CN107184372A - 一种用于神经康复的视频刺激辅助系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于神经康复的视频刺激辅助系统，其包括有：一视频摄录单元，用于摄录正常手部的活动视频；一机械手，佩戴于患病手部，用于带动患者的手臂和手指活动；一手部驱动器，用于驱使机械手活动；一主控制器，所述视频摄录单元和手部驱动器分别电性连接于主控制器，所述主控制器用于接收视频摄录单元摄录的活动视频，并根据所述活动视频得出正常手部的活动轨迹，再向手部驱动器发出控制指令，所述手部驱动器执行该控制指令并驱使机械手按照所述活动轨迹而活动。本发明基于视频刺激和机械恢复相结合的方式，在医疗过程辅助完成神经修复，具有帮助中风和偏瘫病人康复的作用。
Description
技术领域
本发明涉及中风、偏瘫病人的神经康复辅助系统，尤其涉及一种用于神经康复的视频刺激辅助系统及方法。
背景技术
中风、偏瘫又叫半身不遂，是指一侧上下肢、面肌和舌肌下部的运动障碍，是急性脑血管病的常见症状。轻度偏瘫病人虽然尚能活动，但走起路来，往往上肢屈曲、下肢伸直，瘫痪的下肢走一步划半个圈，这种特殊的走路姿势，叫做偏瘫步态，严重者常卧床不起，丧失生活能力。对于中风、偏瘫的病人来说，目前对于其康复的方式一般采用人工按摩或机械恢复的方法，但是，人工按摩方式所需的人力成本太高，而机械恢复也仅仅是帮助病人的肌肉不萎缩，对病人的神经系统并没有康复作用，因而无法在神经康复工作中发挥作用。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，提供一种基于视频刺激和机械恢复相结合的方式，在训练过程中辅助实现神经修复，进而帮助中风和偏瘫病人进行康复训练的视频刺激辅助系统及方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案。
一种用于神经康复的视频刺激辅助系统，其包括有：一视频摄录单元，用于摄录正常手部的活动视频；一机械手，佩戴于患病手部，用于带动患者的手臂和手指活动；一手部驱动器，用于驱使机械手活动；一主控制器，所述视频摄录单元和手部驱动器分别电性连接于主控制器，所述主控制器用于接收视频摄录单元摄录的活动视频，并根据所述活动视频得出正常手部的活动轨迹，再向手部驱动器发出控制指令，所述手部驱动器执行该控制指令并驱使机械手按照所述活动轨迹而活动。
优选地，所述机械手的移动速度与所述活动视频中正常手部的移动速度相同。
优选地，还包括有一视频播放器，所述视频播放器电性连接于主控制器，所述视频播放器用于在机械手移动的同时播放所述活动视频。
优选地，所述主控制器电性连接于电机，所述主控制器通过调整电机的转速而控制机械手的移动速度。
优选地，还包括有用于存储活动视频的存储单元，所述存储单元电性连接于所述主控制器。
一种用于神经康复的视频刺激辅助方法，该方法基于一系统实现，所述系统包括有一视频摄录单元、一机械手、一手部驱动器及一主控制器，所述机械手佩戴于患病手部，用于带动患者的手臂和手指活动，所述视频摄录单元和手部驱动器分别电性连接于主控制器，所述方法包括如下步骤：步骤S10，利用视频摄录单元摄录正常手部的活动视频；步骤S11，所述主控制器接收视频摄录单元摄录的活动视频；步骤S12，所述主控制器根据所述活动视频得出正常手部的活动轨迹；步骤S13，所述主控制器向手部驱动器发出控制指令，所述手部驱动器执行该控制指令并驱使机械手按照所述活动轨迹而活动。
优选地，所述步骤S13中，所述机械手的移动速度与所述活动视频中正常手部的移动速度相同。
优选地，所述机械手由电机驱使移动，所述主控制器电性连接于电机，所述主控制器通过调整电机的转速而控制机械手的移动速度。
优选地，所述步骤S12中，正常手部的活动轨迹记录为：设定视频为3秒，将视频按0.5秒为一个节点，记录0、0.5、1、1.5、2.0、2.5、3秒时，视频中正常手部的位置，将这些位置分别记为S1、S2、S3、S4、S5、S6；所述步骤S13中，机械手的控制过程包括：将机械手的电机速度记为V1、V2、V3、V4、V5、V6，则速度数据有V1＝S1/(0.5-0.0)，V2＝S2/(1-0.5)，V3＝S3/(1.5-1)，V4＝S4/(2-1.5)，V5＝S5/(2.5-1.5)，V6＝S6/(3-2.5)，再驱使机械手依据该速度数据而活动。
优选地，还包括有存储单元，所述存储单元电性连接于所述主控制器，所述视频摄录单元摄录的活动视频保存于存储单元。
本发明公开的用于神经康复的视频刺激辅助系统，其工作过程中，先利用视频摄录单元摄录正常手部的活动视频，之后主控制器根据所述活动视频得出正常手部的活动轨迹，再由所述主控制器向手部驱动器发出控制指令，所述手部驱动器执行该控制指令，并驱使机械手按照所述活动轨迹而活动。上述过程中，患者观看视频的同时可刺激脑神经，同时机械手带动患侧手运动，在长时间机能刺激条件下，可保证病人的患侧手不萎缩，也可以快速打通脑神经与患侧手的联系，进而帮助病人康复。
附图说明
图1为本发明视频刺激辅助系统的组成框图。
图2为本发明视频刺激辅助方法的流程图。
图3为本发明视频刺激辅助系统实际应用过程的流程图。
具体实施方式
本发明公开了一种用于神经康复的视频刺激辅助系统，请参照图1，其包括有一视频摄录单元1、一机械手2、一手部驱动器3及一主控制器4，其中：
所述视频摄录单元1用于摄录正常手部的活动视频；
所述机械手2佩戴于患病手部，用于带动患者的手臂和手指活动；
所述手部驱动器3用于驱使机械手2活动；
所述主控制器4用于接收视频摄录单元1摄录的活动视频，并根据所述活动视频得出正常手部的活动轨迹，再向手部驱动器3发出控制指令，所述手部驱动器3执行该控制指令并驱使机械手2按照所述活动轨迹而活动。
上述视频刺激辅助系统，其工作过程中，先利用视频摄录单元1摄录正常手部的活动视频，之后主控制器4根据所述活动视频得出正常手部的活动轨迹，再由所述主控制器4向手部驱动器3发出控制指令，所述手部驱动器3执行该控制指令，并驱使机械手2按照所述活动轨迹而活动。上述过程中，患者观看视频的同时可刺激脑神经，同时机械手带动患侧手运动，在长时间机能刺激条件下，可保证病人的患侧手不萎缩，也可以快速打通脑神经与患侧手的联系，进而帮助病人康复。
本实施例中，视频摄录单元1摄录正常手部的活动视频时，摄录目标最好是患者自己的手，如果患者的左手不能动，可以用患者的右手录制，再通过视频镜像生成左手运动的视频，这样就得到了左手的活动视频，为后续控制过程提供视频数据。
作为一种优选方式，所述机械手2的移动速度与所述活动视频中正常手部的移动速度相同。
进一步地，所述机械手2由电机驱使移动。为了实时有效地控制速度，所述主控制器4电性连接于电机，所述主控制器4通过调整电机的转速而控制机械手2的移动速度。
本实施例中，还包括有一视频播放器6，所述视频播放器6电性连接于主控制器4，所述视频播放器6用于在机械手2移动的同时播放所述活动视频。该视频播放器6上显示的手部移动位置和速度均与机械手相同，进而提高视频刺激效果。
本实施例中，还包括有用于存储活动视频的存储单元5，所述存储单元5电性连接于所述主控制器4。
为了更好地描述本发明的技术方案，本发明还公开了一种用于神经康复的视频刺激辅助方法，该方法基于一系统实现，结合图1和图2所示，所述系统包括有一视频摄录单元1、一机械手2、一手部驱动器3及一主控制器4，所述机械手2佩戴于患病手部，用于带动患者的手臂和手指活动，所述视频摄录单元1和手部驱动器3分别电性连接于主控制器4，所述方法包括如下步骤：
步骤S10，利用视频摄录单元1摄录正常手部的活动视频；
步骤S11，所述主控制器4接收视频摄录单元1摄录的活动视频；
步骤S12，所述主控制器4根据所述活动视频得出正常手部的活动轨迹；
步骤S13，所述主控制器4向手部驱动器3发出控制指令，所述手部驱动器3执行该控制指令并驱使机械手2按照所述活动轨迹而活动。
上述方法基于视频刺激和机械恢复相结合的方式，在训练过程辅助完成神经修复，进而帮助中风和偏瘫病人康复。
所述步骤S13中，所述机械手2的移动速度与所述活动视频中正常手部的移动速度相同。此外，所述机械手2由电机驱使移动，所述主控制器4电性连接于电机，所述主控制器4通过调整电机的转速而控制机械手2的移动速度。
此外，还包括视频同步播放步骤：在机械手2移动的同时利用所述视频播放器6播放活动视频，且该视频播放器6上显示的手部移动位置和速度均与机械手相同。
本实施例中，具体机械手与视频同步的方式可以采用线性拟合的方法，具体是指：
所述步骤S12中，正常手部的活动轨迹记录为：设定视频为3秒，将视频按0.5秒为一个节点，记录0、0.5、1、1.5、2.0、2.5、3秒时，视频中正常手部的位置，将这些位置分别记为S1、S2、S3、S4、S5、S6；
所述步骤S13中，机械手2的控制过程包括：将机械手2的电机速度记为V1、V2、V3、V4、V5、V6，则速度数据有V1＝S1/(0.5-0.0)，V2＝S2/(1-0.5)，V3＝S3/(1.5-1)，V4＝S4/(2-1.5)，V5＝S5/(2.5-1.5)，V6＝S6/(3-2.5)，再驱使机械手2依据该速度数据而活动。
作为一种优选方式，还包括有存储单元5，所述存储单元5电性连接于所述主控制器4，所述视频摄录单元1摄录的活动视频保存于存储单元5。
请参照图3，在实际应用过程中，用户看视频时可刺激脑神经，同时机械手带动患侧手运动，在长时间机能刺激条件下，可保证病人的患侧手不萎缩，也可以快速打通脑神经与患侧手的联系，帮助病人康复。该系统中，不要求先录制视频，使用时，也可以先计算出合理的机械手运动速度，再根据机械手的运动速度来录制相应的视频，也就是说，本发明对先得出活动轨迹还是先获得视频数据并不作限制，即使先得出活动轨迹后获得视频数据也属于本发明的替代方案之一，因此均应当在本发明的保护范围之内。
以上所述只是本发明较佳的实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的技术范围内所做的修改、等同替换或者改进等，均应包含在本发明所保护的范围内。
Claims (10)
1.一种用于神经康复的视频刺激辅助系统，其特征在于，包括有：
一视频摄录单元(1)，用于摄录正常手部的活动视频；
一机械手(2)，佩戴于患病手部，用于带动患者的手臂和手指活动；
一手部驱动器(3)，用于驱使机械手(2)活动；
一主控制器(4)，所述视频摄录单元(1)和手部驱动器(3)分别电性连接于主控制器(4)，所述主控制器(4)用于接收视频摄录单元(1)摄录的活动视频，并根据所述活动视频得出正常手部的活动轨迹，再向手部驱动器(3)发出控制指令，所述手部驱动器(3)执行该控制指令并驱使机械手(2)按照所述活动轨迹而活动。
2.如权利要求1所述的用于神经康复的视频刺激辅助系统，其特征在于，所述机械手(2)的移动速度与所述活动视频中正常手部的移动速度相同。
3.如权利要求2所述的用于神经康复的视频刺激辅助系统，其特征在于，还包括有一视频播放器(6)，所述视频播放器(6)电性连接于主控制器(4)，所述视频播放器(6)用于在机械手(2)移动的同时播放所述活动视频。
4.如权利要求2所述的用于神经康复的视频刺激辅助系统，其特征在于，所述主控制器(4)电性连接于电机，所述主控制器(4)通过调整电机的转速而控制机械手(2)的移动速度。
5.如权利要求1所述的用于神经康复的视频刺激辅助系统，其特征在于，还包括有用于存储活动视频的存储单元(5)，所述存储单元(5)电性连接于所述主控制器(4)。
6.一种用于神经康复的视频刺激辅助方法，其特征在于，该方法基于一系统实现，所述系统包括有一视频摄录单元(1)、一机械手(2)、一手部驱动器(3)及一主控制器(4)，所述机械手(2)佩戴于患病手部，用于带动患者的手臂和手指活动，所述视频摄录单元(1)和手部驱动器(3)分别电性连接于主控制器(4)，所述方法包括如下步骤：
步骤S10，利用视频摄录单元(1)摄录正常手部的活动视频；
步骤S11，所述主控制器(4)接收视频摄录单元(1)摄录的活动视频；
步骤S12，所述主控制器(4)根据所述活动视频得出正常手部的活动轨迹；
步骤S13，所述主控制器(4)向手部驱动器(3)发出控制指令，所述手部驱动器(3)执行该控制指令并驱使机械手(2)按照所述活动轨迹而活动。
7.如权利要求6所述的用于神经康复的视频刺激辅助方法，其特征在于，所述步骤S13中，所述机械手(2)的移动速度与所述活动视频中正常手部的移动速度相同。
8.如权利要求7所述的用于神经康复的视频刺激辅助方法，其特征在于，所述机械手(2)由电机驱使移动，所述主控制器(4)电性连接于电机，所述主控制器(4)通过调整电机的转速而控制机械手(2)的移动速度。
9.如权利要求8所述的用于神经康复的视频刺激辅助方法，其特征在于，
所述步骤S12中，正常手部的活动轨迹记录为：设定视频为3秒，将视频按0.5秒为一个节点，记录0、0.5、1、1.5、2.0、2.5、3秒时，视频中正常手部的位置，将这些位置分别记为S1、S2、S3、S4、S5、S6；
所述步骤S13中，机械手(2)的控制过程包括：将机械手(2)的电机速度记为V1、V2、V3、V4、V5、V6，则速度数据有V1＝S1/(0.5-0.0)，V2＝S2/(1-0.5)，V3＝S3/(1.5-1)，V4＝S4/(2-1.5)，V5＝S5/(2.5-1.5)，V6＝S6/(3-2.5)，再驱使机械手(2)依据该速度数据而活动。
10.如权利要求6所述的用于神经康复的视频刺激辅助方法，其特征在于，还包括有存储单元(5)，所述存储单元(5)电性连接于所述主控制器(4)，所述视频摄录单元(1)摄录的活动视频保存于存储单元(5)。
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