CN111149171A - 用于进行镜像疗法的装置及相应的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于进行镜像疗法的装置(1)，包括：相机(10)，其用于拍摄患者(2)的健康肢体(3)；工作表面(30)，患者(2)将其健康肢体(3)或患肢定位在其上；屏幕(20)，其用于显示定位在工作表面(30)上并且由摄像机(10)拍摄的健康肢体(3)的图像，所述屏幕(20)防止患者(2)直接看到其在工作表面(30)上的健康肢体(3)或受影响肢体；以及支撑结构(40)，其连接到工作表面(30)并且屏幕(20)和摄像机(10)安装在其上。根据本发明，所述装置(1)包括固定在屏幕(20)后面的镜子(60)，摄像机(10)拍摄在镜子(60)中反射的健康肢体(3)，并且由屏幕(20)显示的图像是所述镜子(60)中的健康肢体(3)的映像。

Description

用于进行镜像疗法的装置及相应的方法
技术领域
本发明涉及用于神经运动的再教育与康复的器械的技术领域。
背景技术
用于神经运动的再教育与康复的用于实施镜像疗法的装置是本技术领域已知的。镜像疗法包括通过光幻象系统来使大脑认为有缺陷的肢体是健康的。
通常，可以使用镜子，使得当患者观看该镜子中的健康肢体的映像时，患者具有移动有缺陷的肢体的印象。因此，借助于大脑的可塑性，神经连接的重构是可能的，这具有用于解决肢体的慢性疼痛或运动缺陷的有利结果。在专利GB 2436150中公开了用于镜像疗法的装置的示例。
最近，已经针对镜像疗法开发了电子装置。这些装置包括摄像机、屏幕和支撑系统，以确保装置的各个元件与患者之间的良好相对定位。因此，肢体的映像被数字地修改过的图像替代。这样的装置例如在专利申请RO130153、US2015313793和CN204016761中公开。
电子装置通常具有在使用之前需要较长的调节时间的缺点。实际上，必须基于每个患者的形态，尤其是受到他/她的缺陷或残疾影响的他/她的体型、仪态、姿势和移动可能性来调节该装置。由于在每次会话时安置患者的大量的时间，该治疗的效率被降低。
此外，幻象的质量通常较一般：其没有复制出与患者在没有该装置的情况下将看到的相同的眼-手视觉。幻象的效力受到不利影响。
发明内容
因此，本发明的目的之一是提出一种易于实施的、具有容易的可调节性的装置。应该注意的是，工作区域必须始终被正确地选择以生成似真的图像，其对于获得形成该疗法的基础的幻象效果来说是必要的。
作为示例，偏瘫的人通常遭受其上肢的肌肉收缩，并且因此难以将其手臂定位在工作台上。因此，需要在拍摄适当的工作区域的同时朝向他们移动屏幕。
在实践中，该技术包括拍摄未遭受收缩的健康肢体。需要能够正确地拍摄患者的放置在台上的健康手臂，然后反转该视频，并在患者的具有收缩的受影响的手臂之上播放该视频。对于该播放阶段，必要的是舒适地安顿患者并且可以提供完美的幻象：即，屏幕上的幻象具有与其受影响的手臂的完美一致性，以便他们相信其受影响的手臂正在正常地移动。
本发明的另一目的是提供一种简单且紧凑的装置。确保良好的总体稳定性也是重要的。
为了解决上述问题，开发了一种装置以进行镜像疗法，所述装置包括：
-摄像机，其用于拍摄患者的健康肢体，
-工作表面，患者将其健康肢体或患肢定位在该工作表面上，
-屏幕，其能够显示定位在工作表面上并被摄像机拍摄的健康肢体的图像，所述屏幕防止患者直接看到其在工作表面上的健康肢体或患肢，以及
-支撑结构，其连接至工作表面并且屏幕和摄像机安装在该支撑结构上。
根据本发明，所述装置包括固定在屏幕后面的镜子，并且摄像机拍摄镜子中映照的健康肢体。由屏幕显示的图像是健康肢体在镜子中的映像。
通过这种方式，所述装置有利于进行镜像疗法所需的调节。使用摄像机非直接地而是经由镜子拍摄健康肢体允许更容易地使装置适应每个患者的需要。
工作表面被设计成在第一记录阶段中舒适地容纳健康肢体，然后在第二播放阶段中舒适地容纳患肢。
在该播放阶段期间，显示在屏幕上的健康肢体的图像叠覆在患者的定位在工作表面上的患肢上。然后患者可以进行锻炼以用于患肢的再教育。
根据特别有利的特征，摄像机、屏幕、镜子以及支撑结构的一部分相对于工作表面可移动，从而形成整体式系统。
由此，所述装置更简单，并且其实施所需要的调节被最小化，同时提供了较大程度的适应灵活性。
优选地，支撑结构可通过被带动的更靠近患者或远离患者移动而相对于工作表面水平地调节。
更优选地，支撑结构可在高度上相对于工作表面调节，以有利于安置患者的患肢(尤其是如果该肢体必须被夹板或泡沫支撑件保持的话)。
根据有利的实施例，在摄像机与镜子之间限定有恒定的距离。优选地，镜子平行于屏幕固定。因此，进一步有利于调节。移动支撑结构足以使患者的眼睛之间的距离等于摄像机与镜子之间的距离。
进一步优选地，在垂直于工作表面并垂直于镜子的平面中限定在工作表面和与屏幕共面的平面之间的角度具有固定的值。甚至更有利地，该角度等于53°。
有利地，所述装置包括执业人员可访问的用于管理/控制工作会话的屏幕。
本发明还涉及一种用于实施如上文所述的装置的方法。
根据本发明，所述方法包括以下步骤：
a)患者将其健康肢体定位在工作表面上；
b)健康肢体映照在镜子中；
c)调节支撑结构，使得患者的眼睛与其健康肢体之间的总光程和摄像机与患者的健康肢体之间的光程相同；
d)摄像机拍摄镜子中健康肢体的映像；
e)患者将其患肢定位在工作表面上；
f)屏幕显示由摄像机拍摄的健康肢体的图像；
g)调节支撑结构，使得显示在屏幕上的健康肢体的图像叠覆在患者的定位在工作表面上的患肢上。
步骤a)、b)、c)和d)构成第一记录阶段，而步骤e)、f)和g)构成第二播放阶段。
附图说明
参考附图，本发明的进一步的特性与优点将从下文仅为了参考并以非限制性方式提供的描述中变得明显，在附图中：
-图1是根据本发明的装置的示意图，其示出了本发明的原理；
-图2是所述装置的示意性轴测图；
-图3是所述装置的正视图；
-图4是所述装置的俯视图；
-图5是所述装置的侧视图；
-图6是所述装置的后视图；
-图7是沿着图4中的线VII-VII的装置的截面图；
-图8是所述装置的透视图，其示出了调节元件。
为了清楚起见，在不同的附图上，相同的元件具有相同的附图标记。
具体实施方式
本发明涉及一种用于进行镜像疗法的装置(1)。
图1示出了所述装置(1)的原理。通过本领域技术人员所知的方式，镜像疗法包括向患者(2)展示他/她的有缺陷的肢体的假图像。在这样的情况下，患者(2)看到他/她的健康肢体(3)的变换图像。因此，大脑认为有缺陷的肢体正在执行实际由健康肢体(3)执行的运动序列。
借助于大脑的可塑性，神经连接的重构是可能的，并且允许获得用于解决肢体的慢性疼痛或运动缺陷的有利结果。上述图像变换可以是在镜子中的映像，该疗法因此得名。
然而，镜子的使用需要患者(2)维持相对不舒适的姿势以正确地看到映像，这极大地限制了治疗会话的持续时间。
在下面的公开内容中，“肢体”表示患者(2)的手臂和/或手。替代地，“肢体”可以是患者(2)的腿和/或脚。
通常，用于镜像疗法的电子装置包括摄像机(10)和屏幕(20)。所述装置包括执行算法的处理器，其允许通过执行对称反射和变形矫正来变换拍摄的图像。然而，实施所述装置需要针对每个患者(2)进行细致的调节，以便获得良好的图像，这依然限制了该疗法本身持续的时间。
为了观察起来似真，需要满足所有下列条件：
-患者(2)的眼睛与他健康肢体(3)之间的总光程以及摄像机(10)与患者(2)的健康肢体(3)之间的光程必须相同；
-由从患者(2)的眼睛延伸至其肢体的视线形成的角度(所述角度相对于工作表面(30)测量)必须与由从摄像机(10)延伸至镜子(60)的视线相对于镜子(60)的法线测量形成的角度相同。
总之，患者(2)通过屏幕(20)看其肢体的视角如同他们正直接地观察其肢体一样。
为了安全、简单且有效地满足这些要求，提出了根据本发明的装置(1)。所述装置(1)包括众所周知的：
-摄像机(10)，其用于拍摄患者(2)的健康肢体(3)；
-工作表面(30)，患者(2)将其健康肢体(3)和/或其患肢定位在该工作表面上；
-屏幕(20)，其能够显示定位在工作表面(30)上并被摄像机(10)拍摄的的健康肢体(3)的图像。屏幕(20)防止患者(2)直接看到其在工作表面上的健康肢体或有缺陷的肢体。
所述装置(1)还包括支撑结构(40)，其连接至工作表面(30)，并且屏幕(20)和摄像机(10)安装在该支撑结构上。支撑结构(40)将在下文中详述。
装置(1)适于由患者(2)自主地或在执业人员(50)的监督下使用，该执业人员可以是医生、物理治疗师或其他健康护理专业人员。尤其可以通过包括操作说明的软件来进行自主操作。执业人员(50)具有另外的专用软件，使得执业人员除了评估疗法的效力之外还能够计划治疗。
根据本发明，镜子(60)固定在屏幕(20)后面。摄像机(10)拍摄映照在镜子(60)中的健康肢体(3)。换句话说，由屏幕(20)显示的图像是健康肢体(3)在所述镜子(60)中的映像。镜子(60)平行于屏幕(20)而固定，以确保已经提及的角度的相等性。
参考图2至图8，现在将描述装置(1)的构造细节。
工作表面(30)优选地是桌子(70)。桌子(70)安装在可调节高度的支腿(72)上，该可调节高度的支腿在其端部处具有脚轮(74)，以便于移动和存放该装置(1)。工作表面(30)由摄像机(10)拍摄。根据产生装置(1)的设计的实验，工作表面(30)的最佳尺寸是在用于使用该装置(1)的患者(2)的左右方向上大约800mm宽，并且在沿着患者(2)与摄像机(10)之间的轴线的方向大约450mm长。
本公开更具体地涉及适于上肢的治疗的装置(1)。当然，装置(1)也可以用于对下肢的镜像疗法。在这种情况下，工作表面(30)被布置得较低，并且其尺寸被相应调节。在该实施例变型中，本发明的原理保持相同，因此将不详细描述结构差异。
支撑结构(40)包括两个部件。固定部件(41)牢固地附接到桌子(70)。可移动部件(46)相对于固定部件(41)铰接。摄像机(10)、屏幕(20)、镜子(60)和可移动部件(46)形成整体式系统。可移动部件(46)包括两个水平元件、引导件(47)和滑动件(48)以及倾斜元件(49)。摄像机(10)布置在用于摄像机(10)的支撑件(12)中，支撑件牢固地附接到可移动部件(46)的滑动件(48)。屏幕(20)和镜子(60)牢固地附接到可移动部件(46)的倾斜元件(49)。
支撑结构(40)可相对于工作表面(30)水平地调节，可移动部件(46)被带动着更靠近患者或更远离患者(2)移动。可以例如借助于滑动导轨(81)进行该调节，从而使得可移动部件(46)能够在引导件(47)和滑动件(48)之间平移。
有利地，屏幕(20)还可侧向调节。该调节可以例如借助于滑动导轨(82)进行，从而能够在牢固地附接至倾斜元件(49)的屏幕(20)与滑动件(48)之间平移。
支撑结构(40)还可相对于工作表面(30)在高度方面调节。为此，固定部件(41)结合有伸缩支脚(42)，从而允许更改可移动部件(46)相对于所述桌子(30)的高度。支脚(42)例如通过螺钉固定到引导件(47)。
治疗师(50)可以基于患者(2)来选择升高或降低可移动部件(46)并且因此升高或降低屏幕(20)(以便舒适地定位患者(2)，尤其是例如其具有夹板或支撑件的受影响的手臂)。
换句话讲，可移动部件(46)的引导件(47)在相对于工作表面(30)的高度方面是可移动的。因此，滑动件(48)也在高度方面是可移动的，并且另外相对于引导件(47)在水平方向上是可平移移动的。最后，倾斜元件(49)在竖直方向和两个水平方向上是可移动的。
重要地指出，屏幕(20)沿着滑动导轨(82)的轴线的侧向调节允许其将肢体在屏幕(20)上的图像定位成与患者(2)的患肢一致，并且这是为了提升幻象。因此，患者(2)以为在屏幕(20)上的是其真实的肢体。
滑动导轨(81)和(82)分别具有调节器转盘(83)和(84)，以在滑动件(47)和元件(48)已被调节后阻挡它们的位置。
为了使用本发明，患者(2)坐在装置(1)前面的椅子上。
会话发生在两个阶段中：第一记录阶段和第二播放阶段。
第一阶段包括以下步骤：
-患者(2)将其健康肢体(3)放置在工作表面(30)上；
-进行调节以确保患者(2)的舒适位置并且使得摄像机(10)能够正确地记录健康肢体(3)的映像。
-记录由健康肢体(3)执行的移动的视频。
-可以执行多次移动，并且分别记录每次移动。
-患者(2)将其健康肢体(3)从工作表面(30)移开。
接下来，系统反转该视频，使得例如右侧肢体能够被显示为左侧肢体。
第二阶段包括以下步骤：
-患者(2)将其患肢放在工作表面(30)上；
-进行调节以确保患者(2)的舒适位置并且使得屏幕(20)上的肢体被显示得与患肢一致，即通过使健康肢体(3)的修改过的图像与患肢的位置叠合。
-在屏幕(20)上启动反转拍摄的显示。
为了更加详细地解释第一阶段的调节，在患者(2)的眼睛与其健康肢体(3)之间的总光程等于摄像机(10)与患者(2)的健康肢体(3)之间的光程(即摄像头(10)与镜子(60)之间的距离和镜子(60)与患者(2)的健康肢体(3)之间的距离)时，认为装置(1)被正确地调节。
当支撑结构(40)被调节时，反射在镜子(60)中的健康肢体(3)被摄像机(10)以与患者(2)观察屏幕(20)上的图像的几何关系相同的几何关系来拍摄。
有利地，执业人员(50)具有安装在臂(57)上的专用屏幕(55)，从而允许其容易地改变其位置。该屏幕(55)使得执业人员(50)能够管理/控制患者(2)的工作会话。
因此，如从前述公开内容中呈现的，根据本发明的装置(1)易于实施，尤其是具有方便的可调节性。应当注意，工作区域总是非常适合于生成似真的图像，以便获得进行所述疗法所需的幻象效果。

Claims (10)

1.一种用于实施镜像疗法的装置(1)，包括：
-摄像机(10)，所述摄像机用于拍摄患者(2)的健康肢体(3)；
-工作表面(30)，患者(2)将其健康肢体(3)或患肢定位在所述工作表面上；
-屏幕(20)，所述屏幕能够显示定位在所述工作表面(30)上并被所述摄像机(10)拍摄的健康肢体(3)的图像，所述屏幕(20)防止患者(2)直接看到其在所述工作表面(30)上的健康肢体(3)或患肢，以及
-支撑结构(40)，所述支撑结构连接至工作表面(30)，并且所述屏幕(20)和所述摄像机(10)安装在所述支撑结构上。
其特征在于，所述装置(1)包括固定在所述屏幕(20)后面的镜子(60)，并且所述摄像机(10)拍摄映照在所述镜子(60)中的健康肢体(3)，并且由所述屏幕(20)显示的图像是健康肢体(3)在所述镜子(60)中的映像。
2.根据权利要求1所述的装置(1)，其特征在于，所述摄像机(10)、所述屏幕(20)、所述镜子(60)和所述支撑结构(40)的一部分(46)相对于所述工作表面(30)是可移动的，从而形成整体式系统。
3.根据前述权利要求中的任一项所述的装置(1)，其特征在于，支撑结构(40)能够通过被带动的更靠近患者(2)或远离患者移动而相对于所述工作表面(30)水平地调节。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的装置(1)，其特征在于，所述支撑结构(40)能够相对于所述工作表面(30)在高度上进行调节。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的装置(1)，其特征在于，在所述摄像机(10)和所述镜子(60)之间限定有恒定的距离。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的装置(1)，其特征在于，所述镜子(60)平行于所述屏幕(20)固定。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的装置(1)，其特征在于，在垂直于所述工作表面(30)并垂直于所述镜子(30)的平面中限定在所述工作表面(30)和与所述屏幕(20)共面的平面之间的角度具有固定的值。
8.根据权利要求7所述的装置(1)，其特征在于，所述角度等于53°。
9.根据前述权利要求的中任一项所述的装置(1)，其特征在于，所述装置包括用于管理/控制工作会话的、执业人员(50)能够访问的屏幕(55)。
10.一种用于实施根据前述权利要求中的任一项所述的装置(1)的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
a)患者(2)将其健康肢体(3)定位在工作表面(30)上；
b)该健康肢体(3)映照在镜子(60)中；
c)调节支撑结构(40)，使得患者(2)的眼睛与其健康肢体之间的总光程等于摄像机(10)与患者(2)的健康肢体之间的光程；
d)摄像机(10)拍摄健康肢体(3)在所述镜子(60)中的映像；
e)患者(2)将其患肢定位在工作表面(30)上；
f)屏幕(20)显示由摄像机(10)拍摄的健康肢体(3)的图像；
g)调节支撑结构(40)，使得显示在屏幕(20)上的健康肢体(3)的图像叠覆在患者(2)的定位在所述工作表面(30)上的患肢上。
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