CN108852585B - 一种异常姿态矫正评估训练系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种异常姿态矫正评估训练系统，包括异常姿态矫正装置、信号调理模块、模数转换模块、信号捕捉设备、数据传输模块和数据处理模块、终端和供电装置，异常姿态矫正装置包括传感器；穿戴异常姿态矫正装置运动状态下，传感器的感知信号先经信号调理模块进行调理得到模拟量，再经模数转换模块将模拟量转换为数字量，最后经终端分析评估并展示分析评估结果。运动状态下，信号捕捉设备捕捉传感器的运动感知信号，通过数据传输模块将运动感知信号发送至数据处理模块进行处理后经终端进行三维模型建立，用于使用前后对比。本发明在做到异常姿态矫正的同时，增加了量化指标，对脑损伤及肢体异常患者提供一种安全有效的运动治疗工具。

Description

一种异常姿态矫正评估训练系统

技术领域

本发明涉及人体姿态矫正训练技术领域，尤其涉及一种异常姿态矫正评估训练系统。

背景技术

对于脑瘫、发育迟缓、中风、创伤性脑损伤、脊椎所伤、神经肌肉及运动功能失调或障碍患者大都存在各种各样的姿态异常，如有的小儿脑瘫在肢体上的表现就是走路姿势异常，像脚后跟开始不着地，膝盖不能伸直，足跟出现内旋或是外旋等现象，通常的做法是用手法牵拉，佩带矫形支具，矫形鞋等，也可以用肌肉贴辅助肌力比较弱的一侧增加支持力，最新设计的异常姿态矫正训练系统虽然可以对人体进行全身矫正但是缺点是不能显示力线、拉力，身体姿态前后对比等数据的量化。

现有技术只能做到姿态矫正，操作中主要靠个人经验调整力线分布到达矫正异常姿态的目的。功能单一、缺少量化指标。

发明内容

本发明提供一种异常姿态矫正评估训练系统，在矫正体位及姿态的同时也实现了实时评估、数据记录等功能。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：

一种异常姿态矫正评估训练系统，包括异常姿态矫正装置、信号调理模块、模数转换模块、终端和供电装置，所述异常姿态矫正装置包括传感器，所述终端包括分析评估模型、三维模型和显示设备；

穿戴所述异常姿态矫正装置静止状态下，所述传感器的感知信号先经所述信号调理模块进行调理得到模拟量，再经所述模数转换模块将所述模拟量转换为数字量，最后将所述数字量经所述终端分析评估并展示分析评估结果。

进一步地，所述异常姿态矫正评估训练系统还包括信号捕捉设备、数据传输模块和数据处理模块；

穿戴所述异常姿态矫正装置运动状态下，所述信号捕捉设备捕捉所述传感器的运动感知信号，通过所述数据传输模块将所述运动感知信号发送至所述数据处理模块进行设定处理，将经过所述设定处理后的数据经所述终端进行三维模型建立，并展示所述三维模型建立的三维图像。

进一步地，所述终端运用设定算法对所述分析评估结果进行计算，或者将所述三维模型建立的三维图像与原始检测图像作对比计算，形成矫正方案并进行展示，所述异常姿态矫正装置依据所述矫正方案重新训练人体中枢神经系统。

进一步地，所述终端将分析评估结果、所述三维模型建立的三维图像和矫正方案作为历史训练数据进行存储，用于后续矫正训练时查询。

进一步地，所述异常姿态矫正装置为全身穿戴设计，从头到脚各部件由弹力绳连接为一个整体，所述各部件由帽子、背心、短裤、膝关节垫、肘关节垫、手套和鞋子组成。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明具有如下有益效果：

(1)本发明是一种安全有效的运动治疗辅助工具，也是唯一能提供正确本体感觉输入的运动训练辅助工具。本发明可以根据回馈机制理论(Feedback Theory)，在穿上姿态矫正装具后，调整矫正个案身体正确姿势与摆位，这些由皮肤感觉，肌肉动作及关节韧带的本体感觉信息经由周围神经传输回大脑，帮助个案大脑重新学习正确的身体姿势与动作，因而使功能障碍个案的中枢神经正常化；

(2)本发明可以配合动作学习理论(Motor LearningTheory)，让受伤的大脑重新学习正确的姿势控制与姿态调整，正确的姿态定向与增强其稳定性，正确的动作形态与动作控制，平衡能力的控制也可随之发展。另外，除增强姿势、动作、平衡的发展与控制外，藉由正常化肌肉张力、提供适当的触觉及感觉刺激输入、增加本体感觉输入，从而提高呼吸的流畅和深度，并刺激声音的输出，对激发语言发声及表达能力提高有所帮助；

(3)穿上姿态矫正装具可以为身体(皮肤，肌肉及关节)提供动态的压缩和负载重力，并未脑瘫，神经肌肉障碍，肌肉骨骼障碍，脑中风患者，脊髓损伤患者以及脑损伤患者带来帮助；

(4)通过传感器、光学信号等信息采集，通过计算机设计的模型计算出力线分布，力线调整拉力，身体姿态图形、运动轨迹等信息记录，分析评估功能状态，打印报告；

(5)运用动作捕捉技术对使用前后姿态对比，评估；

(6)显示屏以图片形式显示标准动作，情景互动反馈训练：设计有动画引导患者训练，最大限度诱发主动运动能力。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种异常姿态矫正评估训练系统的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。

本发明实施例提供一种异常姿态矫正评估训练系统，如图1所示，包括异常姿态矫正装置、信号调理模块、模数转换模块、终端和供电装置，所述异常姿态矫正装置包括传感器，所述终端包括分析评估模型、三维模型和显示设备；

异常姿态矫正评估训练系统是对脑瘫、神经肌肉障碍、肌肉骨骼障碍、脑中风、脊髓损伤以及脑损伤患者提供一种安全有效的运动治疗工具，包括帽子(在帽子边沿附着有特制连接环带)、背心(附着有T形连接钩及特制连接环带)、短裤(附着有T形连接钩及有与背心相连的插扣)、膝关节垫(附着有T形连接钩及特制连接环带)、肘关节垫(附着有T形连接钩及特制连接环带)、手套附着有T形连接钩)、鞋(特制连接环带)、特制连接弹性绳，安全挂钩组成。在肩部，腰部，骨盆等部位安装有不锈钢挂环。

穿上姿态矫正装具能够对患者带来以下帮助：A.在静态姿势及动态动作或移位时提供正常的体位及姿态。B.重新训练中枢神经系统，使异常肌张力正常化，以便新进功能的再学习。C.降低异常病理反射的影响D.恢复生理性协同运动模式E.增加关节主动运动活动度，提高肌力及耐力F.改善身体的功能及活动技巧，已达到生活独立自主的目标。

姿态异常矫正装具设计是全身穿戴，从头到脚由特制弹力绳连接为新的整体，根据回馈机理理论，穿戴的个案身体正确姿势及摆位，这些由皮肤感觉，肌肉动作及关节韧带的本体感觉信息经由周围神经传输回大脑，帮助个案大脑重新学习正确的身体姿势与动作，因而是功能障碍个案的中枢神经正常化。配合动作学习理论,让受伤的大脑重新学习正确的姿态控制与姿势调整、正确的姿势定向与增强其稳定性、正确的动作形态与动作控制、平衡能力的控制也可以随之发展。

穿戴所述异常姿态矫正装置静止状态下，所述传感器的感知信号先经所述信号调理模块进行调理得到模拟量，再经所述模数转换模块将所述模拟量转换为数字量，最后将所述数字量经所述终端分析评估并展示分析评估结果。

通过传感器、光学信号等信息采集，通过计算机设计的模型计算出力线分布，力线调整拉力，身体姿态图形、运动轨迹等信息记录，分析评估功能状态，打印报告。

基本原理：传感器→信号处理电器→A/D转换→分析评估→打印并显示分析报告。

异常姿态矫正评估训练系统还包括信号捕捉设备、数据传输模块和数据处理模块；

穿戴所述异常姿态矫正装置运动状态下，所述信号捕捉设备捕捉所述传感器的运动感知信号，通过所述数据传输模块将所述运动感知信号发送至所述数据处理模块进行设定处理，将经过所述设定处理后的数据经所述终端进行三维模型建立，并展示所述三维模型建立的三维图像。

所述终端运用设定算法对所述分析评估结果进行计算，或者将所述三维模型建立的三维图像与原始检测图像作对比计算，形成矫正方案并进行展示，所述异常姿态矫正装置依据所述矫正方案重新训练人体中枢神经系统。

运用动作捕捉技术对使用前后姿态对比，评估。

基本原理：传感器→信号捕捉设备→数据传输模块→数据处理设备→三维模型(对使用前后姿态对比，评估)

本实施例中的异常姿态矫正评估训练系统还设计有动画软件对使用者进行动作指导：显示屏以图片形式显示标准动作，设计有动画引导患者训练，最大限度诱发主动运动能力，反馈训练。

所述终端将分析评估结果、所述三维模型建立的三维图像和矫正方案作为历史训练数据进行存储，用于后续矫正训练时查询。

评估方案，软件，数据记录，培训以及技术支持的综合系统。可以使任何医疗场所在很短时间内，就能开始提供专业有效的肢体功能障碍康复治疗技术服务。

终端具有彩色触摸屏幕，一个强大的处理器以及无线网络组成。病人通过无线射频识别技术进行识别。这个系统容易使用而且显示内容很清楚。病人在训练中能得到实时的生物反馈。使用触摸屏的测试界面，物理治疗师可以很容易地现场进行等长和运动幅度测试，测试结果也可以实时在屏幕上显示。

所有的测试和训练数据都自动通过无线网络传输到服务器，而且在世界的任何地方都能通过《动态疗法》专业网络客户端查询和使用这些数据。

在本实施例中，运动捕捉是要测量、跟踪、记录物体在三维空间中的运动轨迹。

传感器是固定在运动物体特定部位的跟踪装置；

信号捕捉设备负责位置信号的捕捉。对于机械系统来说是一块捕捉电信号的线路板，对于光学系统则是高分辨率红外摄像机。

数据传输模块将大量的运动数据从信号捕捉设备快速准确地传输到计算机系统进行处理，而数据传输模块就是用来完成此项工作的。

数据处理设备捕捉到的数据需要修正、处理后还要有三维模型向结合才能完成计算机动画制作的工作，这就需要我们应用数据处理软件或硬件来完成此项工作。软件、硬件是借助计算机对数据高速的运算能力来完成数据的处理，使三维模型真正、自然地运动起来。

综上所述，本发明实施例所述的异常姿态矫正评估训练系统具备以下功能：

1、提供静态及动态正常体位及姿态同时可以进行时时评估。

2、重新训练神经系统，使异常肌张力正常化，以便进行新功能的学习。

3、降低异常病理反射的影响。

4、恢复生理性协同运动模式。

5、增加关节主动活动度，提高肌力和肌耐力。

6、改善身体的功能及活动技巧，以达到生活独自主立的目标。

7、增强功能性活动(坐、爬、跪走，站立平衡，行走等)。

本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种异常姿态矫正评估训练系统，其特征在于，包括异常姿态矫正装置、信号调理模块、模数转换模块、终端和供电装置，所述异常姿态矫正装置包括传感器，所述终端包括分析评估模型、三维模型和显示设备；

穿戴所述异常姿态矫正装置静止状态下，所述传感器的感知信号先经所述信号调理模块进行调理得到模拟量，再经所述模数转换模块将所述模拟量转换为数字量，最后将所述数字量经所述终端分析评估并展示分析评估结果；该分析评估结果包括力线分布、力线调整拉力、身体姿态图形和运动轨迹；

所述异常姿态矫正评估训练系统还包括信号捕捉设备、数据传输模块和数据处理模块；

穿戴所述异常姿态矫正装置运动状态下，所述信号捕捉设备捕捉所述传感器的运动感知信号，通过所述数据传输模块将所述运动感知信号发送至所述数据处理模块进行设定处理，将经过所述设定处理后的数据经所述终端进行三维模型建立，并展示所述三维模型建立的三维图像；

所述终端运用设定算法对所述分析评估结果进行计算，或者将所述三维模型建立的三维图像与原始检测图像作对比计算，形成矫正方案并进行展示，所述异常姿态矫正装置依据所述矫正方案重新训练人体中枢神经系统。

2.根据权利要求1所述的异常姿态矫正评估训练系统，其特征在于，

所述终端将分析评估结果、所述三维模型建立的三维图像和矫正方案作为历史训练数据进行存储，用于后续矫正训练时查询。

3.根据权利要求2所述的异常姿态矫正评估训练系统，其特征在于，所述异常姿态矫正装置为全身穿戴设计，从头到脚各部件由弹力绳连接为一个整体，所述各部件由帽子、背心、短裤、膝关节垫、肘关节垫、手套和鞋子组成。

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