CN102144914A - 人体平衡感觉干扰系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种新的能产生多种刺激的系统装置，包括：一台控制计算机，一台连接控制器，一套装有多种刺激探头的头罩。该系统综合运用对前庭觉的机械振动、电流、冷热、强声刺激干扰和对本体觉的机械振动、电流刺激干扰以及视觉的去除干扰等方法，精确控制振动、电流、强声等的频率和强度来干扰人体的本体觉和前庭觉，分离出人体的前庭觉、本体觉和视觉在维持平衡中的定性和定量数据，该技术方案及装置是一项通过多干扰刺激来评估分析前庭功能有效的新手段，可用于各种眩晕疾病定位定性鉴别诊断及前庭康复等方面，也能在运动医学和航天医学训练中推广应用。

Description

人体平衡感觉干扰系统

所属技术领域

本发明专利涉及一种新的用于平衡功能检测的多刺激干扰技术方案及装置，该系统包含机械振动、冷热、强声、电流、单双侧视觉去除等刺激方式以及相应的装置。根据人体空间平衡的维持依赖于前庭觉、视觉、本体觉的生理基础，该技术方案在临床上可用于眩晕疾病定位定性鉴别诊断及前庭康复等方面。

背景技术

人体姿势调节和身体平衡需要视觉系统、本体觉系统和前庭系统相互协同作用完成。前庭感受器、视觉、本体觉共同感受加速度及静态移位变化并提供信息，脑干的前庭核、大脑皮层、小脑、网状结构等中枢系统对这些信息进行整合调制，通过前庭眼反射(VOR)保证视网膜随时能可靠地进行视觉定向，并通过前庭脊髓反射(VSR)完成姿势调整、维持身体平衡。故可通过检查前庭眼动反射弧的眼震现象和前庭脊髓反射系统的平衡功能来评价前庭功能。对眼震现象的量化检查需要适当有效地刺激干扰前庭觉，而对平衡功能的量化检查需要有效地刺激干扰本体觉和视觉。显然，有效地将视觉、本体觉及前庭觉的作用相对分离开，是获得维持姿势平衡的前庭信息先决条件。因此，在正常人和患者的前庭功能检查中，通过刺激干扰视觉、本体觉和前庭觉的方法来判定本体感觉和前庭觉的异常和评价前庭功能具有十分重要的意义。

传统的最简单干扰本体觉的方式是让受试者站在特定的海绵垫上，由于站立于海绵垫上可改变足底皮肤机械感受器以及关节感受器的信息输入，导致中枢神经系统接受的本体信息不充分，影响肌肉活动及反应，从而引起姿势稳定性降低。这种简单的干扰本体感觉的手段，机体在多次经历后可作出适应性调整，干扰本体觉效果很差，不能有效应用于前庭检查。目前国际上对本体觉的干扰主要是通过平衡仪的运动平台产生加速度运动来实现。它的基本原理是：人体站立在平板支撑面，通过平板下的伺服电机带动平板下机械结构产生相应的前后水平加速运动和一定角度的前俯后仰的翻转加速运动，实现人体的本体感觉受到干扰。能够一定程度地干扰本体感觉，但结构复杂，价格昂贵，不利于推广应用。

传统的干扰视觉的方式是睁眼和闭眼来实现，这是一种至今有效的视觉去除方式，但当需要测量单侧视觉时和受试者主观不彻底闭眼时，这种方式就出现了局限性。传统的刺激前庭觉的方式是通过向耳朵内灌入微量的冷热水或气等实验手段，来刺激前庭感受器，通过视频眼震图仪(Video-nystagmography，VNG)检查反映的前庭眼动反射通路来判定前庭功能。

因此，在临床眩晕患者的前庭功能检查和康复训练中，本发明专利通过综合运用对前庭觉的机械振动、电流、冷热、强声刺激干扰和对本体觉的机械振动、电流刺激干扰以及视觉的去处干扰等方法，精确控制振动、电流、强声等的频率和强度来干扰人体的本体觉和前庭觉，分离出人体的前庭觉、本体觉和视觉在维持平衡中的定性和定量数据，是一项评估分析前庭功能的有效新手段，在临床上可用于眩晕疾病鉴别诊断和前庭康复等方面。且该装置成本不高，易于在基层临床工作中广泛应用。

发明内容

为了克服目前国际上利用运动平台干扰本体觉的不足以及填补缺乏对前庭觉系统有效干扰刺激的空白，本发明专利提供一种刺激干扰本体觉、前庭觉、视觉的技术方案和精确控制振动、电流、强声等频率和强度的干扰装置。该技术方案模式及装置能应用于临床上前庭功能检查和前庭功能康复，而且也能在运动医学和航天医学训练中推广应用。

本发明专利的技术方案是：一种能产生多种刺激的系统装置，包括：一台控制计算机，一台连接控制器，一套装有多种刺激探头的头罩。其中头罩前端眼罩有双眼镜框，内置两个红外摄像头，镜框可插挡光板，能单侧或双侧去除视觉，头罩前端戴在鼻梁上；头罩两侧固定装有音频耳塞和喷嘴，能安全方便安放在外耳道内，两个音频耳塞对双耳产生强声刺激，两侧喷嘴内可喷射冷热水；头罩的固定带在两侧耳后有向下延伸罩，能紧紧压住两侧乳突，其内装有两个产生振动的偏心微型马达，实现对双侧乳突产生一定强度和频率的振动干扰刺激；延伸罩的中心有一扣座，用于安装电极片，实现对乳突产生一定强度的电流刺激。头罩后边连线上有2个O型绑带振荡器，每个O型绑带振荡器内装有三个产生振动偏心微型马达，实现对双侧踝关节产生一定强度和频率的振动干扰刺激。

所述的控制计算机，接收来自红外摄像头的摄制眼动图象信号，软件包为该红外摄像头的驱动软件(市售)。

所述连接控制器，其内的半导体升降温模块(帕尔贴peltier元件，北京帕尔贴半导体有限公司产)快速产生微量冷热水，通过电磁阀、蠕动泵和管道连接到头罩上，实现快速从头罩两侧的喷嘴射进耳内，刺激前庭器官；直流低压发生器可产生一定频率的低压直流电，分几档控制电流和频率，通过导线连接到头罩双侧耳后扣座的电极片，对乳突产生一定强度的电流刺激；两组电源供给口，为振动干扰马达供电，并可控供电电压和电流。

所述机械振动刺激探头有两组，一组为头罩上的两侧机械振动探头，用于振动受试者的左右乳突；另一组为两个分立的机械振动探头，用于安装在受试者的踝关节上。两组的机械振动探头的振荡频率和强度可通过电位器调节。通过调节振荡器的频率和强度，实现机械振动方式对本体觉和前庭觉的干扰。

以上所述的机械振动、电流、冷热、强声刺激以及视觉刺激，可实现同步刺激、组合刺激和单个刺激三种刺激类型；从刺激时间来说，有持续刺激和间断刺激两种模式；从刺激的系统来说，可刺激干扰对维持平衡的前庭觉、本体觉和视觉三感觉。该干扰系统是一种多类型多模式多刺激的干扰器。

本发明专利的有益效果是，通过综合运用对前庭觉的机械振动、电流、冷热、强声刺激干扰和对本体觉得机械振动、电流刺激干扰以及视觉的去除干扰等方法，测量人体对这些刺激干扰的反应变化，分离人体维持平衡的视觉、本体觉、前庭觉等感觉整合方式，是我们设计的动态平衡仪中采用一项新技术，在临床上用于评估分析前庭功能和各种眩晕疾病鉴别诊断等方面。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明专利进一步说明：

图1人体平衡检测刺激干扰系统的整体图。

图2人体平衡检测刺激干扰系统原理方块图。

图3乳突罩的分解图

图4绑带振荡器

图5绑带振荡器的展开图

具体实施方式

实施例

在图1中，该刺激干扰系统装置包括：1代表多种刺激探头头罩，2代表连接转换器，3代表控制计算机。头罩前端眼罩有双眼镜框和可插挡光板(10)，能单侧或双侧去除视觉，内置两个红外摄像头(11)，用于监测所有前庭觉刺激给予时的眼动状态，并把信息传给计算机(3)，头罩前端戴在鼻梁上；头罩的两侧固定带装有音频耳塞(12)和喷嘴(13)，能方便安全放在外耳道内，两个音频耳塞对双耳产生强声刺激，两侧喷嘴可喷射冷热水刺激；头罩的固定带(14)在两侧耳后又向下延伸为乳突罩(15)，能紧紧压住乳突，实现对双侧乳突产生一定强度和频率的振动干扰刺激；延伸罩的中心有一扣座，用于安装电极片，实现对乳突产生一定强度的电流刺激。头罩后边的连线上有2个O型绑带振荡器，实现对双侧踝关节产生一定强度和频率的振动干扰刺激。

连接控制器2：通过其内的半导体升降温模块(帕尔贴peltier元件，北京帕尔贴半导体有限公司产)快速产生微量冷热水，在电磁阀、蠕动泵的作用下，通过管道(18)连接到头罩上，实现快速从头罩两侧的喷嘴射进耳内，刺激前庭器官，冷热交换由调节旋钮(22)控制；直流低压发生器，产生一定频率的低压直流电，由分几档的调节旋钮控制电流和频率，通过导线连接到头罩双侧耳后扣座的电极片，对乳突产生一定强度的电流刺激；电源模块，为产生振动的偏心微型马达151供电，偏心微型马达由偏心轮和微型电机组成，型号SSR-2696A。计算机(3)与连接控制器(2)相连接，用于采集眼动图像信息。

在图2所示的实施例中，通过乳突机械振动探头、乳突电极片、冷热喷嘴、强声音频耳塞产生相应的振动刺激、电流刺激、冷热刺激和强声刺激，这些刺激可以单侧也可双侧来刺激前庭觉，还可单独一种、组合或同步来刺激前庭觉，并通过红外摄像装置来观察眼动情况(眼震现象和方向)。通过机械振动来干扰踝关节，实现本体觉干扰；通过单侧、双侧给予视觉去除来干扰视觉。从而实现平衡功能的平衡三联感觉的刺激干扰。

在图3所示的实施例中，在头罩固定带(14)延伸固定两个乳突罩(15)，能紧紧压住双耳后乳突部位，每一个内装有两个产生振动偏心微型马达(151)，偏心微型马达由偏心轮和微型电机组成，型号SSR-2696A；偏心微型马达实现对乳突产生一定强度和频率的振动干扰刺激；乳突罩中心有一扣座(152)，用于安装电极片，实现对乳突产生一定强度的电流刺激.

在图4、5所示的实施例中，头罩后边的连线上有2个O型绑带振荡器，每个O型绑带振荡器的绑带(161)由两层厚帆布加工制成，两层绑带内固定振荡器，振荡器由三个产生振动的偏心微型马达(162，，型号SSR-2696A)组成，偏心微型马达(162)的电源线为(165)，实现对乳突双侧踝关节或肌肉产生一定强度和频率的振动干扰刺激；O型绑带振荡器的绑带(161)的开口连接处(166)，连接处(166)由尼龙粘扣带钩(164)和扣环(163)来完成。

综上所述，本发明专利通过综合运用三种刺激类型(同步、组合、单个)、两种刺激时间模式(持续、间断)对维持平衡的三感觉(前庭觉、视觉、本体觉)进行机械振动、电流、冷热、强声等刺激，实现干扰平衡感觉，分离出人体的前庭觉、本体觉和视觉在维持平衡中的定性和定量数据，在临床上可用于各种眩晕疾病鉴别诊断和康复训练等方面。

Claims (5)

1.一种新的用于评价前庭功能的多干扰刺激系统，其特征在于，包含机械振动、冷热、强声、视觉去除、电流等五种刺激方式和相应的机械振动探头、冷热探头、强声探头、视觉屏蔽装置、电流电极、视觉摄像装置以及相应的计算机等装置。

2.一种基于权利要求1所述的系统，根据人体空间平衡的维持有赖于前庭觉、视觉、本体觉的生理基础，该系统在临床上可用于眩晕疾病定位定性鉴别诊断及前庭康复等方面。

3.一种基于权利要求1所述的系统，机械振动、电流刺激方式实施部位为双耳后骨导乳突位置，强声、冷热刺激方式实施部位为双耳的外耳道，实现前庭觉的刺激。

4.一种基于权利要求1所述的系统，机械振动方式实施部位为人体的踝关节，实现本体觉的刺激干扰。

5.一种基于权利要求1所述的系统，机械振动探头、冷热探头、强声探头、视觉屏蔽、电流电极均可实施单侧和双侧刺激。所有刺激干扰可实现同步刺激、组合刺激和单个刺激三种刺激类型，持续刺激和间断刺激两种刺激时间模式。

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