一種人體平衡評定及訓練系統的製作方法

2023-10-07 22:24:24 1

專利名稱：一種人體平衡評定及訓練系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及ー種人體平衡評定及訓練系統。
背景技術：
平衡是人體運動機能的中心，人類的日常生活、學習、工作以及休閒活動都對機體平衡有著不同程度的要求。目前出現了很多由於中風或其他疾病導致身體出現平衡障礙的患者，平衡障礙對患者正常的工作、生活造成了極大地影響。而平衡障礙患者的障礙程度尚無科學的方法來檢測和評估，因而，平衡障礙患者難以得到診斷和治療。

實用新型內容本實用新型的目的是提供ー種人體平衡評定及訓練系統，能夠檢測人體平衡功能·的各項數據，並對患者進行平衡功能矯正訓練。本實用新型採用下述技術方案ー種人體平衡評定及訓練系統，包括計算機和用於測量人體壓カ波動信號的測試裝置，測試裝置的信號輸出端通過信號處理電路連接計算機的信號輸入端。所述的測試裝置包括測試臺臺體，測試臺臺體上設置有用於分別測量人體雙腳腳趾和腳跟處壓カ波動信號的四個壓敏傳感器組。所述的每個壓敏傳感器組包括四個壓敏傳感器。所述的信號處理電路信號輸出端連接無線發射模塊信號輸入端，無線接收模塊的信號輸出端連接計算機的信號輸入端。所述的計算機包括兩個顯示裝置。本實用新型設置有由四個壓敏傳感器組構成的測試裝置，用於分別測量人體四個支持點(即人體雙腳腳趾和腳跟)處壓カ波動信號，並將採集到的信號通過計算機進行綜合分析判斷，得出患者目前的平衡狀況；同時還可按照預先設置的模式對患者進行平衡功能矯正訓練，結構簡單，易於實現，提高了平衡障礙患者的障礙程度測試的準確性。

圖I為本實用新型的原理框圖；圖2為本實用新型中測試裝置的結構示意圖。
具體實施方式
如圖I和圖2所示，本實用新型包括計算機和用於測量人體壓カ波動信號的測試裝置，所述的測試裝置包括測試臺臺體1，測試臺臺體I上設置有用於分別測量人體雙腳腳趾和腳跟處壓カ波動信號的四個壓敏傳感器組2，每個壓敏傳感器組2包括四個壓敏傳感器。壓敏傳感器的信號輸出端連接信號處理電路的信號輸入端，信號處理電路信號輸出端連接無線發射模塊信號輸入端，無線接收模塊的信號輸出端連接計算機的信號輸入端。所述的信號處理電路包括A/D轉換電路和放大濾波電路，均為現有技術，在此不再贅述。所述計算機可包括兩個顯示裝置，分別供患者和醫生觀測使用，顯示裝置可採用液晶顯示器。使用時，患者站立於測試臺上，測試臺臺體I上的四個壓敏傳感器組2分別測量人體四個支持點(即左右雙腳的腳趾和腳跟部分)處產生的壓カ波動信號，人體直立、直坐等姿勢時人體重心變化以垂直壓カ形式傳送到壓敏傳感器組2上，壓敏傳感器組2產生的模擬信號經信號處理電路處理後變為數位訊號，再經無線發射模塊和無線接收模塊傳送至計算機。本實用新型具有平衡評定和訓練兩大功能，在進行平衡評定過程中，本系統設定了八種測試姿勢，如下表所示，通過使用測試臺對患者八種姿勢下所包涵的壓力波動信息的收集，完成患者平衡數據的採集，計算機將採集到的患者平衡數據通過設定的計算方法 差分析和同步性計算。將f[腳信息
使用者直立在測試臺上，面部朝前，雙臂懸基千兩應睜一般姿勢，站立在開雙瞄，保持注視ー小目標物-該目標物放置幹》試臺對面固體表面上的牆上。
本測量姿勢為基 姿務並經常作為桊考點用子本姿勢與其 它進I潘試間使用者憤況的比較》
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泡鎌了用子控制平衡的本觸覺接もmmtm 試過涯中有困;*，μ可陡是由子祝覺H邏導致，比如當限射 本體惑覺接受後，視覺就變得更為重要- ^~使用者.直立在瀾試臺上，腳下裡有泡沫橡膠興墊》面部朝前， 站立謂社雙背》 側。使用者應閉合雙I
在^項瀾試中了視覺後受與體感覺接受郝受到隈制，引起前 庭壓迫》若不能通過本項測試，通常說明使用者的前庭功能 較弱-
5mm菊晝兩涵:—麗菩麗
頭轉向右側I頭部向右供_ 45度。
6閉￡使用者直立在*!!試臺上，雙背懸垂子兩側。使用者應拓合雙 頭轉向左側齓頭部向左側賭45度
一般悄況下，正常人的本姿勢與前項要勢參數是相等的》任 ^&間的觀或偏差可蹄示有HSL
7mm.使用者直立在漏試臺上，雙臂懸達子兩側。使用者應閉合雙 頭向後抑 0度 I頭部向後仰:^ 30度。
本姿勢對子中桓神經與前良鎮棄亂特別敏感。
在本姿勢測試中，當使用者的頭部後抑時，從音科的規點來I)傅立葉頻域分析傅立葉轉換是ー種數學運算法則，適用於任何起源產生的任何類型的波動。當繪製傅立葉轉換結果時，傅立葉圖象的X軸代表逐漸増大比例的頻率，單位以Hz表示，同吋，Y軸顯示了姿勢描記信號的強度，其值以姿勢擺動強度的表達形式得出。換句話說，傅立葉轉換顯示出在不同頻率下姿勢擺動的強度。姿勢擺動波形是ー種低頻波，其頻率範圍從O. Ol 至 3Hz。平衡評定及訓練系統依照下列標準將姿勢擺動的傅立葉頻譜進行劃分I.低頻段——低於O. I Hz2.中低頻段——O. I - O. 5 Hz3.中高頻段-O. 5 - I. 00 Hz4.高頻段-高於I. 00 Hz這些頻率範圍可以進ー步細分為如下更小的8個基本頻率段之一。I. Fl = O. 01 - O. I Hz2. F2 = O. I - O. 25 Hz3. F3 = O. 25 - O. 35 Hz4. F4 = O. 35 - O. 50 Hz5. F5 = O. 50 - O. 75 Hz6. F6 = O. 75 - I. 00 Hz7. F7 = 1.00 - 3. 00 Hz8. F8 = 3. 00 Hz 及以上因此，分析的結果，可以得出8個不同頻率段中，人體波動的振動強度(振動幅度)。正常姿勢表現為姿勢擺動具有高強度低頻率的特點，頻率近似O. 1Hz，顯示出身體姿勢受到正常視覺一前庭位覺砂(visual-vestibular otolythic)輸入與某些類型的姿勢反饋系統的控制。可以認為該系統(低頻擺動)以最省力的方式最長時間地維持正常的穩定姿勢。當上述低頻擺動無法有效地維持平衡吋，我們的身體會啟動中心頻率為O. 3Hz的中低頻擺動。這些擺動是前庭問題、醉酒、疲勞狀態與體力耗盡後表現出的生理現象。高中頻率段(O. 5 一 I. OHz)加強的擺動反應了本體感覺接受器的活動，這種活動受到低骨端、脊柱、後背低部運動原結構的調節。強烈的高頻率擺動(超過I. OHz)通常是中樞神經系統出現問題的徵兆，這些問題通常表現為姿勢震顫。2)偏差分析偏差分析是與標準值的負偏離。單個參數表現出的明顯的正向偏離，都是指向姿勢弱點，根據模式，不一定要明顯的負向偏離才說明好或者超過正常。事實上，產生負偏離在臨床上是重要的姿勢畸變徵兆，具體如下傅立葉與標準值相比的負值是身體僵硬和好的姿態控制的徵兆。在高頻段，它們預示著姿勢顫動消失，因此它們能幫助排除中樞神經系統擾亂。然而，如果同時傅立葉協調係數低於90，這樣的值則應該解釋為姿勢僵硬的徵兆。體重分配與標準值相比的負值預示著單個腳跟或腳趾部分誇大的、異常的體重減少。它們總是伴隨著腳的其他部分的體重補償，因此能夠幫助發現被測者不正常的體重分配模式。體重分配係數(WDI):與標準值相比的負值是姿勢僵硬的徵兆。同步性與標準值相比的負值預示著誇大的姿勢擺動。這很可能部分補償機制綜合病症，但是也可能是情緒緊張的徵兆。除此之外，這種擺動模式還表示偽裝。3)同步性兩個腳跟和兩個腳趾部分產生的擺動可由四組相互獨立的壓敏傳感器組2進行跟蹤測量，利用測量獲得的數據，可以計算一隻腳兩個獨立部分的波動模式的相關性。這種相關性比較產生六種可能的測量，比較每隻腳的腳跟和腳趾部分，雙腳的腳跟和腳亂雙腳的腳趾部分和腳趾部分的比較，腳跟和對側腳趾部分的比較。 比較這種成對的跟蹤信號時，能呈現鏡像或同相(顯示相同的波形)。前者，當ー個波形顯示高的振幅吋，另外ー個波形相對為低的振幅。後者，ー個波形顯示高的振幅，另外ー個波形也顯示高的振幅。本實用新型具有的訓練功能用於患者在醫生和治療師的指導和幫助下，主動的、積極的進行平衡機能的訓練，逐步提高坐、立、行的活動能力。本系統設定有六個訓練模式如下I)姿勢穩定度訓練在液晶顯示器屏幕上任意放置目標點，控制重心移動到目標點。2)重心變換訓練這對於使用者是ー種挑戰，他需要不停的在兩條平行線之間變換自己的重心。改變平行線間的距離來改變訓練的難度。3)有限制的穩定度訓練讓重心固定在擺動範圍內，訓練平衡能力。4)迷宮控制訓練用重心控制ー個物體在迷宮中走動，這是一個預先定義好的運動模式，用於進行本體感覺和運動控制的訓練。5)隨機控制訓練使用者需要將自己的重心保持在ー個隨機運動的圓圈內。圓圈的大小和移動速度可以進行調節。適合於運動控制和前庭功能的訓練。6)百分比體重承重訓練該訓練模式提供實時的體重百分比分布，包括前後分布比率和左右分布比率。
權利要求1.一種人體平衡評定及訓練系統，其特徵在於包括計算機和用於測量人體壓力波動信號的測試裝置，測試裝置的信號輸出端通過信號處理電路連接計算機的信號輸入端，所述的測試裝置包括測試臺臺體，測試臺臺體上設置有用於分別測量人體雙腳腳趾和腳跟處壓力波動信號的四個壓敏傳感器組。
2.根據權利要求I所述的人體平衡評定及訓練系統，其特徵在於所述的每個壓敏傳感器組包括四個壓敏傳感器。
3.根據權利要求I或2所述的人體平衡評定及訓練系統，其特徵在於所述的信號處理電路信號輸出端連接無線發射模塊信號輸入端，無線接收模塊的信號輸出端連接計算機的信號輸入端。
4.根據權利要求3所述的人體平衡評定及訓練系統，其特徵在於所述的計算機包括兩個顯示裝置。
專利摘要本實用新型公開了一種人體平衡評定及訓練系統，包括計算機和用於測量人體壓力波動信號的測試裝置，測試裝置的信號輸出端通過信號處理電路連接計算機的信號輸入端。本實用新型設置有由四個壓敏傳感器組構成的測試裝置，用於分別測量人體四個支持點(即人體雙腳腳趾和腳跟)處壓力波動信號，並將採集到的信號通過計算機進行綜合分析判斷，得出患者目前的平衡狀況；同時還可按照預先設置的模式對患者進行平衡功能矯正訓練，結構簡單，易於實現，提高了平衡障礙患者的障礙程度測試的準確性。
文檔編號A61B5/00GK202604793SQ20122005847
公開日2012年12月19日 申請日期2012年2月22日 優先權日2012年2月22日
發明者牛留栓 申請人:鄭州優德實業股份有限公司