控制裝置用于對所采集的按鍵信號進(jìn)行識別、分析、比對、統(tǒng)計(jì)、記錄等處理，并可以與其他設(shè)備通信連接，例如送入上位機(jī)進(jìn)行信息的管理，中央控制裝置通過信號線傳輸或無線通信的方式與傳感器通信連接，獲得傳感器采集的信號，并控制揚(yáng)聲器和/或顯示器進(jìn)行有關(guān)音頻和視頻的顯示和播放，相關(guān)信號分析處理和相關(guān)播放等依據(jù)設(shè)定的規(guī)則進(jìn)行，根據(jù)訓(xùn)練的要求不同以及使用者個(gè)人的興趣和鍛煉習(xí)慣，可以采用若干不同的訓(xùn)練方式，因此需要中央處理裝置在相關(guān)軟件的支持下，依據(jù)不同的工作方式工作。例如:
對于上述各涉及硬件的技術(shù)方案下，可以采用多種不同的具體訓(xùn)練和使用方式，例如:
(I)在訓(xùn)練過程中，所述中央控制裝置控制所述揚(yáng)聲器進(jìn)行音樂播放和/或控制所述顯示器進(jìn)行視頻顯示，所述音樂(音樂數(shù)據(jù))和/或所述視頻(視頻數(shù)據(jù))預(yù)存在所述中央控制裝置中，由此不僅增加趣味性，而且同時(shí)還充分發(fā)揮了音樂對運(yùn)動神經(jīng)沖動的激發(fā)作用，將人的多種感覺同時(shí)調(diào)動起來，有利于提供綜合訓(xùn)練效果，所述音樂和視頻可以依據(jù)需要和愛好任意設(shè)定，例如，可以與使用者的動作頻率相適應(yīng)，或根據(jù)使用者的年齡、心態(tài)等因素選擇不同情感和節(jié)奏的音樂和視頻。
[0039](2)在訓(xùn)練過程中，所述中央控制裝置對接收到的所述按壓信號進(jìn)行識別，確定該按壓信號涉及的按鍵/按鍵特征，依據(jù)預(yù)存的相應(yīng)按鍵/按鍵特征的語音標(biāo)識信息和/或視頻標(biāo)識信息，控制所述揚(yáng)聲器進(jìn)行相應(yīng)按鍵/按鍵特征的語音標(biāo)識信息的語音播報(bào)和/或控制所述顯示器進(jìn)行相應(yīng)按鍵/按鍵特征的視頻標(biāo)識信息的視頻顯示，使用者依據(jù)相應(yīng)語音播報(bào)和/或視頻顯示，可以知曉自己感覺的是否正確，例如，當(dāng)使用者觸摸后認(rèn)為觸摸到的是陽文“陽”字時(shí)，如果顯示器顯示出的是陽文的“陽”字，則使用者知曉自己的觸摸感覺是正確的，當(dāng)顯示器顯示的是一個(gè)陰文時(shí)，則使用者知曉自己的觸摸感覺是錯(cuò)誤的。根據(jù)實(shí)際需要，可以逐漸細(xì)化按鍵特征，以提高難度，例如，對于設(shè)有陽文“陽”字的觸摸貼片，由易到難，可以將按鍵特征分為“有凸凹結(jié)構(gòu)”、“凸起的文字(陽文)”和“陽文的陽字”等若干難度等級。
[0040]作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，可以將不同按鍵的語音播報(bào)設(shè)置成不同音高，還可以依據(jù)按壓時(shí)間長短設(shè)置該音高持續(xù)播報(bào)時(shí)間的長短，由此，使用者可以像彈電子琴一樣，使用這種訓(xùn)練器彈奏音樂，在訓(xùn)練的同時(shí)增加了趣味。
[0041](3)在訓(xùn)練過程中，所述中央處理裝置依據(jù)設(shè)定的程序或者隨機(jī)地，控制所述揚(yáng)聲器進(jìn)行應(yīng)按壓按鍵/應(yīng)按壓按鍵特征的語音(聲音)提示信息的語音播報(bào)(播放)和/或控制所述顯示器進(jìn)行應(yīng)按壓按鍵的視頻提示信息的視頻顯示，使用者依據(jù)相應(yīng)的提示信息按壓選定的按鍵，中央處理裝置對收到的按壓信號進(jìn)行識別，確定該按壓信號所對應(yīng)的被按壓按鍵/被按壓按鍵特征，并將確定的被按壓按鍵/被按壓按鍵特征與語音播報(bào)和/或視頻顯示的應(yīng)按壓按鍵/應(yīng)按壓按鍵特征進(jìn)行比對，當(dāng)兩者一致時(shí)，判斷此次按壓正確且生成相應(yīng)的按壓記錄，進(jìn)行按壓正確的語音顯示和/或視頻顯示，然后進(jìn)行下一次按壓提示和按壓判斷循環(huán)，當(dāng)兩者不一致時(shí)，判斷此次按壓錯(cuò)誤并生成相應(yīng)的按壓記錄，進(jìn)行按壓錯(cuò)誤的語音顯示和/或視頻顯示，然后進(jìn)行下一次按壓提示和按壓判斷循環(huán)或者等待接收下一個(gè)按壓信號，對接收到的該下一次按壓信號進(jìn)行識別、判斷和記錄，經(jīng)過幾次循環(huán)后，如果依然錯(cuò)誤，則可以進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。例如，當(dāng)語音播報(bào)“左手陽文、右手陰文”時(shí)，使用者同時(shí)用左手和右手觸摸按鍵，如果感覺符合播報(bào)的特征，則按下該按鍵，如果感覺不符合播報(bào)的特征，則觸摸其他按鍵，直至按下認(rèn)為符合播報(bào)特征的按鍵。
[0042]為增加趣味性，可以將語音提示、音樂和視頻結(jié)合，在播放的音樂和視頻中加入語音提示。
[0043]由顯示器6及其相應(yīng)電路構(gòu)成的顯示系統(tǒng)集合評定、訓(xùn)練于一體，通過游戲系統(tǒng)和評測系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集人體肌力和關(guān)節(jié)變化，同時(shí)根據(jù)測量結(jié)果，對用戶上肢及手部精細(xì)功能進(jìn)行量化訓(xùn)練，給用戶和治療師實(shí)時(shí)生物反饋和訓(xùn)練動態(tài)反饋報(bào)告，持續(xù)高強(qiáng)度、目標(biāo)導(dǎo)向式、豐富的訓(xùn)練系統(tǒng)，完全實(shí)現(xiàn)訓(xùn)練目標(biāo)和康復(fù)效果量化和可視化。
[0044]可以通過軟件系統(tǒng)支持空間辨別、先后順序、追蹤能力等神經(jīng)肌肉控制訓(xùn)練，根本上有效解決由大腦神經(jīng)損傷所致的不同程度的手部功能障礙及并發(fā)癥狀，進(jìn)一步幫助患者重建正確的上肢運(yùn)動模式，恢復(fù)肢體活動功能，提高其主動參與社會生活生活的能力
在上述各種訓(xùn)練方式下，所述中央處理裝置可以同時(shí)記錄各個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)，例如，播報(bào)的起始時(shí)間、接到按壓信號的時(shí)間等，訓(xùn)練的開始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間，由此可以進(jìn)行動作時(shí)間(例如聽到播報(bào)到第一次按下按鍵的時(shí)間間隔)，通過統(tǒng)計(jì)分析，給出評價(jià)結(jié)果(數(shù)據(jù))，例如，對某種特征的識別正確率、平均動作時(shí)間等等，通過這些評價(jià)結(jié)果，特別是具體使用者經(jīng)過一定時(shí)間訓(xùn)練后多次評價(jià)結(jié)果比較，可以發(fā)現(xiàn)這些訓(xùn)練的有效性。
[0045]上述幾種方式可以任意組合，例如(I) + (2)組合，(I) + (3)組合，(2)+ (3)組合或者(I)+ (2)+ (3)組合，組合中的各種方式的順序和重復(fù)次數(shù)可以依據(jù)使用者的具體情況任意設(shè)定，也可以依據(jù)實(shí)際需要設(shè)定其他訓(xùn)練方式。
[0046]根據(jù)實(shí)際需要，所述中央處理裝置還可以連接有打印機(jī)等附屬設(shè)備，以進(jìn)行訓(xùn)練記錄和評價(jià)結(jié)構(gòu)等的打印。
[0047]根據(jù)實(shí)際需要，所述中央處理裝置還可以通過有線或無線等方式連接醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)或接入計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)，通過網(wǎng)絡(luò)與醫(yī)療服務(wù)系統(tǒng)或其他終端進(jìn)行通信，將訓(xùn)練記錄和評價(jià)結(jié)構(gòu)等存入醫(yī)療服務(wù)系統(tǒng)的電子檔案、進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控、獲得遠(yuǎn)程醫(yī)療服務(wù)
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[0048]本發(fā)明公開的各優(yōu)選技術(shù)手段，除特別說明外及一個(gè)優(yōu)選技術(shù)手段為另一技術(shù)手段的進(jìn)一步限定外，均可以任意組合，形成若干不同的技術(shù)方案。
【權(quán)利要求】
1.一種雙上肢協(xié)調(diào)運(yùn)動訓(xùn)練器，其特征在于包括若干按鍵和中央控制裝置，各所述按鍵均設(shè)有用于采集其按壓信號的按壓傳感器，所述按壓傳感器設(shè)有能夠?qū)⑵渌杉陌磯盒盘杺魅胨鲋醒肟刂破鞯男盘柧€和/或無線通信裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的雙上肢協(xié)調(diào)運(yùn)動訓(xùn)練器，其特征在于所述按鍵的按壓端面上設(shè)有或者不設(shè)有觸摸貼片，當(dāng)所述按鍵的按壓端面上不設(shè)有觸摸貼片時(shí)，所述按鍵的按壓端面上設(shè)有凸凹結(jié)構(gòu)，當(dāng)所述按鍵的按壓端面上設(shè)有觸摸貼片時(shí)，所述觸摸貼片上設(shè)有凸凹結(jié)構(gòu)，當(dāng)設(shè)有所述觸摸貼片時(shí)，任一所述觸摸貼片的觸摸質(zhì)感與其他所有所述觸摸貼片的觸摸質(zhì)感均相同，或者任一所述觸摸貼片的觸摸質(zhì)感與其他所有所述觸摸貼片的觸摸質(zhì)感均不相同，或者任一所述觸摸貼片的觸摸質(zhì)感與一部分其他所述觸摸貼片的觸摸質(zhì)感相同而另外部分其他觸摸貼片的觸摸質(zhì)感不相同。
3.如權(quán)利要求2所述的雙上肢協(xié)調(diào)運(yùn)動訓(xùn)練器，其特征在于所述若干按鍵及各所述按鍵的按壓傳感器安裝在一個(gè)輪盤上。
4.如權(quán)利要求3所述的雙上肢協(xié)調(diào)運(yùn)動訓(xùn)練器，其特征在于所述輪盤上設(shè)有分別與各所述按鍵對應(yīng)的若干指觸壓套圈，所述按鍵設(shè)置在對應(yīng)的所述指觸壓套圈里，與所述指觸壓套圈的側(cè)壁間隙配合，所述按鍵的里端設(shè)有按鍵復(fù)位裝置，所述傳感器位于所述按鍵的里端和/或側(cè)面。
5.如權(quán)利要求4所述的雙上肢協(xié)調(diào)運(yùn)動訓(xùn)練器，其特征在于所述輪盤上設(shè)有若干與其徑向移動連接的單元模塊，所述若干指觸壓套圈分別設(shè)置在各單元模塊上，各所述單元模塊上的所述指觸壓套圈的數(shù)量和分布方式相同。
6.如權(quán)利要求5所述的雙上肢協(xié)調(diào)運(yùn)動訓(xùn)練器，其特征在于所述輪盤安裝在輪盤框架上，所述輪盤框架通過主軸旋轉(zhuǎn)連接在支撐塔架上或者通過安裝件安裝在墻上。
7.如權(quán)利要求1、2、3、4、5或6所述的雙上肢協(xié)調(diào)運(yùn)動訓(xùn)練器，其特征在于所述中央控制裝置通過有線和/或無線通信方式與揚(yáng)聲器和/或顯示器通信連接，所述揚(yáng)聲器優(yōu)選外置揚(yáng)聲器，所述顯示器優(yōu)選液晶顯示器，所述顯示器優(yōu)選位于所述轉(zhuǎn)盤中央部位的前方，所述顯示器優(yōu)選與所述支撐塔架固定連接，當(dāng)同時(shí)設(shè)有揚(yáng)聲器和顯示器時(shí)，所述揚(yáng)聲器與所述顯示器相互獨(dú)立設(shè)置或者是固定連接成一體的。
8.如權(quán)利要求7所述的雙上肢協(xié)調(diào)運(yùn)動訓(xùn)練器，其特征在于在訓(xùn)練過程中，所述中央控制裝置控制所述揚(yáng)聲器進(jìn)行音樂播放和/或控制所述顯示器進(jìn)行視頻顯示，所述音樂和/或所述視頻預(yù)存在所述中央控制裝置中。
9.如權(quán)利要求7所述的雙上肢協(xié)調(diào)運(yùn)動訓(xùn)練器，在訓(xùn)練過程中，所述中央控制裝置對接收到的所述按壓信號進(jìn)行識別，確定該按壓信號涉及的按鍵/按鍵特征，依據(jù)預(yù)存的相應(yīng)按鍵/按鍵特征的語音標(biāo)識信息和/或視頻標(biāo)識信息，控制所述揚(yáng)聲器進(jìn)行相應(yīng)按鍵/按鍵特征的語音標(biāo)識信息的語音播報(bào)和/或控制所述顯示器進(jìn)行相應(yīng)按鍵/按鍵特征的視頻標(biāo)識信息的視頻顯示。
10.如權(quán)利要求7所述的雙上肢協(xié)調(diào)運(yùn)動訓(xùn)練器，其特征在于在訓(xùn)練過程中，所述中央處理裝置依據(jù)設(shè)定的程序或者隨機(jī)地，控制所述揚(yáng)聲器進(jìn)行應(yīng)按壓按鍵/應(yīng)按壓按鍵特征的語音提示信息的語音播報(bào)和/或控制所述顯示器進(jìn)行應(yīng)按壓按鍵的視頻提示信息的視頻顯示，對隨后收到的按壓信號進(jìn)行識別，確定該按壓信號所對應(yīng)的被按壓按鍵/被按壓按鍵特征，并將確定的被按壓按鍵/被按壓按鍵特征與語音播報(bào)和/或視頻顯示的應(yīng)按壓按鍵/應(yīng)按壓按鍵特征進(jìn)行比對，當(dāng)兩者一致時(shí)，判斷此次按壓正確且生成相應(yīng)的按壓記錄，進(jìn)行按壓正確的語音顯示和/或視頻顯示，然后進(jìn)行下一次按壓提示和按壓判斷循環(huán)，當(dāng)兩者不一致時(shí)，判斷此次按壓錯(cuò)誤并生成相應(yīng)的按壓記錄，進(jìn)行按壓錯(cuò)誤的語音顯示和/或視頻顯示，然后進(jìn)行下一次按壓提示和按壓判斷循環(huán)或者等待接收下一個(gè)按壓信號，對接收到的該下一次按壓信號進(jìn)行識別、判斷和記錄。
【文檔編號】A63B23/02GK104436526SQ201410635390
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月10日
【發(fā)明者】汪毅, 謝敏豪, 周琨, 郭嫻, 趙巖, 李松波, 汪興欣, 董晨曦 申請人:汪毅, 郭嫻, 汪興欣, 北京體育大學(xué)