CN108236560B - 步态活动促进的电动步行辅具及其应用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种步态活动促进的电动步行辅具及其应用方法，该电动步行辅具包含一支撑主体、一用户区域、至少一步态感测模块、至少一步态引导模块及一控制系统。该至少一步态感测模块通过一感测手段获得步态特征信息后，传送至该控制系统，并将步态特征信息转换成指示信息传递至该至少一步态引导模块，依其内容提供该用户至少一步态提示，引导该用户施行步态活动。借由上述内容，可实时性的观测到用户的步态活动状态，并给予用户适切的提示以达到促进用户步态活动的目的。
Description
技术领域
本发明关于一种电动步行辅具及其应用的方法，尤其是指一种步态活动促进的电动步行辅具及其应用方法。
背景技术
随着社会结构逐渐迈入高龄化，对于步行辅具在数量及质量上的需求也日益提高，良好的辅具设计不仅能在行走辅助的范畴中给予帮助，更能让用户享有更加独立自主的生活。因此，目前的步行辅具不仅要克服用户的生活障碍，如何在使用操控的过程中拥有更多的便利性及安全性，更是目前步行辅具在改良进步上的重点，基于上述描述，电动化的步行辅具不仅是未来的基本需求，针对不同用户的需求进行精进更是电动步行辅具未来的发展目标。
一般而言，行动辅具的使用族群包含需永久依赖步行辅具行走的用户，以及暂时性依赖步行辅具行走的用户，前者的使用族群包含关节自然退化的老年人、因神经性疾病（如帕金森氏症等）而导致步行障碍的疾病患者或因疾病而导致体能衰弱的患者（如中风等），而暂时性依赖性的使用族群则包含因车祸等外来因素导致下肢暂时性失能，或是因久病卧床而造成暂时性肌力衰退的患者，基于不同的使用因素，各个用户对于电动步行辅具的需求也有所不同。
对于非永久性需要步行辅具进行辅助的用户而言，由于其仍具备良好的步行基础，因此其对于步行辅具的需要，除了提供暂时性的障碍辅助之外，如何协助用户能在愈后回复和往常生活一样的行走模式，更是这些用户在使用辅具时相当重要的一个目标。特别是，用户于骨骼结构尚未结实或肌肉支撑力量不足的情况下，往往会为了避免疼痛而以不正确的姿势或施力方式进行行走，在这样的状况下，相当容易造成用户的关节稳定性破坏、肌群之间力量失衡，甚至是使下肢的骨关节或肌肉产生二次或另外的伤害或病变等，如此一来都可能会让用户的愈后情况不佳甚至更糟。因此，理想的步行辅具不仅要足以作为良好的支撑及辅助行走工具，更要能引导用户以正确的方式进行行走，以确保用户于移除步行辅具后的活动质量。
另外，对于永久性依赖步行辅具行走的用户而言，其虽然需要长期的依赖步行辅具行走，但是，若能在依赖步行辅具行走的情况下不断的提升其行走质量的话，用户仍可借由该行动辅具获得更为独立自主的生活，无需过度仰赖他人的协助。其中，提升用户行走质量的方针，除了引导用户以最适化的行走模式行走以外，更可适当的借由步行辅具的辅助加强行走所需肌群的使用，逐步的减少患者对步行辅具所提供的支撑力的依赖。如此一来，患者能利用步行辅具完成更多的事情，在生理上及心理上都能充分的鼓舞且更为健康。
承续前述内容所言，在目前的相关技术领域中，已发展出依预订排程提供用户提示，以做为用户步态训练之用的行走辅具。然而，此类依预订排程进行步态训练的步行辅具无法依照用户当下的操作情况提供最适切的提示，换而言之，当用户因体力或伤痛因素导致无法达到默认排程的进度时，该类步行辅具将会持续提供用户无法达到的目标提示，使步态训练的效果大幅受限。
因此，如何设计一种促进步态活动的辅具不仅能实时的获得用户的使用情况，同时可就用户的操作信息回馈更符合用户生理状态的步行提示，达到促进步态的目的，即成为相关领域中亟需解决的课题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种步态活动促进的电动步行辅具，借由装置的设计可实时的量测到用户于使用步行辅具时的步行状态，并给予用户适当的显示、回馈及提示以提升步态活动促进的效率。
本发明的又一目的在于提供一种步态活动促进的电动步行辅具，借由装置的设计可预先设定一训练目标值，当实时的量测到用户于使用步行辅具时的步行状态时，将预先设定一训练目标值进行比对，计算之间的误差后，给予用户修正后的训练提示以达到步态活动促进的效果。
本发明的又一目的在于提供一种步态活动促进的电动步行辅具，借由装置的设计可提供予用户多种型式的听觉、视觉及触觉回馈，利用多种面向的刺激让用户得以用最正确的步行状态进行训练，以提升步态活动促进的效率。
本发明的又一目的在于提供一种步态活动促进的电动步行辅具的应用方式，借由该应用方式的设计，能实时的获得用户的步态训练情况，并与理论或预设的步态训练情况做比较之后，通过硬件设施给予用户提示让用户参考并进行修正，以达到提升步态活动促进的效率的意义。
为了达到上述的目的，本发明揭示一种步态活动促进的电动步行辅具，其包含：具有至少一移动组件的一支撑主体，一用户区域，该用户区域为邻近该支撑主体的一地面区域，提供一用户站立于其上，此外，该电动步行辅具尚包含至少一步态感测模块及至少一步态引导模块，其均设置于该支撑主体、该用户身体、感测范围可涵盖用户步行活动区域的一任意设置点或其任意的组合之上，该至少一步态感测模块通过一感测手段感测用户的步态活动，获得至少一步态特征信息，并可传递该至少一步态特征信息，而该至少一步态引导模块可接收一指示信息，依其内容提供该用户至少一步态提示，引导该用户施行步态活动，除此之外，该电动步行辅具尚包含一控制系统，其设置于该支撑主体之上，分别与该至少一步态感测模块及该至少一步态引导模块进行通信连接或电性连接，该控制系统接收该至少一步态感测模块传递的该至少一步态特征信息，并将该至少一步态特征信息转换成该指示信息传递至该至少一步态引导模块。
于本发明的一实施例中，其亦揭露该控制系统进一步预先输入一第一训练目标值，并在接收该至少一步态感测模块传递的该至少一步态特征信息之后，比对该至少一步态特征信息与该第一训练目标值获得一误差值，并依照该误差值计算获得一第二训练目标值，转换成该指示信息传递至该至少一步态引导模块。
于本发明的一实施例中，其亦揭露该至少一步态感测模块包含一影像撷取模块、一惯性量测模块、一体感模块、一距离侦测模块、一距离扫描模块、一角度量测模块、一压力感测模块、一足底开关(foot switch)或其任意的组合。
于本发明的一实施例中，其亦揭露该至少一步态特征信息包含站立期(stancephase)持续时间、摆荡期(swing phase)持续时间、双脚支撑期(double support phase)持续时间、脚跟着地(Heel Strike)时间、脚踩平期(Foot Flat)时间、脚跟离地(Heel off)时间、脚趾离地(Toe off)时间、脚部着地顺序、髋关节角度、膝关节角度、骨盆关节方位、踝关节角度、单位时间行走步数、单位时间行走距离、健侧步长、患侧步长、跨步长、步宽、足偏角、步态对称性、重心转移状态、躯干趋向性、支撑底面积(Base of support)、同侧站立期和摆荡期的比例、左右侧站立期和摆荡期的比例、站立期间各分期所占时间百分比或其任意的组合。
于本发明的一实施例中，其亦揭露该至少一步态引导模块包含一听觉步态引导模块、一触觉步态引导模块、一视觉步态引导模块或其任意的组合。
于本发明的一实施例中，其亦揭露该听觉步态引导模块为一扩音装置(speaker)或一耳机装置(Ear phone)。
于本发明的一实施例中，其亦揭露该触觉步态引导模块为一电刺激(electricstimulation)装置、一振动(vibrate) 刺激装置、一轻触 (light touch) 刺激装置、一推抚（stroke）刺激装置、一轻拍 (tapping) 刺激装置、一气流刺激(wind blow)装置或一温度刺激(Temperature Stimulation)装置。
于本发明的一实施例中，其亦揭露该视觉步态引导模块视觉步态引导模块为一投影(Projector)装置、一扩增实境(Augmented Reality)装置、一虚拟现实(virtualReality)装置或一显示(Display)装置。
于本发明的一实施例中，其亦揭露该至少一步态提示的方式包含倒数计时音提示、提示音提示、语音提示、音调变化提示、提示间隔频率提示、文字提示、颜色显影提示、图型显影提示、闪烁速率提示、图型亮度变化提示、震动提示、电刺激提示、温度变化提示、非接触性触觉提示、刺激强度变化提示、轻触(light touch) 提示、推抚（stroke）提示、轻拍(tapping) 提示或其任意的组合。
另外，为了达到上述的目的，本发明揭示一种电动步行辅具的应用方法，其前述的该电动步行辅具，用于以促进用户的步态活动，其步骤包含：该至少一步态感测模块感测获得该用户的该至少一步态特征信息，并传送至该控制系统，接着该控制系统将该至少一步态特征信息转换成该指示信息，并传送至该至少一步态引导模块，最后该至少一步态引导模块依照该指示信息提供该用户至少一步态提示，引导引导该用户施行步态活动。
另外，为了达到上述的目的，本发明亦揭示一种电动步行辅具的应用方法，其前述的该电动步行辅具，用于以促进用户的步态活动，其步骤包含：输入一第一训练目标值至该控制系统，该控制系统传送该第一训练目标值至该至少一步态引导模块，接着该至少一步态引导模块依照该第一训练目标值提供该用户至少一步态提示，引导引导该用户施行步态活动，在用户施行步态活动的过程中，该至少一步态感测模块感测获得该用户的该至少一步态特征信息，并传送至该控制系统，接着该控制系统将该些步态特征信息与该第一训练目标值进行比对，计算获得一误差值，并依照该误差值计算获得一第二训练目标值，转换成该指示信息传递至该至少一步态引导模块，最后该至少一步态引导模块依照该指示信息提供该用户至少一步态提示，引导引导该用户施行步态活动。
附图说明
图1：其为本发明的步态活动促进的电动步行辅具的一较佳实施例的侧视图；
图2：其为本发明的步态活动促进电动步行辅具的应用方法的一较佳实施例的流程图；
图3：其为本发明的步态活动促进电动步行辅具的应用方法的另一较佳实施例的流程图。
图中：
10 电动步行辅具；
11 支撑主体；
13 握持部；
15 移动组件；
17 用户区域；
18 用户；
20 步态感测模块；
21 控制系统；
22 步态引导模块。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
在本发明中，针对现有技术下的辅具无法依照用户当下的操作情况提供最适切的提示，导致步态训练的效果大幅受限的情况，提供一种新颖的步态活动促进的电动步行辅具。借由实时量测用户于使用步行辅具时的步行状态，动态调整用户于步态活动下的促进训练内容让训练成效更为贴近用户的需求，以达到训练效率的优化；另外，本发明所提供的电动步行辅具亦可借由装置的设计提供用户多种型式的听觉、视觉及触觉回馈，不仅得以以更为多元的模式进行多种训练，用户更能利用多种面向的刺激得以用最正确的步行状态进行训练，以提升步态活动促进的效率。
因此，本发明提供一步态活动促进的电动步行辅具结构，其设置有至少一步态感测模块，该些步态感测模块可实时量测一用户步行状态的相关数据，作为系统判断该用户步态活动状态的依据；再者，本发明亦提供一控制系统，其不仅能将感测到的至少一步态特征信息转换成指示信息对至少一步态引导模块进行指示，更可针对该步态感测模块收集到的用户数据与该控制系统预先设定的一理论数据进行比对并获得一误差值，依照该误差值判断用户当下的步行训练状态并给予修正动作的提示，以达到实时精进用户训练效率的目的；最后，本发明提供至少一步态引导模块，利用多种型式的听觉、视觉及触觉回馈，达到本发明所提供的电动步行辅具以更为多元的提示方式提供多种训练模式，更可以让用户更能利用多种面向的刺激得以用最正确的步行状态进行训练，以提升步态活动促进的效率。
基于上述方针，以下针对本发明所提供的步态活动促进的电动步行辅具所包含的组件、性质、其组合方式及其相互作动关系，进行进一步的说明：
请参阅本发明的发明图式第一图，其为本发明所提供的步态活动促进的电动步行辅具，其中一较佳实施例的侧视图，如图所示，该电动步行辅具10包含有一支撑主体11，该支撑主体11具有至少一移动组件15提供该支撑主体11进行平面移动的功能，且该支撑主体11与邻近该支撑主体11的一地面区域定义有一用户区域17，提供一用户18站立于其上，此外，本发明亦提供至少一步态感测模块20，该些步态感测模块20通过一感测手段感测该用户步态活动的各项细节，并传递该用户的至少一步态特征信息至该电动步行辅具上设置的一控制系统21，该控制系统21其与该步态感测模块20进行通信连接或电性连接，该控制系统21接收该些步态特征信息后，可选择直接将该些步态特征信息转换为一指示信息，或是将该些步态特征信息与其已预先建立的一第一训练目标值进行比对并计算出一误差值，依照该误差值产生一第二训练目标值后同样转换为一指示信息。最后该指示信息传送至与该控制系统21通信连接或电性连接的至少一步态引导模块22，该些步态引导模块22接收该控制系统21的该指示信息后，依其内容提供该用户一步态提示，引导该用户施行符合默认目标的步态活动。
其中，所述的该支撑主体11用以支撑该用户18，提供该用户18于操作时的身体控制性，以利该用户18专注于步态活动的训练当中，或是提供作为用户克服日常生活中行走障碍的辅助，而为了提供该用户18握持时充足的磨擦力，该支撑主体可进一步设置有一握持部13；另外，该支撑主体之上设置有至少一移动组件15，该些移动组件15可协助该支撑主体11以更为省力且平顺的方式进行平面方向上的移动，其与该控制系统21进行电性连接，因此，该些移动组件15除了能经由该用户18本身的施力进行操控之外，亦可受该控制系统21的控制而产生自主性的移动，而该些移动组件15可为至少一轮组件、至少一履带轮组件或多个滚动轴组件，但并不以此为限；最后，本发明所提供的该支撑主体11，其邻近的一地面区域可定义为一用户区域17，提供该用户站立于其上，让该用户18能搭扶于该支撑主体11之上以进行步行活动或步行训练。
除此之外，该支撑主体11上亦具有充足的空间提供该些步态感测模块20、该控制系统21或该些步态引导模块22进行设置，以达到本发明所提供的该电动步行辅具10促进步态活动的目的，以下，则对该些模块的组件性质、功能及其相互作动关系进行说明。
首先，本发明所提供的至少一步态感测模块20，其可设置于该支撑主体11之上、该用户18身上、感测范围可涵盖用户步行活动区域的一任意设置点或其任意的组合，并通过一感测手段感测该用户18的步态活动中的各项细节，并传递该用户18的至少一步态特征信息至该控制系统21进行后续的运算转换处理，借由该些步态感测模块20的设置，本发明所提供的电动步行辅具10可实时性的观察该用户步态训练的状态，作为后续修正用户步态活动的基础。
其中，所述的步态活动是该用户于步行时身体特点的一种周期性现象，在正常的步态活动模式中，两足依次分别向前迈步或承受身体重量，并在对侧下肢向前迈步时保持身体平衡，进行流畅的连贯运动。其中，用以评估步行状态是否正常流畅的特征因素可大致分类为用户的步幅、步态周期、步频、步速及足部支撑力度等信息，经由一种或多种的特征因素组合判断出用户的步态活动情况。
承续前段所述，所谓的步幅是指行走时同侧脚连续行走两步时两足跟之间的距离，其反映的是步态活动中的对称性与稳定性，通常依赖行动辅具的使用族群其步幅会较短；而所谓的步态周期，是指在行走时，同一只脚的脚跟接触 (Heel contact) 到地面直到下一次同边的脚跟又再次接触到地面的瞬间的过程，其可以再细分为站立期(StandPhase)、摆荡期(Swing Phase)及双脚支撑期(double support phase)等，正常人站立期占整个步态周期的60%，摆荡期占整个步态周期的40%，而通常依赖行动辅具的使用族群其站立期会较长且摆荡期变短；另外，所谓步频为每分钟内行走的步数，其反映的是步态的节奏性，其与代表单位时间内行走距离的步速(velocity)具有极高的相关性，而通常依赖行动辅具的使用族群具有较慢的步频及步速；最后，所谓的足部支撑力度是指于支撑期时脚底的承重力度，其对于步态活动过程中的稳定度息息相关，依赖行动辅具的使用族群往往其足部支撑力度较为不足，影响行走过程中的平衡及韵律感，上述每一项因素皆为评估步态活动好坏的重要参考指标。
因此，为了精准的观察、定义及判断该用户的步态活动状态，本发明所提供的该至少一步态特征信息包含站立期(stance phase)持续时间、摆荡期(swing phase)持续时间、双脚支撑期(double support phase)持续时间、脚跟着地(Heel Strike)时间、脚踩平期(Foot Flat)时间、脚跟离地(Heel off)时间、脚趾离地(Toe off)时间、脚部着地顺序、髋关节角度、膝关节角度、骨盆关节方位、踝关节角度、单位时间行走步数、单位时间行走距离、健侧步长、患侧步长、跨步长、步宽、足偏角、步态对称性、重心转移状态、躯干趋向性、支撑底面积(Base of support)、同侧站立期和摆荡期的比例、左右侧站立期和摆荡期的比例、站立期间各分期所占时间百分比或其任意的组合；通过多种面向的观测数据，可更为客观且准确的判断用户的步态活动状态，方能在该控制系统21进行运算转换处理之后，给予用户最为实时且贴近需要的步态引导。然而本发明所提供的该些步态特征信息并不以此为限，任何符合本发明精神的信息来源皆应受本发明的限制。
一般而言，步态特征的信息主要以足底受力数据(如：受力位置、受力转移状态及承受的压力值)，时间数据(如：迈步所需时间，摆动时间等)以及空间数据(如：关节角度，步幅等)为主，若仅用单一类型的步态感测模块进行量测将无法完整的观察到整个步态活动的样态。因此，为了准确获取该些步态特征信息，勾勒出用户于步态活动中完整的状态，本发明所提供的该些步态感测模块20以多种原理的感测装置进行组合，以避免遗漏任何能客观分析用户步态活动的信息。例如：利用力学类型的感测模块，可以精准的量测到足底各个位置的受力数据以及感受到受力的时间，而利用光学类型的感测模块时，除了能以最直观的方式观察每一个步伐的空间状态之外，亦能间接获得步行活动中任一时期的时间关系，同时亦可计算到脚部在进行步行活动时各个关节受力。因此，基于上述的描述，本发明所提供的该些步态感测模块20可包含一影像撷取模块、一惯性量测模块、一体感模块、一距离侦测模块、一距离扫描模块、一角度量测模块、一压力感测模块、一足底开关(foot switch)或其任意的组合。然而本发明所提供的该些步态感测模块并不以此为限，任何符合本发明精神的装置皆应受本发明的限制。
接着，本发明所提供的该至少一步态引导模块22，其可设置于该支撑主体11之上、用户18身上、感测范围可涵盖用户步行活动区域的一任意设置点上或其任意的组合，并与该控制系统21以通信连接或电性连接的方式进行连接，借以接收该控制系统21所发出的该指示信息，使该至少一步态引导模块22依其指示内容提供该用户一步态提示，引导该用户施行符合默认目标的步态活动。
其中，所述的无线通信连接以无线电通信、光通信、声通信或电磁感应等方式进行远距离信号传输的连接方式。其可施行的方式包含Wi-Fi、蓝牙通信及无线传感器网络(Wireless sensor network)等，但本发明所提供的无线通信连接方式并不以此为限。
其中，该些步态引导模块22给予用户该步态提示的方法，主要利用听觉、触觉或视觉的方式进行，因应不同的修正项目，如：用户的步幅、步态周期、步频、步速及脚部的承重力度等参数，挑选适合的提示方式以进行对应的步态促进训练的引导。举例而言，该些步态引导模块22可借由规律的声音提示引导用户以合适的步态周期进行步行活动，或是以光线投影的方式引导用户以正确的步幅行走，又或是以震动回馈的方式确保用户于站立期间(Stance phase) 时对足部提供足够的承重。借由多种感官型式的步态引导回馈设计，能提供用户更多元的步行训练型态，并能更全面的评估用户的步行状态。基于上述原则，本发明所提供的该至少一步态提示的方式包含倒数计时音提示、提示音提示、语音提示、音调变化提示、提示间隔频率提示、文字提示、颜色显影提示、图型显影提示、闪烁速率提示、图型亮度变化提示、震动提示、电刺激提示、温度变化提示、非接触性触觉提示、刺激强度变化提示、轻触(light touch) 提示、推抚（stroke）提示、轻拍(tapping) 提示或其任意的组合。
承续上段所述，本发明所提供的该些步态引导模块22除了可针对不同修正项目挑选适合的提示方式进行引导之外，亦可针对同一个修正项目以多个提示方式进行步态促进训练的引导。举例而言，当用户在进行步态周期的促进训练时，该些步态引导模块22可同时提供将文字提示显示于显示屏幕、传送语音提示至用户配戴的耳机以及从鞋垫给予用户震动提示等提示方式，告知用户脚步如何正确移动，以达到准确训练的目的。利用此种提示方式，用户能避免单一提示信息接收延迟而导致用户的操作与目标训练动作不合拍的情况，在进行单一训练动作时获取不同感官上的提示及刺激，得以用最正确的步行状态进行训练，另外，当身体感官都在接收同一个目标动作的提示信息时，亦能让用户更为专心一致的投入训练环境当中，有效提升步态活动促进的效率。
基于上述原则，本发明所提供的该些步态引导模块22为一听觉步态引导模块、一触觉步态引导模块、一视觉步态引导模块或其任意的组合。其中，该听觉步态引导模块为一扩音装置(speaker) 或一耳机装置(Ear phone)；该触觉步态引导模块为一电刺激(electric stimulation)装置、一振动(vibrate) 刺激装置、一轻触 (light touch) 刺激装置、一推抚（stroke）刺激装置、一轻拍 (tapping) 刺激装置、一气流刺激(wind blow)装置或一温度刺激(Temperature Stimulation)装置；该视觉步态引导模块为一投影(Projector)装置、一扩增实境(Augmented Reality)装置、一虚拟现实(virtual Reality)装置或一显示(Display)装置。然而本发明所提供的该些步态引导模块并不以此为限，任何符合本发明精神的装置皆应受本发明的限制。
最后，本发明的电动步行辅具亦提供一控制系统21，其设置于该支撑主体11之上，且与该些移动组件15电性连接，借由上述的设置方式，使该控制系统21得以依循其设定的内容对该些移动组件15进行控制，进而控制该电动步行辅具10依用户需求进行合适的移动；另外，该控制系统21亦与该至少一步态感测模块20以及该至少一步态引导模块22以通信连接或电性连接的方式进行连接，利用此一设置方式，使该控制系统21能有效的从该至少一步态感测模块20接收有关用户步态活动的该些步态特征信息，从而对该些步态特征信息直接进行信号转换，或对其进行比对及分析，再将其传递至该些步态引导模块22。
其中，该控制系统21控制该些移动组件15的方式，为手动控制或自动控制。所述的手动控制，由用户输入正常人的步态活动数值或预定的一第一训练目标值至该控制系统21，接着该控制系统21则依循该第一训练目标值的需求控制该些移动组件15的移动方向及速率等参数，以达成用户的训练目标；而所述的自动控制，指该控制系统21先行设定一第一训练目标值，当该控制系统21经由通信连接或电性连接的方式接收该至少一步态感测模块20所递送的该些步态特征信息后，将该些步态特征信息与其已预先建立的一第一训练目标值进行比对并计算出一误差值，依照该误差值产生一第二训练目标值，并转换为一指示信息以自动控制该些移动组件15的移动方向及速率等参数，以达成可动态调整用户的训练目标的目的。
同理，该控制系统21同样以上述的方式控制该些步态引导模块22，当用户直接输入一第一训练目标值时，该控制系统则会依循该第一训练目标值的需求传递一指示信息至该些步态引导模块22，要求其提供符合该第一训练目标值的至少一步态提示；又或者，该控制系统21能在该些步态感测模块20感测得该些步态特征信息后，直接转换或于比对修正预先输入的训练目标值之后转换为一指示信息，要求该些步态引导模块22提供符合指示信息的至少一步态提示，以达成可动态调整用户的训练目标的目的。
其中，该控制系统21进行比对运算的方式，预先储存有一组正常人的步态活动数值，或由用户依照个人需求或医疗人员指示先行输入一第一训练目标值，并控制该电动步行辅具依照该第一训练目标值进行操作。在操作的过程中，当该控制系统接收自该至少一步态感测模块20所传递而来的该些步态特征信息时，会将该些步态特征信息相互比对之后，获得可评估步态活动的基础参数，例如：每分钟的行走步数、每秒的步行移动公尺数、承重时间、承重重量或每一步的步长距离等，接着与已建立于该控制系统21中的数值进行比对后，观察其于各项评估步态活动的相关参数中，超出或不足的比例，获得一误差值，并借由该误差值评估产生一第二训练目标值，再转换为一指示信息要求该些步态引导模块22提供符合该第二训练目标值的至少一步态提示，回馈予该用户。
又其中，本发明所提供的该指示信息可依用户步态活动的促进目标不同，而选择为一实时回馈指示信息或一目标引导指示信息。所述的该实时回馈指示信息，是一种将该些步态感测模块所感测到的用户步态情况直接的回馈给用户知悉的指示信息，借由该实时回馈指示信息能让用户充分了解自身的使用情况，并针对该实时回馈指示信息做出对应的调整；而所述的目标引导指示信息，针对该些步态感测模块目前所感测到的用户步态情况后，提供其修正指示，其可为一特定比例的转换修正或是经由控制系统比对修正转换的指示信息，该指示信息可传输至该些步态引导模块对用户进行修正步态的引导，促进用户的步态活动情况并提升训练效率。
以下针对本发明的步态活动促进的电动步行辅具的应用方法中，所使用的组件、装置性质及其操作方式进行进一步的说明：
请参阅图2，其为本发明的一实施例的步态活动促进的电动步行辅具应用方法的方法流程图，如图所示，该电动步行辅具的应用方法其步骤如下：
步骤S14：该至少一步态感测模块感测获得该用户的该至少一步态特征信息，并传送至该控制系统；
步骤S16：该控制系统将该至少一步态特征信息转换成该指示信息，并传送至该至少一步态引导模块；
步骤S18：该至少一步态引导模块依照该指示信息提供该用户至少一步态提示，引导该用户施行步态活动。
如图示S14的步骤，本发明所提供的电动步行辅具的应用方法中，借由该至少一步态感测模块的设置，可对该用户的该至少一步态特征信息进行感测，用以实时性的观察用户的步态活动情况，并将感测获得的至少一步态特征信息传送至该控制系统，提供充足的信息让该控制系统进行比对运算。
其中，该些步态感测模块主要以力学类型的感测模块及光学类型的感测模块对足底受力数据、时间数据(如：迈步所需时间，摆动时间等)或是空间数据(如关节角度，步幅等)为主的步态特征信息进行感测，而该些步态感测模块设置的装置种类及数量并不仅限于一种，借由多个不同感测原理的感测装置进行组合，不仅可提高该些步态感测模块分析用户步态活动的能力，也让后续该控制系统进行信号的分析比对时有更高的准确率。基于上述的描述，本发明所提供的该至少一步态感测模块包含一影像撷取模块、一惯性量测模块、一体感模块、一距离侦测模块、一距离扫描模块、一角度量测模块、一压力感测模块、一足底开关(foot switch)或其任意的组合。
其中，所述的该至少一步态特征信息为该用户于步态活动时，具有周期规律性的身体特征，其包含了该用户的步幅、步态周期、步频、步速及足部支撑力度等步行状态，而为了精准的观察、定义及判断上述的步态活动特征，本发明所感测的该至少一步态特征信息包含站立期(stance phase)持续时间、摆荡期(swing phase)持续时间、双脚支撑期(double support phase)持续时间、脚跟着地(Heel Strike)时间、脚踩平期(Foot Flat)时间、脚跟离地(Heel off)时间、脚趾离地(Toe off)时间、脚部着地顺序、髋关节角度、膝关节角度、骨盆关节方位、踝关节角度、单位时间行走步数、单位时间行走距离、健侧步长、患侧步长、跨步长、步宽、足偏角、步态对称性、重心转移状态、躯干趋向性、支撑底面积(Base of support)、同侧站立期和摆荡期的比例、左右侧站立期和摆荡期的比例、站立期间各分期所占时间百分比或其任意的组合；通过多种面向的观测数据，可更为客观且准确的判断用户的步态活动状态，方能在该控制系统进行运算转换处理之后，给予用户最为实时且贴近需要的步态引导。然而本发明所提供的该些步态特征信息并不以此为限，任何符合本发明精神的信息来源皆应受本发明的限制。
如图示S16的步骤，本发明所提供的电动步行辅具应用方法中，当该控制系统从该至少一步态感测系统接收该至少一步态特征信息之后，可随即将该至少一步态特征信息转换成该指示信息，并传送至该至少一步态引导模块。
其中，本实施例中的该指示信息直接的向该用户回馈其目前的步态活动情况，并可以是一正向回馈或反向回馈。所谓正向回馈，是该指示信息将目前所感测到的步态活动结果直接无歧义的传达给该用户知道，举例而言，当该压力感测模块于足底开始感测到压力时，则开始由该控制系统指示一亮灯的指示信息提供予用户知悉，直至其不再感受到压力为止；反之，所谓的负向回馈，是指该指示信息将该电动步行辅具原本提供给该用户的提示进行遮蔽，借由从提示被遮蔽的状态回复的时间长短，让用户了解自己步态活动的情况。举例而言，假设用户身上的振动装置都会在摆荡期(Swing phase)之间持续给予用户震动提示，此时，当设置于用户足底的压力感测模块开始感测不到压力时，则该控制系统开始给予遮蔽该震动的指示信息，直到用户完成摆荡期且足底的压力感测模块再次感测到压力为止，若用户于实际步行的摆荡期后仍感受到震动，则表示其摆荡期持续的较理想摆荡期的时间来得短，并由用户自行评估是否进行修正。
承续上段内容，本实施例中的该指示信息亦可依用户步态活动的促进目标不同，而选择为一实时回馈指示信息或一目标引导指示信息。所述的该实时回馈指示信息，是一种将该些步态感测模块所感测到的用户步态情况直接的回馈给用户知悉的指示信息，借由该实时回馈指示信息能让用户充分了解自身的使用情况，并针对该实时回馈指示信息做出对应的调整；而所述的目标引导指示信息，是针对该些步态感测模块目前所感测到的用户步态情况后，直接提供其修正指示，其可为一特定比例的转换修正，举例而言，在用户的步态活动过程中提示用户如何修正目前的步态活动达到目标值，并于该用户达到该目标值后又会持续的提供下一个高于用户目前活动状态的目标值，并重复上述的过程，不断测试用户的极限直到用户的步态活动状态与正常人相同，或无法配合步态引导的修正为止。
如图示S18的步骤，本发明所提供的电动步行辅具应用方法中，该至少一步态引导模块在接收到从该控制系统所传递的该指示信息后，随即依照该指示信息提供该用户至少一步态提示，作为引导该用户施行步态活动之用。此时，该用户可直接从该些步态提示的内容中实时了解自己步态活动情况，并自行评估是否因应该些步态提示的内容进行修正。
其中，该步态引导模块主要利用听觉、触觉或视觉的方式进行引导该用户施行步态活动，其可针对不同修正项目挑选最适合的提示方式进行引导，或是可针对同一个修正项目以多个提示方式进行步态促进训练的引导。当用户接受该些步态引导装置的提示进行步态促进训练时，其步态活动的各种细节都能以更为正确的方式进行训练，同时当身体感官都在接收同一个目标动作的提示信息时，亦能让用户更为专心一致的投入训练环境当中，有效提升步态活动促进的效率。
因此，本发明所提供的电动辅具应用方法中，以一听觉步态引导模块、一触觉步态引导模块、一视觉步态引导模块或其任意的组合进行提示引导。其中，该听觉步态引导模块为一扩音装置(speaker)或一耳机装置(Ear phone)；该触觉步态引导模块为一电刺激(electric stimulation)装置、一振动(vibrate) 刺激装置、一轻触 (light touch) 刺激装置、一推抚（stroke）刺激装置、一轻拍 (tapping) 刺激装置、一气流刺激(wind blow)装置或一温度刺激(Temperature Stimulation)装置；该视觉步态引导模块为一投影(Projector)装置、一扩增实境(Augmented Reality)装置、一虚拟现实(virtual Reality)装置或一显示(Display)装置。而提供的该至少一步态提示的方式包含倒数计时音提示、提示音提示、语音提示、音调变化提示、提示间隔频率提示、文字提示、颜色显影提示、图型显影提示、闪烁速率提示、图型亮度变化提示、震动提示、电刺激提示、温度变化提示、非接触性触觉提示、刺激强度变化提示、轻触(light touch) 提示、推抚（stroke）提示、轻拍(tapping) 提示或其任意的组合。
接着，请参阅图3，其为本发明的另一较佳实施例的步态活动促进的电动步行辅具应用方法的方法流程图，如图所示，该电动步行辅具的应用方法其步骤如下：
步骤S21：输入一第一训练目标值至该控制系统；
步骤S22：该控制系统传送该第一训练目标值至该至少一步态引导模块；
步骤S23：该至少一步态引导模块依照该第一训练目标值提供该用户至少一步态提示，引导该用户施行步态活动；
步骤S24：该至少一步态感测模块感测获得该用户的该至少一步态特征信息，并传送至该控制系统；
步骤S25：该控制系统将该些步态特征信息与该第一训练目标值进行比对，计算获得一误差值；
步骤S26：该控制系统依照该误差值计算获得一第二训练目标值，转换成该指示信息传递至该至少一步态引导模块；
步骤S28：该至少一步态引导模块依照该指示信息提供该用户至少一步态提示，引导该用户施行步态活动。
本实施例所提供的电动步行辅具的应用方法与前一实施例技术上的差别在于，在本实施例当中，用户先于该控制系统中输入一目标训练值，用户依循该目标训练值施行步态活动之后，再由该些步态感测模块感测用户的步行状态，递送至该控制系统后，与该目标训练值进行比较及修正后，可提供一个较为符合用户目前步行状况的训练模式，达到促进步态活动的目的。
如步骤S21的步骤，本实施例所提供的电动步行辅具的应用方法中，用户使用该电动步行辅具时，可预先输入一第一训练目标值至该控制系统。其中，该第一训练目标值可为一正常人的步态活动数值，或是由医生或用户针对复建进度或自我期许所设定的一目标值。举例而言，一正常人的步频约为每分钟90至120次，步长约35至40公分，则于复建后期的一用户可选择以此一数据作为该第一训练目标值，为日后脱离电动步行辅具进行准备。
如步骤S22的步骤，本实施例所提供的电动步行辅具的应用方法中，该控制系统接受完用户所输入的该第一训练目标值后，随即将该第一训练目标值转换成该指示信息，并传送至该至少一步态引导模块。如同前一实施例所述的该指示信息，本实施例所提供额指示信息同样是一种直接指示该些步态引导模块如何做动的信息，举例而言，当该第一训练目标值为每分钟步行100次时，则所转换的该指示信息可为要求该耳机装置发出频率为每分钟100次的提示音，或为指示投影装置发出频率为每分钟闪烁100次的灯光，端看该电动步行辅具所设置的该些步态引导模块种类进行决定。而所述的该至少一步态引导模块的种类、配置及功能皆与前一实施例相同，于此不在赘述。
如步骤S23的步骤，本实施例所提供的电动步行辅具的应用方法中，该至少一步态引导模块在接收到来自该控制系统的该指示信息后，即开始依照该指示信息的内容，提供该用户至少一步态提示，引导该用户施行步态活动。其中，该至少一步态提示的形式与前一实施例相同，于此不在赘述。
如步骤S24的步骤，本实施例所提供的电动步行辅具的应用方法中，本实施例的该至少一步态感测模块感测获得该用户的该至少一步态特征信息，并传送至该控制系统，其中，该至少一步态感测模块及该控制系统的设置及其功能皆同于第一实施例，且所感测的该至少一步态特征信息类型亦与第一实施例相同，故于此不再赘述。
如步骤S25的步骤，本实施例所提供的电动步行辅具的应用方法中，该控制系统在接收该些步态特征信息后，先将该些步态特征信息与于步骤S21中所预先输入的该第一训练目标值进行比对，计算获得一误差值，该误差值所表示的含意指目前用户的步行状态与用户所预期的步行状态的差距，若用户目前的步行状态超乎原先设定的该第一训练目标值时，该误差值为一正值，反之，若用户目前的步行状态不足于原先设定的该第一训练目标值时，则误差值为一负值，而当用户目前的步行状态与该第一训练目标值差距越大时，则该误差值的绝对值则越大，而误差值的数值则会影响到后续修正处理的方针。
如步骤S26的步骤，本实施例所提供的电动步行辅具的应用方法中，该控制系统在比对出该误差值之后，并依照该误差值计算获得一第二训练目标值，转换成该指示信息传递至该至少一步态引导模块。其中，该第二训练目标值的选择与该误差值的数值相关，当该误差值的绝对值差距不大时，表示用户的使用状态与目标相去不远，因此，该第二训练目标值可与原来的该第一训练目标值相同，让该用户持续以原训练目标进行训练；另外，当该误差值为一正值时，表示目前用户的复建进度超前，则该第二训练目标值可较该第一训练目标值大幅提升，动态提供用户另一个复健的目标；或者，当该误差值为一负值时，表示用户目前的步行状态无法达到默认的训练目标值，则该第二训练目标值可向下进行修正，而其向下修正的方式可不限于修正至一个定值，其亦可修正成逐步增加的一动态训练目标值，依用户的步态活动情形逐步增加，以达到促进步态活动的目的。
另一方面，该第二训练目标值同样可以为一种重复修正并进行提供的目标值，于该用户达到该目标值后又会持续的提供下一个高于用户目前活动状态的目标值，并重复上述的过程，不断测试用户的极限直到用户的步态活动状态与正常人相同，或无法配合步态引导的修正为止。最后，该控制系统依照该第二训练目标值转换成该指示信息，并传送至该至少一步态引导模块。
如步骤S28的步骤，本实施例所提供的电动步行辅具的应用方法中，该至少一步态引导模块依照该指示信息提供该用户至少一步态提示，引导该用户施行步态活动。其中，该至少一步态引导模块的设置及其功能同于第一实施例，且所提供的至少一步态提示类型亦与第一实施例相同，故于此不再赘述。
综上所述，本发明确实提供一种有效促进步态活动训练的电动步行辅具及其应用方法，借由在电动步行辅具上设置至少一步态感测模块，可实时性的感测到用户于使用状态下的各个步态特征信息，提供作为该控制系统进行运算分析的参考数据，使电动步行辅具的运作更为贴近用户的需求；另外，藉由该控制系统的设置，其不仅可直接性的接收步态感测模块的信息回馈给用户知悉，更可与其预先设定的第一训练目标值进行比对并因应用户的操作情况给予适切的修正，促进用户步态活动训练的效率；最后，借由设置多重感官的步态引导模块，能让用户以多种提示来源确认自己步行动作的确实程度，并塑造高专注力的训练环境，让用户以最正确的步行状态进行训练，进而以提升步态活动促进的效率。鉴此，本发明所提供的发明确实具有相较于现有技术更为卓越精进的功效，符合专利申请所需的要求。
以下，以具体实施的范例作为此发明的组织技术内容、特征及成果的阐述之用，并可据以实施，但本发明的保护范围并不以此为限。
【实施例1】
以视觉显示训练的方式促进用户的足部承重状态
本实施例提供一种促进步态活动的电动步行辅具，其结构包含具有至少一移动组件的一支撑主体，该支撑主体电性连接有一控制系统，并与其邻近的地面区域形成一用户区域供用户站立于其上，另外，该促进步态活动的电动步行辅具以无线通信的方式设置有一压力感测模块于用户的足底作为步态感测模块之用，并设置一显示设备于该支撑主体之上并与该控制系统进行电性连接，作为步态引导模块之用。
用户先于一控制系统输入一默认的足部承重的总时间，该控制装置并将该默认的承重总时间以中空的直方图的形式显示于该显示设备上，当用户开始进行步态训练时，设置于用户足部鞋垫上的一压力传感器开始量测用户的足部于站立期(Stance Phase)的承重总时间，并将感测结果以无线传输的方式传递至设置于该电动步行辅具上的该控制系统中。该控制系统会将足底承重的过程以动态(如：将直方图填满)的形式，实时的反应给用户了解其足部承重的状态，同时亦感测结果与预先输入的承重总时间进行比对之后获得一误差值，该控制系统并将该误差值换算为一校正的训练目标值(例如：实际测量值+10微秒)，并将该校正的训练目标值传送至一显示设备，该显示设备接受该指示信息后，利用修正显示设备上直方图长度的方式，显示符合该修正训练目标值的直方图长度，以提示用户理想的站立期承重时间，并持续由该压力传感器量测用户的数据，重复上述步骤直到用户步态活动的实际测量值与预先输入的理想训练值相互吻合为止。
【实施例2】
以声音提示训练的方式促进用户的足部承重状态
本实施例提供一种促进步态活动的电动步行辅具，其结构包含具有至少一移动组件的一支撑主体，该支撑主体电性连接有一控制系统，并与其邻近的地面区域形成一用户区域供用户站立于其上，另外，该促进步态活动的电动步行辅具以无线通信连接的方式设置有一压力感测模块于用户的足底作为步态感测模块之用，并设置一耳机装置于该用户之上并与该控制系统进行无线通信连接，作为步态引导模块之用。
当用户开始利用所提供的电动步行辅具进行步态训练时，设置于用户足部鞋垫上的一压力传感器开始量测用户的足部于站立期(Stance Phase)每一个时点所承受的压力值，并将感测结果以无线传输的方式传递至设置于该电动步行辅具上的该控制系统中。该控制系统将足底所测得的压力值依其量测数值转换为不同频率的声波，当测得的压力值越大时声波的声音频率也将越高，并将该声波经由无线传输传送至用户配带的耳机装置，让用户实时了解其在行走时足部的承重状况，并进行参考后自行修正，当用户持续进行步态活动时，电动步行辅具亦会持续由该压力传感器量测用户的数据，并重复上述步骤直到用户步态活动的实际测量值与理想训练值相互吻合为止。
【实施例3】
以触觉提示的方式训练促进用户的足部承重状态
本实施例提供一种促进步态活动的电动步行辅具，其结构包含具有至少一移动组件的一支撑主体，该支撑主体电性连接有一控制系统，并与其邻近的地面区域形成一用户区域供用户站立于其上，另外，该促进步态活动的电动步行辅具以无线通信连接的方式设置有一压力感测模块于用户的足底作为步态感测模块之用，并设置一震动手环装置及一震动鞋垫于该用户身上并与该控制系统进行无线通信连接，作为步态引导模块之用。
用户先于一控制系统输入一默认的脚步承重力度，当用户开始进行步态训练时，设置于用户足部鞋垫上的一压力传感器开始量测用户的足部于站立期(Stance Phase)的承重力度，并将感测结果以无线传输的方式传递至设置于该电动步行辅具上的该控制系统中。该控制系统测得的承重力度达到预设的脚步承重力度时，该控制系统经由无线传输传送一震动信号至用户配带的手环及鞋垫装置，通过手环及鞋垫装置给予的震动让用户了解其在行走时足部的承重状况已达到标准，提示用户迈出下一个脚步，再持续由该压力传感器量测用户的数据，重复上述步骤直到用户步态活动的实际测量值与理想训练值相互吻合为止。
【实施例4】
以视觉显示的方式训练促进用户的步态活动平衡状态
本实施例提供一种促进步态活动的电动步行辅具，其结构包含具有至少一移动组件的一支撑主体，该支撑主体电性连接有一控制系统，并与其邻近的地面区域形成一用户区域供用户站立于其上，另外，该促进步态活动的电动步行辅具以无线通信连接的方式设置有一体感装置，其于感测范围可涵盖用户步行活动区域的一设置点上进行设置作为步态感测模块之用，并设置一显示设备于该支撑主体之上并与该控制系统进行电性连接，作为步态引导模块之用。
当用户开始进行步态训练时，设置于感测范围可涵盖用户步行活动区域的一设置点上的一体感装置开始量测用户的足部于站立期(Stance Phase)及摆荡期各自的经历时间，并将感测结果以无线传输的方式传递至设置于该电动步行辅具上的该控制系统中。当该控制系统接收到脚跟着地(Heel Strike)的体感信号后开始通知设置于该电动步行辅具上的一显示设备开始计时，并于接收到脚趾离地(Toe off)之后通知该显示设备停止计时，让用户了解自己的步行状态。同时，借由接收另一脚的脚跟着地(Heel Strike)及脚趾离地(Toe off)的体感信号，并与前一脚的相关数据进行交叉比对之后，亦可于显示设备上显示两脚之间脚跟着地(Heel Strike)的时间差，让用户了解其在行走时的左右脚承重比例，进而了解自己步态活动的平衡状态，再持续由该体感装置量测用户的数据，重复上述步骤直到用户步态活动的实际测量值与理想训练值相互吻合为止。
【实施例5】
以声音提示的方式训练促进用户的足部承重时间
本实施例提供一种促进步态活动的电动步行辅具，其结构包含具有至少一移动组件的一支撑主体，该支撑主体电性连接有一控制系统，并与其邻近的地面区域形成一用户区域供用户站立于其上，另外，该促进步态活动的电动步行辅具以无线通信连接的方式设置有一压力感测模块于用户的足底作为步态感测模块之用，并设置一耳机装置于该用户之上并与该控制系统进行无线通信连接，作为步态引导模块之用。
用户先于一控制系统输入左右脚分别默认的步伐频率，并依左右脚的步伐频率不同设定不同的着地持续秒数，传送至设置于用户身上的一耳机装置依照该着地持续秒数给予持续性的提示音，当用户开始进行步态训练时，设置于用户足部鞋垫上的一压力传感器开始量测用户的脚跟着地(Heel Strike)及脚趾离地(Toe off)的感测信号，并将感测结果以无线传输的方式传递至设置于该电动步行辅具上的该控制系统中。当该控制系统接收到脚跟着地的信息时，则开始遮蔽中断该耳机装置的提示音，直到该控制系统接收到脚趾离地的感测信号为止。因此，当用户移动左脚时仍听到右脚特有的提示音时，则表示用户的足部承重时间过短，并可能有步伐频率过快的情况，而当用户的承重总时间超过预设的着地持续秒数时，则该控制系统将另外传递一提示音至该耳机装置，提醒用户踏出下一步，最后再持续由该压力传感器量测用户的数据，重复上述步骤直到用户步态活动的实际测量值与理想训练值相互吻合为止。
【实施例6】
以触觉提示的方式训练促进用户的步伐频率
本实施例提供一种促进步态活动的电动步行辅具，其结构包含具有至少一移动组件的一支撑主体，该支撑主体电性连接有一控制系统，并与其邻近的地面区域形成一用户区域供用户站立于其上，另外，该促进步态活动的电动步行辅具以无线通信连接的方式设置有一压力感测模块于用户的足底作为步态感测模块之用，并设置一震动手环装置及一震动鞋垫于该用户身上并与该控制系统进行无线通信连接，作为步态引导模块之用。
用户先于一控制系统输入左右脚分别默认的步伐频率，当用户开始进行步态训练时，控制系统会在左右脚应该进行跨步时，分别给予设置于用户身上的一振动手环装置或一振动鞋垫装置一震动提醒，借以提示用户需要进行跨部，同时，藉由设置于用户足部鞋垫上的一压力传感器开始量测用户的脚跟着地(Heel Strike)及脚趾离地(Toe off)的感测信号，并将感测结果以无线传输的方式传递至设置于该电动步行辅具上的该控制系统中。该控制系统将压力传感器感测到的数值计算转换成实际的步伐频率，并将结果与预先输入的步伐频率进行比对之后获得一误差值，该控制系统并将该误差值换算为一校正的振动间隔数值，并将该校正的振动间隔频率传送至该振动手环装置或该振动鞋垫装置，该些振动装置接受该指示信息后，开始修正其振动之间隔频率，用以提示用户何时应该进行跨步以维持理想的站立期承重时间，并持续由该压力传感器量测用户的数据，重复上述步骤直到用户步态活动的实际测量值与预先输入的理想训练值相互吻合为止。
【实施例7】
以视觉提示的方式训练促进用户的步幅
本实施例提供一种促进步态活动的电动步行辅具，其结构包含具有至少一移动组件的一支撑主体，该支撑主体电性连接有一控制系统，并与其邻近的地面区域形成一用户区域供用户站立于其上，另外，该促进步态活动的电动步行辅具以无线通信连接的方式设置有一影像捕获设备，其于感测范围可涵盖用户步行活动区域的一设置点上进行设置作为步态感测模块之用，并设置一投影装置于该支撑主体之上并与该控制系统进行电性连接，作为步态引导模块之用。
当用户开始进行步态训练时，设置于感测范围可涵盖用户步行活动区域的一任意设置点的一影像捕获设备开始量测用户的步幅(Stride length)，并将感测结果以无线传输的方式传递至设置于该电动步行辅具上的该控制系统中。当该控制系统接收到用户经过一个步态循环的步幅距离后，自动传送一指示信息至该投影装置，投影装置投影出一修正步伐的基线，并于该基线的前方区域投影出绿色区块，于该基线的后方区域投影出红色区块，提示并诱导用户向基线或其后方的绿色区域踩踏以进行步伐距离的提升训练，并于每一次的步态循环中提供用户超过前一次步幅距离20%的目标提示距离，并于用户的步态活动过程中不断的提供此一超乎用户步态活动能力的目标值，并以该投影装置提示用户如何修正目前的步态活动达到目标值，不断测试用户，直到用户的步态活动状态与正常人相同，或无法配合步态引导的修正为止。藉由此一实施例，可让用户于没有治疗师陪同的状况下，不断调整并找到最适合用户的训练目标，以达到随时随地皆可进行步态活动促进训练的方便性。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。
Claims (25)
1.一种步态活动促进的电动步行辅具，其特征在于，包含：
一支撑主体，该支撑主体具有至少一移动组件；
一用户区域，为邻近该支撑主体的一地面区域，提供一用户站立于其上；
至少一步态感测模块，其设置于该支撑主体、该用户身体、感测范围可涵盖用户步行活动区域的一任意设置点或其任意的组合之上，该至少一步态感测模块通过一包含以声音和光线投影的方式的感测手段感测用户的步态活动，获得至少一步态特征信息，并可传递该至少一步态特征信息；
至少一步态引导模块，其设置于该支撑主体、该用户身体、引导范围可涵盖用户步行活动区域的一任意设置点或其任意的组合之上，该至少一步态引导模块可接收一指示信息，并依该指示信息的内容提供该用户至少一步态提示，引导该用户施行步态活动；及
一控制系统，其设置于该支撑主体之上，分别与该至少一步态感测模块及该至少一步态引导模块进行通信连接或电性连接，该控制系统接收该至少一步态感测模块传递的该至少一步态特征信息，并将该至少一步态特征信息转换成该指示信息传递至该至少一步态引导模块，其中该控制系统进一步预先输入一第一训练目标值，并在接收该至少一步态感测模块传递的该至少一步态特征信息之后，比对该至少一步态特征信息与该第一训练目标值获得一误差值，并依照该误差值计算获得一第二训练目标值，转换成该指示信息传递至该至少一步态引导模块。
2.根据权利要求1所述的步态活动促进的电动步行辅具，其特征在于，其中该至少一步态感测模块包含一影像撷取模块、一惯性量测模块、一体感模块、一距离侦测模块、一距离扫描模块、一角度量测模块、一压力感测模块、一足底开关或其任意的组合。
3. 根据权利要求1所述的步态活动促进的电动步行辅具，其特征在于，其中该至少一步态特征信息包含站立期 持续时间、摆荡期持续时间、双脚支撑期 持续时间、脚跟着地时间、脚踩平期时间、脚跟离地时间、脚趾离地时间、脚部着地顺序、髋关节角度、膝关节角度、骨盆关节方位、踝关节角度、单位时间行走步数、单位时间行走距离、健侧步长、患侧步长、跨步长、步宽、足偏角、步态对称性、重心转移状态、躯干趋向性、支撑底面积、同侧站立期和摆荡期的比例、左右侧站立期和摆荡期的比例、站立期间各分期所占时间百分比或其任意的组合。
4.根据权利要求1所述的步态活动促进的电动步行辅具，其特征在于，其中该至少一步态引导模块包含一听觉步态引导模块、一触觉步态引导模块、一视觉步态引导模块或其任意的组合。
5.根据权利要求4所述的步态活动促进的电动步行辅具，其特征在于，其中该听觉步态引导模块为一扩音装置或一耳机装置。
6. 根据权利要求4所述的步态活动促进的电动步行辅具，其特征在于，其中该触觉步态引导模块为一电刺激装置、一振动刺激装置、一轻触刺激装置、一推抚刺激装置、一轻拍刺激装置、一气流刺激装置或一温度刺激装置。
7.根据权利要求4所述的步态活动促进的电动步行辅具，其特征在于，其中该视觉步态引导模块视觉步态引导模块为一投影装置、一扩增实境装置、一虚拟现实装置或一显示装置。
8.根据权利要求1所述的步态活动促进的电动步行辅具，其特征在于，其中该至少一步态提示的方式包含倒数计时音提示、提示音提示、语音提示、音调变化提示、提示间隔频率提示、文字提示、颜色显影提示、图型显影提示、闪烁速率提示、图型亮度变化提示、震动提示、电刺激提示、温度变化提示、非接触性触觉提示、刺激强度变化提示、轻触提示、推抚提示、轻拍提示或其任意的组合。
9.一种电动步行辅具的应用方法，其使用权利要求1所述的该电动步行辅具，用于以促进一用户的步态活动，其特征在于，其步骤包含：
该至少一步态感测模块感测获得该用户的该至少一步态特征信息，并传送至该控制系统；
该控制系统将该至少一步态特征信息转换成该指示信息，并传送至该至少一步态引导模块；及
该至少一步态引导模块依照该指示信息提供该用户至少一步态提示，引导该用户施行步态活动。
10.根据权利要求9所述的电动步行辅具的应用方法，其特征在于，其中该指示信息为一实时回馈指示信息或一目标引导指示信息。
11.根据权利要求9所述的电动步行辅具的应用方法，其特征在于，其中该至少一步态感测模块包含一影像撷取模块、一惯性量测模块、一体感模块、一距离侦测模块、一距离扫描模块、一角度量测模块、一压力感测模块、一足底开关或其任意的组合。
12.根据权利要求9所述的电动步行辅具的应用方法，其特征在于，其中该至少一步态特征信息包含站立期持续时间、摆荡期持续时间、双脚支撑期持续时间、脚跟着地时间、脚踩平期时间、脚跟离地时间、脚趾离地时间、脚部着地顺序、髋关节角度、膝关节角度、骨盆关节方位、踝关节角度、单位时间行走步数、单位时间行走距离、健侧步长、患侧步长、跨步长、步宽、足偏角、步态对称性、重心转移状态、躯干趋向性、支撑底面积、同侧站立期和摆荡期的比例、左右侧站立期和摆荡期的比例、站立期间各分期所占时间百分比或其任意的组合。
13.根据权利要求9所述的电动步行辅具的应用方法，其特征在于，其中该至少一步态引导模块包含一听觉步态引导模块、一触觉步态引导模块、一视觉步态引导模块或其任意的组合。
14.根据权利要求13所述的电动步行辅具的应用方法，其特征在于，其中该听觉步态引导模块为一扩音装置或一耳机装置。
15.根据权利要求13所述的电动步行辅具的应用方法，其特征在于，其中该触觉步态引导模块为一电刺激装置、一振动刺激装置、一轻触刺激装置、一推抚刺激装置、一轻拍刺激装置、一气流刺激装置或一温度刺激装置。
16.根据权利要求13所述的电动步行辅具的应用方法，其特征在于，其中该视觉步态引导模块视觉步态引导模块为一投影装置、一扩增实境装置、一虚拟现实装置或一显示装置。
17.根据权利要求9所述的电动步行辅具的应用方法，其特征在于，其中该至少一步态提示的方式包含倒数计时音提示、提示音提示、语音提示、音调变化提示、提示间隔频率提示、文字提示、颜色显影提示、图型显影提示、闪烁速率提示、图型亮度变化提示、震动提示、电刺激提示、温度变化提示、非接触性触觉提示、刺激强度变化提示、轻触提示、推抚提示、轻拍提示或其任意的组合。
18.一种电动步行辅具的应用方法，其使用权利要求2所述的该电动步行辅具，用于以促进一用户的步态活动，其特征在于，其步骤包含：
输入一第一训练目标值至该控制系统；
该控制系统传送该第一训练目标值至该至少一步态引导模块；
该至少一步态引导模块依照该第一训练目标值提供该用户至少一步态提示，引导该用户施行步态活动；
该至少一步态感测模块感测获得该用户的该至少一步态特征信息，并传送至该控制系统；
该控制系统将该些步态特征信息与该第一训练目标值进行比对，计算获得一误差值；
该控制系统依照该误差值计算获得一第二训练目标值，转换成该指示信息传递至该至少一步态引导模块；及
该至少一步态引导模块依照该指示信息提供该用户至少一步态提示，引导该用户施行步态活动。
19.根据权利要求18所述的电动步行辅具的应用方法，其特征在于，其中该至少一步态感测模块包含一影像撷取模块、一惯性量测模块、一体感模块、一距离侦测模块、一距离扫描模块、一角度量测模块、一压力感测模块、一足底开关或其任意的组合。
20. 根据权利要求18所述的电动步行辅具的应用方法，其特征在于，其中该至少一步态特征信息包含站立期持续时间、摆荡期持续时间、双脚支撑期持续时间、脚跟着地时间、脚踩平期时间、脚跟离地时间、脚趾离地(Toe off)时间、脚部着地顺序、髋关节角度、膝关节角度、骨盆关节方位、踝关节角度、单位时间行走步数、单位时间行走距离、健侧步长、患侧步长、跨步长、步宽、足偏角、步态对称性、重心转移状态、躯干趋向性、支撑底面积、同侧站立期和摆荡期的比例、左右侧站立期和摆荡期的比例、站立期间各分期所占时间百分比或其任意的组合。
21.根据权利要求18所述的电动步行辅具的应用方法，其特征在于，其中该至少一步态引导模块包含一听觉步态引导模块、一触觉步态引导模块、一视觉步态引导模块或其任意的组合。
22.根据权利要求21所述的电动步行辅具的应用方法，其特征在于，其中该听觉步态引导模块为一扩音装置或一耳机装置。
23.根据权利要求21所述的电动步行辅具的应用方法，其特征在于，其中该触觉步态引导模块为一电刺激装置、一振动刺激装置、一轻触刺激装置、一推抚刺激装置、一轻拍刺激装置、一气流刺激装置或一温度刺激装置。
24.根据权利要求21所述的电动步行辅具的应用方法，其特征在于，其中该视觉步态引导模块视觉步态引导模块为一投影装置、一扩增实境装置、一虚拟现实装置或一显示装置。
25. 根据权利要求18所述的电动步行辅具的应用方法，其特征在于，其中该至少一步态提示的方式包含倒数计时音提示、提示音提示、语音提示、音调变化提示、提示间隔频率提示、文字提示、颜色显影提示、图型显影提示、闪烁速率提示、图型亮度变化提示、震动提示、电刺激提示、温度变化提示、非接触性触觉提示、刺激强度变化提示、轻触提示、推抚提示、轻拍(tapping) 提示或其任意的组合。
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