CN104606868B - 一种用于缓解帕金森病患者冻结步态的智能手环 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于缓解帕金森病患者冻结步态的智能手环，包括手环本体、内置于所述手环本体内的控制系统，其中所述控制系统具体包括传感器模块、中央处理单元和输出模块，所述传感器模块包括运动传感器模块和语音传感器模块。所述输出模块包括振动单元、扬声器、线激光器。其可以通过触觉、听觉或视觉刺激等方式缓解帕金森病患者的冻结步态，有利于帕金森病患者的疾病治疗。而且由于其质量轻，便于携带，且具有一定的装饰作用，因此不会让手环佩戴者产生抗拒心理，有利于提高其生活质量。同时其通过智能终端可以针对不同患者进行个性化的设置，灵活性和实用性更强。

Description

一种用于缓解帕金森病患者冻结步态的智能手环

技术领域

本发明涉及辅助医疗技术领域，具体地是涉及一种用于缓解帕金森病患者冻结步态的智能手环。

背景技术

帕金森病(Parkinson’s Disease，PD)又叫震颤麻痹综合症、帕金森综合症，是一种慢性中枢神经系统退化性失调疾病。该病多发于老年人群，平均发病年龄大约为60岁，且近年来该病的发病年龄有下降趋势。在我国，据统计65岁以上人群中PD的发病率为1.7％，55岁以上人群中PD的发病率为1％。PD已经成为中老年人群的“第三杀手”，严重威胁着人类的生命健康。

冻结步态(Freezing Of Gait，FOG)被定义为“企图行走时或前进过程中步伐短暂、突然地中止或明显减少”，主要表现为运动的短暂性阻滞，步态常呈非对称性，单侧下肢偶发起始，患者起始犹豫，不能行走或行走时感觉自己的脚像“粘”在地板上或被地板吸住，抬脚、迈步困难，一般持续数秒钟，偶尔也可长达30秒，最严重时，患者任何时候行走均出现，需要他人或拐杖辅助，可伴有一定程度的双腿颤抖。随着病情进展，冻结步态越发频繁并致跌倒。

研究认为帕金森病冻结步态具有3种亚型：(1)双腿震颤：克服步行阻滞而出现双腿(膝关节)交替颤抖；(2)拖步曳行；(3)完全运动不能：肢体到躯干不能移动，此项较为少见，但最为人所知。流行病学及临床研究资料显示，半数以上的病程超过10年的帕金森病患者经历过冻结步态，随着疾病进展逐渐上升，多发生于帕金森病的晚期，也有7％早期特发性帕金森病患者经历过轻度冻结步态。

除了药物和深部脑刺激治疗手段外，康复训练是缓解PD患者冻结步态的有效手段。研究表明注意力决策和提示被恰当地运用于改善步态和肢体协调，减少姿势平衡中的限制，从而改善患者冻结步态症状。感觉提示训练通过外界或携带式传感器为患者提供节律性听觉、视觉、触觉或精神刺激，可以弥补本体感觉缺陷，调整PD患者的步态变异率，减少冻结步态。但是市场上目前并没有有效的用于缓解冻结步态症状且便于携带的装置可以供PD患者使用。

因此，本发明的发明人亟需构思一种新技术以改善其问题。

发明内容

本发明旨在提供一种用于缓解帕金森病患者冻结步态的智能手环，该手环在帕金森病患者出现冻结步态时，可以通过听觉、视觉或触觉刺激等方式弥补本体感觉缺陷，缓解冻结步态。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种用于缓解帕金森病患者冻结步态的智能手环，包括手环本体、内置于所述手环本体内的控制系统，其中所述控制系统具体包括传感器模块、中央处理单元和输出模块，所述传感器模块包括运动传感器模块和语音传感器模块。

所述运动传感器模块，用于检测手环佩戴者的手部运动并将检测得到的手环佩戴者的手部运动状态信号传送至所述中央处理单元。

所述语音传感器模块，用于接收手环佩戴者的语音信号并将检测得到的手环佩戴者的语音信号传送至所述中央处理单元。

所述中央处理单元，用于控制所述运动传感器模块和所述语音传感器模块分别采集手环佩戴者手部运动状态信号和语音信号，并对其进行分析和处理，判断手环佩戴者是否需要提供刺激，以缓解手环佩戴者的冻结步态。

输出模块，用于在所述中央处理单元的控制下对手环佩戴者提供刺激，所述刺激包括触觉刺激、听觉刺激、视觉刺激。

进一步地，所述输出模块具体包括：

振动单元，用于通过发生节律性振动对手环佩戴者产生触觉刺激。

扬声器，用于通过发出音频信号对手环佩戴者产生听觉刺激。

线激光器，用于发出窄光带，手环佩戴者通过调整手部姿态以使所述窄光带照射于手环佩戴者面前的地面，从而对手环佩戴者产生视觉刺激。

进一步地，所述控制系统还包括无线通信模块，所述无线通信模块与所述中央处理单元电连接，用于所述控制系统与智能终端之间的无线通信，手环佩戴者通过所述智能终端对所述控制系统进行功能设置。

进一步地，所述功能设置包括输出模块的开启方式的设置，其中所述开启方式包括运动检测开启方式和/或语音检测开启方式。

进一步地，所述功能设置还包括输出模块的工作方式的设置，具体地包括振动单元的振动模式设定，扬声器的不同音频信号的选择输出设定，线激光器的输出光强的设定。

进一步地，所述功能设置还包括输出模块的关闭方式的设置，其中所述关闭方式包括时间检测关闭方式和/或运动检测关闭方式和/或语音检测关闭方式。

进一步地，所述控制系统还包括用于提供电源的电源模块，所述电源模块包括电池和电源管理电路。

进一步地，所述无线通信模块为蓝牙模块、WIFI模块。

进一步地，所述智能终端为智能手机、平板电脑、电子计算机。

采用上述技术方案，本发明至少包括如下有益效果：

本发明所述的用于缓解帕金森病患者冻结步态的智能手环，可以通过触觉、听觉或视觉刺激等方式缓解帕金森病患者的冻结步态，有利于帕金森病患者的疾病治疗。而且由于其质量轻，便于携带，且具有一定的装饰作用，因此不会让手环佩戴者产生抗拒心理，有利于提高其生活质量。同时其通过智能终端可以针对不同患者进行个性化的设置，灵活性和实用性更强。

附图说明

图1为本发明所述的用于缓解帕金森病患者冻结步态的智能手环中的控制系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图1所示，为符合本发明的一种用于缓解帕金森病患者冻结步态的智能手环，包括手环本体、内置于所述手环本体内的控制系统，其中所述控制系统具体包括传感器模块、中央处理单元和输出模块，所述传感器模块包括运动传感器模块和语音传感器模块。

所述运动传感器模块，用于检测手环佩戴者的手部运动并将检测得到的手环佩戴者的手部运动状态信号传送至所述中央处理单元。

所述语音传感器模块，用于接收手环佩戴者的语音信号并将检测得到的手环佩戴者的语音信号传送至所述中央处理单元。众所周知，帕金森病患者在出现病症的时候，手脚的协调性和活动能力大大降低，但是其语言表达能力不会受到影响，因此通过语音传感器模块的设置可以很好的采集手环佩戴者发出的语音指令，从而使得其控制更加智能和方便，使用价值较高。所述运动传感器模块和所述语音传感器模块为现有技术中的常规模块，本领域技术人员应当知晓，故此处不再赘述。

所述中央处理单元，用于控制所述运动传感器模块和所述语音传感器模块分别采集手环佩戴者手部运动状态信号和语音信号，并对其进行分析和处理，判断手环佩戴者是否需要提供刺激，以缓解手环佩戴者的冻结步态。

输出模块，用于在所述中央处理单元的控制下对手环佩戴者提供刺激，所述刺激包括触觉刺激、听觉刺激、视觉刺激。

将该智能手环佩戴于患者的手部，由于其相对于穿戴式以及手套等运动引动系统具有质量轻、便于携带、且具有一定装饰功能的优点，因此不会让手环佩戴者产生抗拒心理。同时其提供外在的相关信号帮助帕金森病患者做出适当的运动选择，利用外在的选择信号来弥补病人内在选择机制上的功能缺陷。即当患者出现冻结步态时，通过手部运动或者语音指令来开启该智能手环，进而对手环佩戴者提供触觉刺激、听觉刺激、视觉刺激中的一种或者多种。

所述输出模块具体包括：

振动单元，用于通过发生节律性振动对手环佩戴者产生触觉刺激。该振动单元优选为一机械振动装置，所述机械振动装置包括马达以及马达的驱动模块，其中所述马达优选为可以为偏心马达或线性马达。

扬声器，用于通过发出音频信号对手环佩戴者产生听觉刺激。该听觉刺激可以很好的提示手环佩戴者迈步的时机，帮助病人更好的运动。

线激光器，用于发出窄光带，手环佩戴者通过调整手部姿态以使所述窄光带照射于手环佩戴者面前的地面，从而对手环佩戴者产生视觉刺激。通过该视觉刺激指示下一步的落脚位置。

所述控制系统还包括无线通信模块，所述无线通信模块与所述中央处理单元电连接，用于所述控制系统与智能终端之间的无线通信，手环佩戴者通过所述智能终端对所述控制系统进行功能设置。优选地，所述中央处理单元内置有存储模块，所述存储模块用于所述运动传感器模块和所述语音传感器模块分别采集的手环佩戴者手部运动状态信号和语音信号，并在所述智能终端的请求下将该数据发送给智能终端，从而使得医生和病人家属可以对手环佩戴者的病情有一个直观的、清晰的认知，利于对病人病情的监控。即该智能手环不仅可以起到缓解帕金森病患者冻结步态的作用，也在一定程度上起到了对其身体状态的有效监控。

所述功能设置包括输出模块的开启方式的设置，其中所述开启方式包括运动检测开启方式和/或语音检测开启方式。所述运动检测开启方式可以设置将手环佩戴者的手部特定运动状态作为开启振动单元、扬声器和线激光器等三个输出单元的开启信号，也可以将一种特定运动状态对应一种或几种输出单元的开启信号。所述的手部特定运动状态由所述运动传感器模块获得，举例来说手部特定运动状态可以为抬手、手垂下、手部按一定频率晃动等。

所述功能设置还包括输出模块的工作方式的设置，具体地包括振动单元的振动模式设定，扬声器的不同音频信号的选择输出设定，线激光器的输出光强的设定。其中所述振动模式优选包括但不限于振动频率和振动强度的设置，由于其为本领域技术人员的常规技术手段，故此处不再赘述。对于所述扬声器，可以输出手环内由开发者存储的特定音频信号，也可以输出使用者通过语音传感器录制并存储于手环的音频信号。手环佩戴者可以根据自己的喜好自由设置，灵活性更强。特定音频信号可以为一段乐曲、特定频率的“滴滴”声、“起步走”的指令声等。

所述功能设置还包括输出模块的关闭方式的设置，其中所述关闭方式包括时间检测关闭方式和/或运动检测关闭方式和/或语音检测关闭方式。所述运动检测关闭方式和所述语音检测关闭方式与上述所述的运动检测开启方式和语音检测开启方式类同，故此处不再赘述。所述时间检测关闭方式为设定持续工作时间，当持续一定时间自动关闭，可以分别设置振动单元、扬声器和线激光器等三个输出单元开启后的持续工作时间，达到持续工作时间后自动关闭，此处所述的持续工作时间优选为10s。

优选地，所述控制系统还包括用于提供电源的电源模块，所述电源模块包括电池和电源管理电路。所述无线通信模块包括但不限于蓝牙模块、WIFI模块。所述智能终端优选为智能手机、平板电脑、电子计算机。

本实施例所述的用于缓解帕金森病患者冻结步态的智能手环，可以通过触觉、听觉或视觉刺激等方式缓解帕金森病患者的冻结步态，有利于帕金森病患者的疾病治疗。而且由于其质量轻，便于携带，且具有一定的装饰作用，因此不会让手环佩戴者产生抗拒心理，有利于提高其生活质量。同时其通过智能终端可以针对不同患者进行个性化的设置，灵活性和实用性更强。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明创造的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的任何等同变化，均应仍处于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (9)

1.一种用于缓解帕金森病患者冻结步态的智能手环，其特征在于：其佩戴于患者的手部，包括手环本体、内置于所述手环本体内的控制系统，其中所述控制系统具体包括传感器模块、中央处理单元和输出模块，所述传感器模块包括运动传感器模块和语音传感器模块；

所述运动传感器模块，用于检测手环佩戴者的手部运动并将检测得到的手环佩戴者的手部运动状态信号传送至所述中央处理单元；

所述语音传感器模块，用于接收手环佩戴者的语音信号并将检测得到的手环佩戴者的语音信号传送至所述中央处理单元；

所述中央处理单元，用于控制所述运动传感器模块和所述语音传感器模块分别采集手环佩戴者手部运动状态信号和语音信号，并对其进行分析和处理，判断手环佩戴者是否需要提供刺激，以缓解手环佩戴者的冻结步态；

输出模块，用于在所述中央处理单元的控制下对手环佩戴者提供刺激，所述刺激包括触觉刺激、听觉刺激、视觉刺激。

2.如权利要求1所述的用于缓解帕金森病患者冻结步态的智能手环，其特征在于，所述输出模块具体包括：

振动单元，用于通过发生节律性振动对手环佩戴者产生触觉刺激；

扬声器，用于通过发出音频信号对手环佩戴者产生听觉刺激；

线激光器，用于发出窄光带，手环佩戴者通过调整手部姿态以使所述窄光带照射于手环佩戴者面前的地面，从而对手环佩戴者产生视觉刺激。

3.如权利要求2所述的用于缓解帕金森病患者冻结步态的智能手环，其特征在于：所述控制系统还包括无线通信模块，所述无线通信模块与所述中央处理单元电连接，用于所述控制系统与智能终端之间的无线通信，手环佩戴者通过所述智能终端对所述控制系统进行功能设置。

4.如权利要求3所述的用于缓解帕金森病患者冻结步态的智能手环，其特征在于：所述功能设置包括输出模块的开启方式的设置，其中所述开启方式包括运动检测开启方式和/或语音检测开启方式。

5.如权利要求3或4所述的用于缓解帕金森病患者冻结步态的智能手环，其特征在于：所述功能设置还包括输出模块的工作方式的设置，具体地包括振动单元的振动模式设定，扬声器的不同音频信号的选择输出设定，线激光器的输出光强的设定。

6.如权利要求5所述的用于缓解帕金森病患者冻结步态的智能手环，其特征在于：所述功能设置还包括输出模块的关闭方式的设置，其中所述关闭方式包括时间检测关闭方式和/或运动检测关闭方式和/或语音检测关闭方式。

7.如权利要求6所述的用于缓解帕金森病患者冻结步态的智能手环，其特征在于：所述控制系统还包括用于提供电源的电源模块，所述电源模块包括电池和电源管理电路。

8.如权利要求7所述的用于缓解帕金森病患者冻结步态的智能手环，其特征在于：所述无线通信模块为蓝牙模块、WIFI模块。

9.如权利要求8所述的用于缓解帕金森病患者冻结步态的智能手环，其特征在于：所述智能终端为智能手机、平板电脑、电子计算机。