CN115999110A - 一种基于体位感知的康复锻炼装置和引导系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于体位感知的康复锻炼引导系统，本发明属于辅助康复训练领域，由感应模块、处理主机、VR显示眼镜组成。本发明通过感应模块将非特异性腰背痛患者根据游戏体感运动进行训练时的动作传输至评估分析计算机中与标准的游戏动作进行对比分析后再反馈于受训练的患者。从而不断的调整患者运动肢体姿态来达到所要求的标准值，保证患者单独运动训练时也可以进行相应的动作调整。
Description
技术领域
本发明属于辅助康复训练领域，具体涉一种基于体位感知的康复锻炼装置和引导系统。
背景技术
分散注意力是指将患者注意力从疼痛这件事上转移开，是疼痛治疗中常用的方式。分散注意力的镇痛效果研究目前主要集中在对健康人群进行实验诱导引起的疼痛或在急性操作引起的疼痛(例如针刺疼痛)。尽管这些研究未能充分证明分散注意力的镇痛效果，但大多数研究表明分散注意力确实可以不同程度地减轻病患的疼痛。目前已有学者提出了各种假设来解释分散注意力对慢性疼痛患者缺乏镇痛作用。比较普遍的观点是程度更高的疼痛常产生的恐惧的情绪。研究已经证实沉浸式虚拟现实(virtual reality,VR)游戏是一种训练慢性非特异性腰背痛患者康复工具，通过激励特性使得患者分散注意力。动机和目标追求被认为是影响疼痛注意的重要因素。
目前沉浸式虚拟现实(virtual reality,VR)常使用Pico Neo 2Lite交互游戏机(北京小鸟看看科技有限公司)来进行体位康复训练时会存在如下缺陷：
1、非特异性腰背痛患者采用Pico Neo 2Lite交互游戏机进行肢体康复训练时，患者根据医学特定的运动动作单独训练，会因为达不到标准从而康复训练效果极低。
2、非特异性腰背痛患者采用Pico Neo 2Lite进行肢体康复训练时，由于没有依据患者肢体动作进行反馈于患者，从而重新调整训练动作，导致患者会重复性的进行错误动作进行训练，不仅会导致非特异性腰背痛患者康复速度极低，可能会造成训练过程中肢体韧带拉伤。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于体位感知的康复锻炼装置和引导系统，可以对患者肢体动作进行采集后，将患者训练时的肢体动作与游戏主机中的游戏动作进行对比，反馈于患者进行逐层更改患者的肢体运动动作，从而达到提高患者训练动作标准性。
为了达到解决上述技术问题的技术效果，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种基于体位感知的康复锻炼引导系统，由感应模块、处理主机、VR显示眼镜组成，所述处理主机包括评估分析计算机和与评估分析计算机通过TCP/IP传输协议连接的游戏计算机，游戏计算机将游戏动作实时传输至评估分析计算机作为评估标准；所述感应模块与评估分析计算机通过感应模块的总线接口RS－232及总线通信直连，感应模块将运动姿态动作传输至评估分析计算机中与标准的游戏动作进行对比；所述VR显示眼镜和游戏计算机通过IPX/SPX协议连接，统一将游戏动作和评估分析计算机评估结果通过VR显示眼镜显示输出；
进一步地，所述评估分析计算机对比感应模块输入动作与游戏计算机中的游戏标准动作进行评估，动作达到标准范围值时结束游戏，动作未达标时反馈于VR显示眼镜中指导患者继续进行游戏；
一种基于体位感知的康复锻炼装置，所述感应模块为外附骨架式，所述外附骨架包括脚掌外附板、小腿外附板、大腿外附板、骨盆外附板、腰部外附板、肩胛骨外附板、臂外附板、前臂外腹板、手部外腹板对应关节位置转动连接；并且转动连接处设有阻抗扭矩的涡卷弹簧，所述涡卷弹簧两端分别固定连接于外附骨架的关节转动处对应的两块板件；
进一步地，所述涡卷弹簧一端连接的板件上设有传感器，涡卷弹簧连接于传感器；
进一步地，所述外附骨架的腰部外附板上还设有可挂置的弧板。
本发明的有益效果是：
1、本发明通过感应模块将非特异性腰背痛患者根据游戏体感运动进行训练时的动作传输至评估分析计算机中与标准的游戏动作进行对比分析后再反馈于受训练的患者。从而不断的调整患者运动肢体姿态来达到所要求的标准值，保证患者单独运动训练时也可以进行相应的动作调整。
2、本发明感应模块具体的装置为外附骨架，在骨架转动关节处设置传感器来检测各肢体的相对旋转角度，从而将各肢体旋转角度模拟成整体的运动姿态和运动过程，将所采集的数据传输至评估分析计算机和标准范围值进行对比评估，外附骨架使用时穿戴于患者身上，扣紧患者各肢体，从而可准确测量患者运动姿态。
3、本发明通过在外附骨架关节处加入涡卷弹簧，对非特异性腰背痛患者进行训练时涡卷弹簧会对患者增加一定的阻抗，从而对非特异性腰背痛患者训练过程中增加一定的负载，来达到康复训练。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是一种基于体位感知的康复锻炼装置立体图；
图2是一种基于体位感知的康复锻炼装置正视图；
图3是一种基于体位感知的康复锻炼装置部分板件图；
图4是一种基于体位感知的康复锻炼装置；
图5是一种基于体位感知的康复锻炼引导系统图；
图中各序号为：1-脚掌外附板，2-小腿外附板，3-大腿外附板，4-骨盆外附板，5-腰部外附板，6-肩胛骨外腹板，7-臂外附板，8-前臂外腹板，9-手部外腹板，10-传感器，11-涡卷弹簧，12-弧板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例参阅图5一种基于体位感知的康复锻炼引导系统，由感应模块、处理主机、VR显示眼镜组成，处理主机包括评估分析计算机和与评估分析计算机通过TCP/IP传输协议连接的游戏计算机，游戏计算机将游戏动作实时传输至评估分析计算机作为评估标准。并且游戏计算机内置各种训练游戏如腹横肌的激活训练、核心训练、多裂肌的激活训练、鸟犬式训练等训练法的游戏。从而患者可以通过这些游戏进行训练来达到康复。
感应模块与评估分析计算机通过感应模块的总线接口RS－232及总线通信直连，感应模块将运动姿态动作传输至评估分析计算机中与标准的游戏动作(激活训练、核心训练、多裂肌的激活训练、鸟犬式训练等训练法)进行对比，对比患者的整个运动过程或者运动姿态是否与游戏计算机中的游戏标准范围值符合。
VR显示眼镜和游戏计算机通过IPX/SPX协议连接，IPX/SPX协议可增强游戏的交互性和传输性能。从而统一将游戏动作和评估分析计算机评估结果通过VR显示眼镜显示输出，患者可以通过VR显示眼镜中观看游戏主机中的各游戏动作如图5所示数据传输方向，从而跟随游戏动作进行运动。同时也可以从VR显示眼镜观察到自己所进行游戏动作是否符合标准，如果符合标准会结束对应关卡的游戏，进行下一关运动游戏，并且每次过过一次关卡会增加相应的积分增强患者运动成就感。
评估分析计算机对比感应模块输入动作与游戏计算机中的游戏标准动作进行评估对比，动作达到标准范围值时结束本关卡的游戏，动作未达标时反馈于VR显示眼镜中指导患者继续进行游戏，重复所进行关卡的关卡运动教学，逐渐提高患者的运动的标准性。
实施例2
本实施例参阅图1至图3为一种基于体位感知的康复锻炼引导系统中感应模块所在的外骨架结构。外附骨架如图1，外附骨架图1中包括脚掌外附板1、小腿外附板2、大腿外附板3、骨盆外附板4、腰部外附板5、肩胛骨外附板6、臂外附板7、前臂外腹板7、手部外腹板9各个板件对应人体的关节位置转动连接。各板件对应包覆人各肢体，板件从而跟随人肢体动作进行对应的转动。局部的外附骨架板件例如图2和图3中的小腿外附板2和大腿外附板3转动连接处设有阻抗扭矩的涡卷弹簧11，涡卷弹簧11两端分别固定连接于外附骨架的关节转动处对应的两块板件小腿外附板2和大腿外附板3，小腿外附板2和大腿外附板3相对转动时涡卷弹簧11会给患者提供一定的阻力，来阻碍患者跟随VR显示眼镜中的游戏进行运动动作。
涡卷弹簧11一端连接的大腿外附板3上设有传感器10，传感器10固定连接在大腿外附板3上的转动端，所述传感器10为可转动的两端头，两端头分别固定于两转动连接的骨架，测量其转动角位移来模拟游戏动作。涡卷弹簧11连接于传感器10可转动的一端头，从而传感器10可感测弹簧的扭转力度和角位移来转换成小腿外附板2和大腿外附板3旋转幅度，从而近似模拟患者肢体的运动动作。所述各个板件的转动连接处设有同样的有传感器10和涡卷弹簧11，来达到模拟整个人体的运动动作。外附骨架的腰部外附板上还设有可挂置的弧板12，使用时可将弧板12扣合于患者肩部，从而增加外附骨架包覆患者的稳定性。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (5)
1.一种基于体位感知的康复锻炼引导系统，其特征在于，由感应模块、处理主机、VR显示眼镜组成，所述处理主机包括评估分析计算机和与评估分析计算机通过TCP/IP传输协议连接的游戏计算机，游戏计算机将游戏动作实时传输至评估分析计算机作为评估标准；所述感应模块与评估分析计算机通过感应模块的总线接口RS－232及总线通信直连，感应模块将运动姿态动作传输至评估分析计算机中与标准的游戏动作进行对比；所述VR显示眼镜和游戏计算机通过IPX/SPX协议连接，统一将游戏动作和评估分析计算机评估结果通过VR显示眼镜显示输出。
2.根据权利要求1所述一种基于体位感知的康复锻炼引导系统，其特征在于，所述评估分析计算机对比感应模块输入动作与游戏计算机中的游戏标准动作进行评估，动作达到标准范围值时结束游戏，动作未达标时反馈于VR显示眼镜中指导患者继续进行游戏。
3.一种基于体位感知的康复锻炼引导装置，根据权利要求1所述感应模块为外附骨架一体式，所述外附骨架包括脚掌外附板、小腿外附板、大腿外附板、骨盆外附板、腰部外附板、肩胛骨外附板、臂外附板、前臂外腹板、手部外腹板对应关节位置转动连接，其特征在于，转动连接处设有阻抗扭矩的涡卷弹簧，所述涡卷弹簧两端分别固定连接于外附骨架的关节转动处对应的两块板件。
4.根据权利要求3所述一种基于体位感知的康复锻炼引导装置，其特征在于，所述涡卷弹簧一端连接的板件上设有传感器，涡卷弹簧连接于传感器。
5.根据权利要求3所述一种基于体位感知的康复锻炼引导装置，其特征在于，所述外附骨架的腰部外附板上还设有可挂置的弧板。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN120053250A (zh) * | 2025-04-27 | 2025-05-30 | 南昌医学院 | 一种神经内科护理用下肢健康复健装置及其复健方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20150057312A (ko) * | 2013-11-19 | 2015-05-28 | 대한민국(국립재활원장) | 3차원 깊이센서를 활용한 재활 운동 유헬스 시스템 |
| CN107899194A (zh) * | 2017-12-21 | 2018-04-13 | 广州博进信息技术有限公司 | 一种基于虚拟现实的腰部肌群康复训练系统 |
| CN108904221A (zh) * | 2018-07-23 | 2018-11-30 | 合肥工业大学 | 可变刚度弹性多功能驱动器及其运动控制方法 |
| TWI681360B (zh) * | 2018-10-18 | 2020-01-01 | 國立臺北科技大學 | 應用於巴金森氏病的復健監控系統及其方法 |
| CN112605976A (zh) * | 2020-12-10 | 2021-04-06 | 吉林大学 | 一种下肢外骨骼助力器 |
| CN216148979U (zh) * | 2021-07-28 | 2022-04-01 | 汪勇波 | 一种用于下肢康复训练的辅助装置 |
| CN216169714U (zh) * | 2021-10-18 | 2022-04-05 | 青岛大学 | 游戏化下肢外骨骼复健设备 |
-
2022
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Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20150057312A (ko) * | 2013-11-19 | 2015-05-28 | 대한민국(국립재활원장) | 3차원 깊이센서를 활용한 재활 운동 유헬스 시스템 |
| CN107899194A (zh) * | 2017-12-21 | 2018-04-13 | 广州博进信息技术有限公司 | 一种基于虚拟现实的腰部肌群康复训练系统 |
| CN108904221A (zh) * | 2018-07-23 | 2018-11-30 | 合肥工业大学 | 可变刚度弹性多功能驱动器及其运动控制方法 |
| TWI681360B (zh) * | 2018-10-18 | 2020-01-01 | 國立臺北科技大學 | 應用於巴金森氏病的復健監控系統及其方法 |
| CN112605976A (zh) * | 2020-12-10 | 2021-04-06 | 吉林大学 | 一种下肢外骨骼助力器 |
| CN216148979U (zh) * | 2021-07-28 | 2022-04-01 | 汪勇波 | 一种用于下肢康复训练的辅助装置 |
| CN216169714U (zh) * | 2021-10-18 | 2022-04-05 | 青岛大学 | 游戏化下肢外骨骼复健设备 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN120053250A (zh) * | 2025-04-27 | 2025-05-30 | 南昌医学院 | 一种神经内科护理用下肢健康复健装置及其复健方法 |
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