CN112999492A - 一种认知障碍康复训练系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种认知障碍康复训练系统及方法,其包括有三维视觉显示装置、声音输出设备、交互装置和中央处理器,通过对视听一体化处理过程进行训练,从根本上解决认知及运动功能下降的问题。本发明的认知障碍康复训练方法充分利用运动输出前需先将输入的感觉进行统合的特点研发本方法使患者用户进行视觉、听觉及运动的一体化训练,从而有效改善患者认识及运动功能。

Description

一种认知障碍康复训练系统及方法
技术领域
本发明涉及康复训练技术领域,特别是涉及一种影响运动功能的认知障碍康复训练系统及方法。
背景技术
认知是人脑接受外界信息,经过加工处理,转换成内在的心理活动,从而获取知识或应用知识的过程,认知包括了记忆、语言、视空间、执行、计算和理解判断等方面。认知障碍是指上述几项认知功能中的一项或多项受损,并影响个体的日常或社会能力,其中,运动功能认知障碍占有较大的比例。目前针对运动功能认知障碍的所有康复训练系统均基于直接训练认知及平衡功能的理论进行。例如,现在Biomaster虚拟情景互动评估与训练系统直接使用认知任务让患者进行活动,视觉为主的认知刺激,未进行感觉一体化训练。又如卓道医疗及傅里叶智能康复应用的康复任务训练也是以注意、记忆、空间操作等认知任务进行上肢功能训练,2019年柳叶刀发表的Rodgers等人的进行了770名受试者的研究发现,对于卒中后中重度上肢功能受限患者,机器人辅助训练与常规护理相比,并无优越性。对于老年人及认知障碍患者等运动能力下降的人群而言,之前研究多认为是由于衰老或疾病所导致的平衡功能及肌肉功能下降等下游运动系统的问题,故而多数训练方案集中于平衡及肌肉力量的训练,可这样的训练方案效果甚微,不能很好地改善患者认知及运动功能。
因此,针对现有技术中的存在问题,亟需提供一种有效改善患者认识及运动功能的康复训练系统及方法技术显得尤为重要。
发明内容
本发明的目的在于避免现有技术中的不足之处而提供有效改善患者认识及运动功能的康复训练系统。
本发明的目的通过以下技术方案实现:
提供一种认知障碍康复训练系统,其包括有三维视觉显示装置、声音输出设备、交互装置和中央处理器,
三维视觉显示装置和声音输出设备接收中央处理器信号进行工作;
交互装置包括有多个压力传感器和载体,多个压力传感器安装于载体;压力传感器将信号传递给中央处理器。
优选的,三维视觉显示装置为头戴式立体显示器,声音输出设备为三维声音输出系统。
优选的,载体为平面层状物,压力传感器安装于载体的上表面的下方。
优选的,多个压力传感器分别设置为载体的不同方向的位置。
本发明的另一目的在于避免现有技术中的不足之处而提供有效改善患者认识及运动功能的康复训练方法。
本发明的另一目的通过以下技术方案实现:
提供一种认知障碍康复训练方法,应用于如上述的认知障碍康复训练系统,包括有以下步骤:
(1)用户穿戴好三维视觉显示装置和声音输出设备;
(2)中央处理器向三维视觉显示装置和声音输出设备发出信号;
(3)三维视觉显示装置向用户显示画面,声音输出设备播放声音;
(4)用户根据画面和声音提示运动;
(5)交互装置的多个压力传感器将预设时间的压力信号传输给中央处理器;
(6)中央处理器进行数据处理判断,并将判断结果通过三维视觉显示装置和/或声音输出设备反馈给用户。
其中,步骤(6)中,中央处理器处理计算获得的判断结果为用户是否触到目标的压力传感器。
优选的,假若步骤(6)中的判断结果为用户没有触到目标的压力传感器,则重复步骤(2)和(5)直至用户触到目标压力传感器。
本发明的有益效果:
本发明认知障碍康复训练系统,其包括有三维视觉显示装置、声音输出设备、交互装置和中央处理器,三维视觉显示装置和声音输出设备接收中央处理器信号进行工作;交互装置包括有多个压力传感器和载体,多个压力传感器安装于载体;压力传感器将信号传递给中央处理器。相对于现有技术,本发明同时结合了视听一体化处理训练及有氧训练的优点,在进行有氧运动的同时对感觉一体化处理过程进行干预,以改善患者认知及运动功能。通过对视听一体化处理过程进行训练,从根本上解决认知及运动功能下降的问题。
本发明的认知障碍康复训练方法包括有以下步骤:(1)用户穿戴好三维视觉显示装置和声音输出设备;(2)中央处理器向三维视觉显示装置和声音输出设备发出信号;(3)三维视觉显示装置向用户显示画面,声音输出设备播放声音;(4)用户根据画面和声音提示运动;(5)交互装置的多个压力传感器将预设时间的压力信号传输给中央处理器;(6)中央处理器进行数据处理判断,并将判断结果通过三维视觉显示装置和/或声音输出设备反馈给用户。随着研究的推进,目前发现造成各种疾病状态(包括轻度认知障碍等)运动能力下降的原因可能在于感觉一体化处理能力的降低,从而进一步影响了下游的认知和运动处理过程。而感觉一体化处理即大脑将不同感觉器官(2种或以上)输入的相同内容的信息进行整理融合的过程,综合分析,建立运动方案,之后激活相应的肌肉进行活动。本发明充分利用运动输出前需先将输入的感觉进行统合的特点研发本方法使患者用户进行视觉、听觉及运动的一体化训练,从而有效改善患者认识及运动功能。
附图说明
利用附图对本发明做进一步说明,但附图中的内容不构成对本发明的任何限制。
图1是传统训练模式;
图2是本发明的训练模式;
图3是本发明的认知障碍康复训练方法的示意图。
图4是本发明的认知障碍康复训练系统的示意图。
在图1至图4中包括有:
1——传感器;2——中央处理器;3——三维视觉显示装置和声音输出设备。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
本实施例的认知障碍康复训练系统,其包括有三维视觉显示装置、声音输出设备、交互装置和中央处理器,其中,三维视觉显示装置为头戴式立体显示器,声音输出设备为三维声音输出系统。三维视觉显示装置和声音输出设备接收中央处理器信号进行工作。
交互装置包括有多个压力传感器和载体,多个压力传感器安装于载体,并且多个压力传感器分别设置为载体的不同方向的位置。;压力传感器将信号传递给中央处理器。
一种认知障碍康复训练方法,应用于如上述的认知障碍康复训练系统,包括有以下步骤:
(1)用户穿戴好三维视觉显示装置和声音输出设备;
(2)中央处理器向三维视觉显示装置和声音输出设备发出信号;
(3)三维视觉显示装置向用户显示画面,声音输出设备播放声音;
(4)用户根据画面和声音提示运动;
(5)交互装置的多个压力传感器将预设时间的压力信号传输给中央处理器;
(6)中央处理器进行数据处理判断,并将判断结果通过三维视觉显示装置和/或声音输出设备反馈给用户。
其中,步骤(6)中,中央处理器处理计算获得的判断结果为用户是否触到目标的压力传感器。
实施例2
本实施例的主要技术方案与实施例1基本相同,在本实施例中未作解释的特征,采用实施例1中的解释,在此不再进行赘述。本实施例中,载体为平面层状物,压力传感器安装于载体的上表面的下方。
实施例3
本实施例的主要技术方案与实施例1或者实施例2基本相同,在本实施例中未作解释的特征,采用实施例1或者实施例2中的解释,在此不再进行赘述。本实施例的认知障碍康复训练方法中,假若步骤(6)中的判断结果为用户没有触到目标的压力传感器,则重复步骤(2)和(5)直至用户触到目标压力传感器。
实施例4
本实施例的主要技术方案与实施例1基本相同,在本实施例中未作解释的特征,采用实施例1中的解释,在此不再进行赘述。本实施例以踩地鼠游戏为例详细说明训练过程:患者站在载体上,在患者前方及侧方(也可根据需要设置在后方)具有压力传感器,患者佩戴VR头盔(三维视觉显示装置)和耳机(声音输出设备)。训练时VR所呈现的视觉刺激会显示某个点的位置(如右边的点),此时声音刺激亦会通过频率及响度的变化来指示相应点的位置(如右侧响度大,频率高),在同时接收到视觉和听觉刺激后,患者需根据所给信息去踩踏相应的点,在接收到压力感受器的信号后,中央处理机处理计算结果,将结果以信号形式传递给VR头盔,用户患者可以在VR头盔内看到相应的反馈,得知自己是踩到地鼠还是错过了。
以踩地鼠方式进行三次试验,试验结果如下:
(1)第一次:邀请20名健康年轻人及20名健康老年人进行训练试验,每天训练1次,每次30分钟,一周五天,共进行4周。结果显示,健康年轻人和健康老年人的认知水平和运动能力均和训练开始前无显著差别,但没有跌倒等不良事件的发生。第一次试验的结果表明,健康老年人和健康年轻人可能因为视听统合尚可以对认知和运动功能的下降进行补偿,故而前后结果没有差异。但此次试验结果侧面证明了试验采用的方式是安全的。
(2)第二次:本次试验邀请了20名未参加过试验的健康老年人和20名轻度认知障碍的患者进行与第一次试验相同的试验过程,即每天训练1次,每次30分钟,一周五天,共进行4周。结果显示,轻度认知障碍的老年人在训练后认知功能和运动功能方面都较训练前有显著提高,但健康老年人训练前后无差异,且试验过程中无跌倒等不良事件的发生。本次试验结果表明,此康复训练系统可改善轻度认知障碍患者的认知和运动功能。
(3)第三次:本试验邀请了7名脑卒中患者,进行与第一次试验相同的试验过程,即每天训练1次,每次30分钟,一周五天,共进行4周。试验结果表明,经过了4周的训练,脑卒中患者的认知水平和平衡能力均有所提高,且无跌倒等不良事件发生。本次试验结果表明,此康复训练系统可改善脑卒中患者的认知和运动功能。
最后应当说明的是,以上实施例仅用于说明本发明的技术方案说明而非对权利要求保护范围的限制。本领域的普通技术人员参照较佳实施例应当理解,并可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,但属于本发明技术方案的实质相同和保护范围。

Claims (7)

1.一种认知障碍康复训练系统,其特征在于:包括有三维视觉显示装置、声音输出设备、交互装置和中央处理器,
所述三维视觉显示装置和声音输出设备接收中央处理器信号进行工作;
所述交互装置包括有多个压力传感器和载体,多个压力传感器安装于载体;压力传感器将信号传递给中央处理器。
2.根据权利要求1所述的一种认知障碍康复训练系统,其特征在于:所述三维视觉显示装置为头戴式立体显示器,所述声音输出设备为三维声音输出系统。
3.根据权利要求1所述的一种认知障碍康复训练系统,其特征在于:所述载体为平面层状物,所述压力传感器安装于载体的上表面的下方。
4.根据权利要求1所述的一种认知障碍康复训练系统,其特征在于:多个压力传感器分别设置为载体的不同方向的位置。
5.一种认知障碍康复训练方法,其特征在于:应用于如权利要求1至4任意一项所述的认知障碍康复训练系统,包括有以下步骤:
(1)用户穿戴好三维视觉显示装置和声音输出设备;
(2)中央处理器向三维视觉显示装置和声音输出设备发出信号;
(3)三维视觉显示装置向用户显示画面,声音输出设备播放声音;
(4)用户根据画面和声音提示运动;
(5)交互装置的多个压力传感器将预设时间的压力信号传输给中央处理器;
(6)中央处理器进行数据处理判断,并将判断结果通过三维视觉显示装置和/或声音输出设备反馈给用户。
6.根据权利要求5所述的一种认知障碍康复训练方法,其特征在于:步骤(6)中,所述中央处理器处理计算获得的判断结果为用户是否触到目标的压力传感器。
7.根据权利要求6所述的一种认知障碍康复训练方法,其特征在于:假若步骤(6)中的判断结果为用户没有触到目标的压力传感器,则重复步骤(2)和(5)直至用户触到目标压力传感器。
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