CN106823291A - 康复训练系统及其操作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种康复训练系统，其包括一个中央控制器和多个训练感知终端设备，所述多个训练感知终端设备的全部或一部分根据训练需求布置在相应的空间位置上并且构成训练感知终端设备集合，其中，所述训练感知终端设备集合配置成引导训练者逐个操作所述训练感知终端设备集合的每一个训练感知终端设备，所述训练感知终端设备构造成检测关于所述操作的信息以及将所检测的信息传输给所述中央控制器，所述中央控制器构造成配置所述训练感知终端设备集合以及分析处理由所述训练感知终端设备集合的各个训练感知终端设备检测的信息。本发明还涉及一种用于操作所述康复训练系统的方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种康复训练系统以及一种用于操作所述康复训练系统的方法。
背景技术
迄今，市场上的康复训练器材大致可以分为两种类型。一种类型是单纯的机械训练器材，其无法记录和分析训练数据并且无法主动地引导训练者进行基于专业建议的训练。另一种类型是所谓的智能训练系统，其能够记录康复训练过程中的数据，但往往较为昂贵、操作较为复杂并且不便于携带和灵活使用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种康复训练系统和一种用于操作所述康复训练系统的方法，所述康复训练系统和所述操作方法能够根据个性化的训练需求简单地匹配于不同的训练者或康复训练过程的各个训练阶段以及通过记录和分析康复训练期间的数据来评估康复训练的效果，其中，所述康复训练系统还具有较低的制造成本并且具有较紧凑的结构。
为了实现这个目的，本发明提供了一种康复训练系统，其包括一个中央控制器和多个训练感知终端设备，所述多个训练感知终端设备的全部或一部分能够根据训练需求布置在空间中并且构成训练感知终端设备集合，其中，所述训练感知终端设备集合配置成引导训练者逐个操作所述训练感知终端设备集合的每一个训练感知终端设备，所述训练感知终端设备构造成检测关于所述操作的信息以及将所检测的信息传输给所述中央控制器，所述中央控制器构造成配置所述训练感知终端设备集合以及分析处理由所述训练感知终端设备集合的各个训练感知终端设备检测的信息。
根据本发明，“训练感知终端设备”尤其指适合于训练者用手进行操作并且能够检测关于所述操作的信息的任意设备，其形状、大小和构造匹配于拍打、触摸、托举、抓握等各种操作。
“配置训练感知终端设备集合”例如可以涉及：识别训练感知终端设备集合的各个训练感知终端设备、建立与所识别的训练感知终端设备的通信、设置训练感知终端设备集合的引导方式、调节各个训练感知终端设备的相应的传感器的检测阈值，等等。在此，传感器的检测阈值例如可以用于与由传感器检测的相应物理量的绝对量值和/或由传感器检测的相应物理量的变化量进行比较。
在本发明的一种优选实施方式中，各个训练感知终端设备尤其可以相对独立地放置在三维空间中的相应位置上。根据具体训练需求和/或具体使用场景，训练感知终端设备可以布置在墙壁上和/或桌面上和/或悬挂在屋顶上。
在本发明的一种优选实施方式中，所述训练感知终端设备可以包括传感器单元和发送/接收单元，其中，所述传感器单元包括用于检测相应的操作的一个或多个传感器，例如压力传感器、红外传感器、温湿度传感器和加速度传感器等等。所述发送/接收单元用于将关于所述操作的信息传输给所述中央控制器以及从所述中央控制器接收配置指令，其中，所述发送/接收单元优选构造为有线通信模块和/或无线通信模块。
在本发明的一种优选实施方式中，所述训练感知终端设备包括提示单元，所述提示单元包括发光元件和/或发声元件并且用于借助于发光和/或发声引导训练者操作所述训练感知终端设备。
在本发明的一种优选实施方式中，所述训练感知终端设备构造成在所检测的操作达到预先确定的操作要求的情况下改变发光状态和/或输出预先确定的提示音。在此，“改变发光状态”例如可以涉及由熄灭状态改变为发光状态或相反、由闪烁状态改变为持续发光状态或相反、改变发光颜色，等等。在此，提示音例如可以是语音，尤其是激励性语句。
在本发明的一种优选实施方式中，所述训练感知终端设备集合中的至少两个训练感知终端设备的相应的传感器的检测阈值例如可以是不同的。
在本发明的一种优选实施方式中，所述中央控制器构造成确定所述训练感知终端设备集合的引导方式，其中，所述引导方式优选涉及所述训练感知终端设备集合的各个训练感知终端设备的按预先确定的顺序的或随机的发光和/或发声。
在本发明的一个优选实施方式中，所述中央控制器包括接收/发送单元、存储单元和分析处理单元，其中，所述接收/发送单元用于接收由所述训练感知终端设备集合的各个训练感知终端设备检测的信息以及向所述训练感知终端设备集合的各个训练感知终端设备发送配置指令，所述存储单元用于存储由所述训练感知终端设备集合的各个训练感知终端设备检测的信息，所述分析处理单元用于分析处理由所述训练感知终端设备集合的各个训练感知终端设备检测的信息，其中，所述发送/接收单元优选构造为有线通信模块和/或无线通信模块。优选地，所述发送/接收单元优选构造为无线通信模块，其中，所述中央控制器可以通过接收/发送单元将由所述训练感知终端设备集合的各个训练感知终端设备检测的信息、所述分析处理单元的分析处理的结果、所述康复训练系统的配置信息或其他任意可用信息上传至远程服务器进行云存储以及接收来自远程服务器的查询请求、配置指令和/或更新等等。
在本发明的一个优选实施方式中，所述中央控制器可以与便携式设备连接或者集成在便携式设备中。
在本发明的一个优选实施方式中，所述康复训练系统还包括载体板，在所述载体板上设有多个锁合机构，所述多个锁合机构能够分别与设置在所述训练感知终端设备上的锁合机构相互配合，从而所述多个训练感知终端设备的全部或一部分能够固定在所述载体板上并且构成所述训练感知终端设备集合。
在本发明的一个优选实施方式中，所述载体板可以包括供电装置，所述供电装置用于对固定在载体上的训练感知终端设备进行充电和/或向固定在所述载体板上的训练感知终端设备提供电能。
本发明还提供了一种用于操作根据以上所述康复训练系统的方法，所述方法包括：根据训练需求选择所述康复训练系统的所述多个训练感知终端设备的全部或一部分以及分别布置在相应的空间位置上，从而构成训练感知终端设备集合；借助于所述康复训练系统的所述中央控制器对所述训练感知终端设备集合进行配置；在经配置的训练感知终端设备集合的引导下，逐个操作所述训练感知终端设备集合的每一个训练感知终端设备。
在本发明的一种优选实施方式中，借助于所述康复训练系统的所述中央控制器配置所述训练感知终端设备集合的引导方式，其中，所述引导方式优选涉及所述训练感知终端设备集合的各个训练感知终端设备的按预先确定的顺序的或随机的发光和/或发声。
在本发明的一种优选实施方式中，借助于所述康复训练系统的所述中央控制器调节所述训练感知终端设备集合的各个训练感知终端设备的相应的传感器的检测阈值。
根据本发明的康复训练系统和用于操作康复训练系统的方法尤其适合用于对训练者的上肢的康复训练。
根据本发明的康复训练系统或用于操作康复训练系统的方法具有以下优点：
1.根据本发明的康复训练系统或用于操作康复训练系统的方法能够简单地匹配于不同的训练者或同一训练者的不同训练阶段以满足个性化的训练需求；
2.根据本发明的康复训练系统或用于操作康复训练系统的方法能够及时准确地评估每次训练的效果，以便调整或完善训练计划；
3.根据本发明的康复训练系统具有更低的制造成本并且便于携带；
4.根据本发明的康复训练系统易于扩展以及与其他训练系统进行组合。
附图说明
以下根据附图详细阐述本发明的优选实施例。本领域技术人员应理解的是，这些优选实施例仅仅是示例性的并且不意味着对本发明形成任何限制。
图1示出根据本发明的一个实施例的康复训练系统的示意性框图。
图2示出根据图1的康复训练系统的训练感知终端设备的一个示例性实现。
图3示出用于操作根据图1的康复训练系统1的示例性方法。
图4示出根据本发明的另一实施例的康复训练系统1的示意性框图。
在不同的附图中，相同或相似的部件使用相同的附图标记。
具体实施方式
图1示出根据本发明的一个实施例的康复训练系统1的示意性框图。
在图1中示出的康复训练系统1包括一个中央控制器2和多个训练感知终端设备，例如九个训练感知终端设备3-1、3-2、……、3-9。
在根据图1的康复训练系统1中，所有训练感知终端设备的结构是相同的并且各个训练感知终端设备可以分散地布置在空间中。在训练者使用康复训练系统1进行康复训练时，训练者例如在康复训练系统的引导下用手操作各个训练感知终端设备，例如拍打、触摸、托举或抓握等等，从而尤其训练和评估其上肢的活动范围和/或力量以及必要时还可以额外地训练和评估其反应速度。当训练者操作训练感知终端设备时，该训练感知终端设备可以检测关于所述操作的信息，例如操作力/操作力变化、操作加速度/操作加速度变化、温湿度/温湿度变化、操作时刻和/或操作反应时间，等等。当由训练感知终端设备检测的操作达到预先确定的操作要求时，训练感知终端设备可以通过光学信号和/或声音信号通知训练者，例如训练感知终端设备可以改变其发光状态和/或发出提示音以引起训练者注意。“操作要求”例如可以涉及但不限于：当通过拍打进行训练时由训练感知终端设备检测的压力变化达到或超过一个预先确定的检测阈值；当通过触摸进行训练时由训练感知终端设备检测的红外和/或温湿度变化达到或超过一个预先确定的检测阈值；当通过托举进行训练时由训练感知终端设备检测的加速度变化达到或超过一个预先确定的检测阈值；当通过抓握进行训练时由训练感知终端设备检测的红外和/或压力变化达到或超过一个预先确定的检测阈值。此外，训练感知终端设备可以将所检测的关于各次操作的信息传输给中央控制器2。
可以理解，各个训练感知终端设备的结构也可以是不同的，例如可以为了检测不同的操作而分别装配有不同的传感器。
中央控制器2包括接收/发送单元4、存储单元5、分析处理单元6、输入单元7和输出单元8。所述接收/发送单元4可以接收来自相应的训练感知终端设备的信号，所述信号包含关于由相应的训练感知终端设备检测的操作的信息。所述接收/发送单元4可以构造为有线通信模块和/或无线通信模块。所述信息随后可以存储在存储单元5中。分析处理单元6可以对所述信息进行分析处理，例如评估某次训练的成绩或效果。此外，中央控制器2可以通过接收/发送单元4向相应的训练感知终端设备发送配置指令，所述配置指令例如可以涉及相应的训练感知终端设备的激活或停用、相应的训练感知终端设备的检测阈值的调整和/或提示音或提示光的定义。可以通过输入单元7来操作康复训练系统1，例如对整个康复训练系统进行配置等等。所述输入单元7例如可以构造为一个或多个按键。输出单元8例如可以输出从相应的训练感知终端设备接收到的信息、分析处理单元6的分析处理的结果、康复训练系统的配置信息或其他任意可用信息。输出单元8例如可以构造为显示屏。在另一种未示出的实施方式中，输入单元7和输出单元8可以构造为整合的输入/输出单元，例如触摸屏。中央控制器2还可以通过接收/发送单元4将从相应的训练感知终端设备接收到的信息、分析处理单元6的分析处理的结果、康复训练系统的配置信息或其他任意可用信息上传至远程服务器进行云存储以及接收来自远程服务器的查询请求、配置指令和/或更新等等。中央控制器2还可以与便携式设备连接并且通过在便携式设备上运行的应用程序进行输入和输出。优选地，中央控制器2集成在便携式设备中。
图2示出根据图1的康复训练系统1的训练感知终端设备的一个示例性实现。
在图2中示出的训练感知终端设备包括底座8和操作部9。所述底座8用于将训练感知终端设备固定在期望的位置上和/或容纳训练感知终端设备的至少一部分构件。所述底座8例如构造有固定装置。所述固定装置构造成可以将训练感知终端设备吸附到任意期望位置上并且在必要时将其从吸附位置取下。替代地或附加地，所述固定装置构造成可以将训练感知终端设备通过具有相应钩挂装置的绳索悬挂到任意期望位置上。所述操作部9的形状和大小匹配于拍打、触摸、托举、抓握等各种操作。例如，所述操作部9构造为基本上半球形或其他任意合适形状。所述操作部9例如是中空的或者由能够良好传导力和/或温湿度和/或红外线等等的材料填充。可选地，所述操作部9的外部构造有能够弹性变形的包套10。
根据图2的训练感知终端设备还具有传感器单元11、提示单元12、发送/接收单元13和控制单元14。所述传感器单元11例如可以包括用于检测相应的操作(例如拍打、触摸、托举、抓握等等)的传感器，例如压力传感器、红外传感器、温湿度传感器和加速度传感器，等等。所述提示单元12例如包括发光元件和/或发音元件。所述发光元件例如构造为发光二极管。所述发音元件例如构造为扬声器。控制单元14例如可以用于触发所述提示单元或者改变所述提示单元的状态，例如改变发光二极管的发光状态或者使扬声器发出相应的提示音。所述发送/接收单元13例如可以用于向中央控制器2发送所检测的关于各次操作的信息以及接收中央控制器2的配置指令。所述发送/接收单元13可以构造为有线通信模块和/或无线通信模块。
训练感知终端设备例如可以构造为电池运行的。为此，训练感知终端设备还可以包括电源电路(未示出)。
图3示出借助根据图1的康复训练系统1进行康复训练的示例性过程或者用于操作根据图1的康复训练系统1的示例性方法。
在第一步骤301中，根据训练需求选择一定数量的训练感知终端设备以及将所选择的训练感知终端设备分别布置在相应的空间位置上从而构成训练感知终端设备集合。
在此，例如可以将所选择的训练感知终端设备布置在基本上同一平面内，例如同一墙壁上或同一桌面上。例如也可以将所选择的训练感知终端设备布置在不位于同一平面内的不同空间位置上，例如将一部分训练感知终端设备布置在墙壁上而将另一部分训练感知终端设备布置在桌面上，或者，例如可以将所选择的训练感知终端设备中的至少一部分悬挂在屋顶上。
在此，根据训练需求来确定所述训练感知终端设备集合的训练感知终端设备的数量以及所述训练感知终端设备集合的各个训练感知终端设备的空间位置，即各个训练感知终端设备的相对空间位置关系。对于不同的训练者而言或者对于同一训练者的整个康复训练过程的各个康复训练阶段而言，训练需求通常不同，其中，所述训练需求例如可以基于专业人员的建议确定。
在第二步骤302中，通过中央控制器对康复训练系统1进行配置。在此，所述“配置”例如包括：识别训练感知终端设备集合的各个训练感知终端设备、建立与所识别的训练感知终端设备的通信、设置训练感知终端设备集合的引导方式、调节各个训练感知终端设备的相应的传感器的相应的传感器的检测阈值，等等。
在此，在识别训练感知终端设备集合的各个训练感知终端设备时可以给所识别的训练感知终端设备分配一个标识。训练感知终端设备可以将所检测的关于操作的信息连同所分配的标识一起发送给中央控制器。
训练感知终端设备集合的引导方式涉及训练感知终端设备集合的各个训练感知终端设备如何通过其发光元件和/或发声元件来引导训练者进行训练。
例如，在训练感知终端设备集合的第一引导方式中，中央控制器预先确定训练感知终端设备集合的各个训练感知终端设备的引导顺序，其中，各个训练感知终端设备根据所述引导顺序依次借助其发光元件的发光来引导训练者操作：在训练开始时，根据引导顺序的第一个训练感知终端设备开始发光，训练者遵循引导来操作正在发光的训练感知终端设备，当训练者的操作达到预先确定的操作要求时，被操作的训练感知终端设备不再发光并且可选择地发出提示音以便通知训练者“他/她已经成功完成了操作”，随后根据引导顺序的下一个训练感知终端设备开始发光…….，在训练者成功操作了所有训练感知终端设备之后，本次训练结束。
例如，在训练感知终端设备集合的第二引导方式中，各个训练感知终端设备随机地借助其发光元件的发光来引导训练者操作：在训练开始时，随机地，第一个训练感知终端设备开始发光，训练者遵循引导来操作正在发光的训练感知终端设备，当训练者的操作达到预先确定的操作要求时，被操作的训练感知终端设备不再发光并且可选择地发出提示音以便通知训练者“他/她已经成功完成了操作”，随后随机地下一个训练感知终端设备开始发光…….，在训练者成功操作了所有训练感知终端设备之后，本次训练结束。
在此，提示音可以是语音。例如，当训练者成功操作了正确的训练感知终端设备时，发音元件发出激励性语音。所述激励性语音能够激发训练者的兴趣和/或信心。
在第三步骤303中，在经配置的康复训练系统的引导下，训练者逐个操作训练感知终端设备集合的每一个训练感知终端设备。
在可选的第四步骤304中，康复训练系统1的中央控制器2对由训练感知终端设备集合的各个训练感知终端设备检测的关于操作的信息进行分析处理，以便评估本次训练。根据评估的结果，例如可以了解康复训练的进展并且可以据此规划用于下一次训练的训练感知终端设备集合和康复训练系统的配置。
在此，例如可以将整个康复训练过程划分为多个康复训练阶段，每一个康复训练阶段具有相应的训练需求，因此对于每一个康复训练阶段根据其训练需求确定相应的训练感知终端设备集合及其引导方式。作为一个仅仅示例性的康复训练过程，在第一康复训练阶段中，选择3个训练感知终端设备并且将它们在桌面上水平地排列成一行以构成训练感知终端设备集合，随后通过中央控制器对康复训练系统进行配置，例如设置第一引导方式以及设置较低的第一检测阈值；在第二康复训练阶段中，选择6个训练感知终端设备并且将它们在桌面上水平地排列成两行以构成训练感知终端设备集合，随后通过中央控制器对康复训练系统进行配置，例如设置第一引导方式以及设置第二检测阈值，其中，所述第二检测阈值可以略高于所述第一检测阈值；在第三康复训练阶段中，选择6个训练感知终端设备并且将它们在墙壁上竖直地排列成两列以构成训练感知终端设备集合，随后通过中央控制器对康复训练系统进行配置，例如设置第一引导方式以及设置第三检测阈值，其中，所述第三检测阈值可以高于所述第二检测阈值；在第四康复训练阶段中，选择9个训练感知终端设备并且将它们在墙壁上竖直地排列成三列以构成训练感知终端设备集合，随后通过中央控制器对康复训练系统进行配置，例如设置第二引导方式以及设置第四检测阈值，其中，所述第四检测阈值可以等于或高于所述第三检测阈值；在第五康复训练阶段中，选择9个训练感知终端设备并且将它们在墙壁上竖直地随机布置以构成训练感知终端设备集合，随后通过中央控制器对康复训练系统进行配置，例如设置第二引导方式以及设置第五检测阈值，其中，所述第五操作阈值可以等于或高于所述第四检测阈值。由此可以遵循康复进程循序渐进地提高康复训练的难度和复杂性。
图4示出根据本发明的另一实施例的康复训练系统1的示意性框图。
根据图4的康复训练系统1除以下方面以外基本上与根据图1的康复训练系统1相同：除中央控制器2和训练感知终端设备3-1、3-2、……、3-9之外还设有载体板4，其中，在载体板4上均匀地设置有多个锁合机构，其中，载体板的每一个锁合机构可以与设置在每一个训练感知终端设备上的锁合机构相互配合，从而将训练感知终端设备固定到载体板上，其中，载体板的锁合机构的数量优选等于训练感知终端设备的数量。
借助于根据图4的康复训练系统1，可以将根据训练需求选择的训练感知终端设备分别固定到载体板的确定位置上，从而构成训练感知终端设备集合。
优选地，载体板可以包括供电装置，其中，所述供电装置可以用于对训练感知终端设备的电池进行充电和/或可以向训练感知终端设备提供运行所需的电能。通过所述方式，可以实现训练感知终端设备的更长的可用时间或者可以通过省略训练感知终端设备自身的电源和相应的供电电路以进一步降低训练感知终端设备的制造成本并且进一步减小训练感知终端设备的体积。
对于本领域技术人员而言，可以在不脱离本发明的精神的情况下对以上优选实施例进行各种变型或修改，这些变型或修改均不脱离本发明的范畴。
Claims (10)
1.一种康复训练系统，其包括一个中央控制器和多个训练感知终端设备，所述多个训练感知终端设备的全部或一部分根据训练需求布置在空间中并且构成训练感知终端设备集合，其特征在于，
所述训练感知终端设备集合配置成引导训练者逐个操作所述训练感知终端设备集合的每一个训练感知终端设备；
所述训练感知终端设备构造成检测关于所述操作的信息以及将所检测的信息传输给所述中央控制器；
所述中央控制器构造成配置所述训练感知终端设备集合以及分析处理由所述训练感知终端设备集合的各个训练感知终端设备检测的信息。
2.根据权利要求1所述的康复训练系统，其特征在于，所述训练感知终端设备包括传感器单元和发送/接收单元，其中，所述传感器单元包括用于检测相应的操作的一个或多个传感器，所述发送/接收单元用于将关于所述操作的信息传输给所述中央控制器以及从所述中央控制器接收配置指令。
3.根据权利要求1或2所述的康复训练系统，其特征在于，所述训练感知终端设备包括提示单元，所述提示单元包括发光元件和/或发声元件并且用于借助于发光和/或发声引导训练者操作所述训练感知终端设备。
4.根据权利要求3所述的康复训练系统，其特征在于，所述训练感知终端设备构造成在所检测的操作达到预先确定的操作要求的情况下改变发光状态和/或输出预先确定的提示音。
5.根据权利要求4所述的康复训练系统，其特征在于，所述训练感知终端设备集合中的至少两个训练感知终端设备的相应的传感器的检测阈值是不同的。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的康复训练系统，其特征在于，所述中央控制器构造成确定所述训练感知终端设备集合的引导方式，其中，所述引导方式优选涉及所述训练感知终端设备集合的各个训练感知终端设备的按预先确定的顺序的或随机的发光和/或发声。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的康复训练系统，其特征在于，所述中央控制器包括接收/发送单元、存储单元和分析处理单元，其中，所述接收/发送单元用于接收由所述训练感知终端设备集合的各个训练感知终端设备检测的信息以及向所述训练感知终端设备集合的各个训练感知终端设备发送配置指令，所述存储单元用于存储由所述训练感知终端设备集合的各个训练感知终端设备检测的信息，所述分析处理单元用于分析处理由所述训练感知终端设备集合的各个训练感知终端设备检测的信息。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的康复训练系统，其特征在于，所述康复训练系统还包括载体板，在所述载体板上设有多个锁合机构，所述多个锁合机构能够分别与设置在所述训练感知终端设备上的锁合机构相互配合，从而所述多个训练感知终端设备的全部或一部分能够固定在所述载体板上并且构成所述训练感知终端设备集合。
9.一种用于操作根据以上权利要求中任一项所述的康复训练系统的方法，所述方法包括：
根据训练需求选择所述康复训练系统的所述多个训练感知终端设备的全部或一部分以及分别布置在相应的空间位置上，从而构成训练感知终端设备集合；
借助于所述康复训练系统的所述中央控制器对所述训练感知终端设备集合进行配置；
在经配置的训练感知终端设备集合的引导下，逐个操作所述训练感知终端设备集合的每一个训练感知终端设备。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，借助于所述康复训练系统的所述中央控制器配置所述训练感知终端设备集合的引导方式，其中，所述引导方式优选涉及所述训练感知终端设备集合的各个训练感知终端设备的按预先确定的顺序的或随机的发光和/或发声。
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