CN115154995A - 一种适用于mci老年人的居家认知障碍训练装置 - Google Patents

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Abstract

一种适用于MCI老年人的社区居家认知障碍训练装置，包括手机APP、便携跑台和支撑装置；便携跑台包括硬质垫、显示屏、透明履带、语音模块、蓝牙模块；支撑装置包括扶手杆、支撑杆、背带辅助装置；MCI训练者通过手机APP选择不同的训练模式，然后在平衡步行训练过程中根据便携跑台的显示内容以及语音模块发布的认知障碍训练内容作出执行反应；支撑装置通过腋窝背部辅助装置为MCI使用者提供保护机制，防止MCI使用者训练过程中摔倒。本发明利用视、听感觉—动作反应模式对MCI老年人的注意力、记忆力和认知功能给予针对性的锻炼，显著改善MCI老年人的认知功能。

Description

一种适用于MCI老年人的居家认知障碍训练装置
技术领域
本发明涉及康复领域，尤其是涉及一种适用于MCI老年人的居家认知障碍训练装置。
背景技术
随着人类年龄的增长。机体老化不可避免地表现出不同程度的认识功能障碍，比如记忆力减退、执行功能衰退等。执行功能衰退表明大脑对外界信息的储存、加工、提取的能力下降，导致个体认知、学习、言语、执行等功能出现不同程度的障碍。轻度认知障碍(mild cognitive impairment,MCI)是介于正常衰老和痴呆之间的一种中间状态，是一种认知障碍症候群。与年龄和教育程度匹配的正常老人相比，患者存在轻度认知功能减退，但日常能力没有受到明显影响。轻度认知障碍的核心症状是认知功能的减退。有研究显示，利用简单反应速度训练可以有针对性地提高老年人的中枢反应速度、动作过程处理能力、注意力集中程度，进而延缓认知老化和改善老年人的认知功能。
快走、慢跑等有氧运动被证实有利于防治轻度认知障碍，相关研究文献如下：
(1)林榕，颜缘娇，骆钰婷，李红，艺术治疗在老年认知障碍人群中应用的研究进展[J]，中国护理管理，2021，21(8):1240-1244；
(2)王英伟，李秀东，毕雪晶，赵春善，有氧体操运动对社区轻度认知障碍老年人认知功能的影响[J]，中国老年学杂志，2019，39:848-850；
(3)裴俊丽，杨支兰，安慰，许娟，有氧运动对改善轻度认知障碍老年人认知能力效果的系统评价[J]，循证护理，2019,5(5):404-408；
(4)刘东祺，李荣梅，张美琪，陈妍妍，张海平，有氧运动干预老年轻度认知功能障碍的Meta分析[J]，中国组织工程研究，2019，23(35):5727-5731。
但是，现有治疗设备多为手功能或言语功能结合认知障碍训练的设备，例如：
(1)《一种认知障碍训练与评估系统和方法》(CN111081373A)利用基于神经认知心理量表的Web+移动端的认知训练评估方式，提高了认知训练评估的便利性和有效性；
(2)《一种用于认知障碍患者治疗的训练工具》(CN211068606U)提供了一种结构设计合理，能够促进认知障碍患者进行认知思考和手动操作训练，治疗恢复效果好，满足治疗使用需要的用于认知障碍患者治疗的训练工具；
(3)《基于互联网的认知障碍筛查评估和康复训练的系统及方法》(CN113674852A)通过线上和线下结合的方式进行认知障碍的筛查评估和康复训练，且通过至少两次的筛查评估，提高对患者认知障碍情况评估的准确性，有利于根据患者的具体情况推送康复训练方案，提高康复训练方案对患者的康复训练效果；
(4)《认知障碍预测方法及电子设备、存储装置》(CN112086108A)利用语音数据和最终文本进行最终预测，得到测试对象是否存在认知障碍的最终预测结果。
由此可见，现有治疗设备少有将步行与认知障碍治疗在设备中结合的例子，亟需发明一种适用于MCI老年人的与步行运动相结合的认知障碍训练装置。研究表明，适宜老年人的日步行量为2000-9000步/天。出于安全性考量，认知障碍老人常被限制单独外出。通过行走和跑步的形式来对认知障碍进行干预，在训练认知的同时可以较安全的满足日常步行量。
MCI老年人症状较轻，治疗不受重视，长时间会导致病情加重，跑台结合认知障碍训练设备适合轻度认知障碍老年人居家使用，相对于大型医疗设备，更加便利。使认知障碍训练不依赖于医院、康复机构，可在脱离医生及治疗师指导的情况下有效进行。
CN114067955A发明公开了一种基于动作的认知能力训练方法、装置及电子设备，此设备可以提供训练任务，训练任务用于提升目标认知能力并且与动作相关；获取用户执行训练任务时的生理数据；基于生理数据，确定用户执行训练任务的训练评分；该方法能够利用运动促进认知能力的提高，有效提高认知能力训练的效率和效果；但上述设备未考虑到MCI老年人的需求(常见路障认知任务、语音互动等)，不适用于大多数认知障碍老年患者。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题，本申请提供了一种适用于MCI老年人的社区居家认知障碍训练装置，MCI使用者在平衡步行训练过程根据跑台表面或投屏电视图示及语音模块发布的认知障碍训练内容作出执行反应，支撑装置通过腋窝背部辅助装置为MCI使用者提供保护机制，防止MCI使用者训练过程中摔倒。本发明利用视、听感觉—动作反应模式对MCI老年人的注意力、记忆力和认知功能给予针对性的锻炼，显著改善MCI老年人的认知功能(尤其是执行功能)。
本发明的技术方案如下：
一种适用于MCI老年人的社区居家认知障碍训练装置，包括手机APP、便携跑台和支撑装置；
所述手机APP用于控制整个认知障碍训练的执行过程；
所述便携跑台包括硬质垫1、压力传感层5、显示屏2、透明履带3、语音模块、蓝牙模块；按照从下到上的关系，硬质垫1、压力传感层5、显示屏2依次堆叠成一个整体；
所述便携跑台在水平面上的形状为矩形，矩形的长边方向为训练者的行进方向；所述透明履带3沿着行进方向做直线运动，默认的速度为2.88km/h，训练者依据实际情况自行调整合适的速度；透过透明履带3可以看到显示屏2上的图像信息；
所述压力传感层5由若干个压感单元拼接而成；所述压感单元是边长为0.3m的正方形，材料为PVDF高分子膜，通过压电效应来测量训练者踩踏便携跑台时产生的压力，得出的压力测量值通过蓝牙模块传输到手机APP；
所述语音模块通过蓝牙模块接收来自手机APP的指令，并播报语音；
所述显示屏通过蓝牙模块接收来自手机APP的指令，并显示图像信息；
所述支撑装置包括支撑杆和腋窝背带辅助装置；所述支撑装置设置在便携跑台的两条长边上，一个作用是给训练者提供扶手功能，另一个作用是悬挂腋窝背带辅助装置；所述腋窝背带辅助装置用于防止训练者跌倒。
进一步的，所述支撑杆包括2个扶手杆、2个侧面支架和1个顶杆；
所述侧面支架包括1个辅助杆和2个立杆；1个辅助杆和2个立杆连接成“冂”字形状；侧面支架通过立杆连接到便携跑台的长边上，使得立杆垂直于地面、辅助杆平行于地面，并且辅助杆距离地面的高度为1.8m；
便携跑台的两条长边都设置了侧面支架；1个顶杆通过不可拆卸的卡压方式同时与2个侧面支架的辅助杆相连接；
所述腋窝背带辅助装置悬挂在顶杆上；
侧面支架的2个立杆通过可拆卸的螺纹连接方式与扶手杆相连接，使得扶手杆平行于地面，并且扶手杆距离地面的高度为1m。
进一步的，使用方法如下：
S1、打开便携跑台的电源；
S2、打开手机APP并连接便携跑台；
S3、在手机APP上选择训练模式，并点击“开始训练”按钮；所述训练模式包括：静态训练模式、动态训练模式、组合训练模式；
S4、根据便携跑台的语音提示，站上便携跑台，穿戴好腋窝背带辅助装置；
S5、按照语音提示开始认知障碍训练；
S6、按照语音提示结束认知障碍训练，脱下腋窝辅助装置并离开便携跑台；
S7、在手机APP查看训练数据记录并提供给医生；所述训练数据记录包括但不限于：训练模式、训练时间、认知正确率。
进一步的，所述静态训练模式包括：乱中有序、接住小球；
所述乱中有序的步骤如下：
S411、便携跑台的显示屏(2)上随机出现42个数字，其中14个数字为7及7的倍数，另外28个数字为100以内任意自然数；
S412、训练者在60s内按从大到小的顺序依次选择14个数字；选择方法为用脚踩踏数字，连续踩踏两次为选中，在选中的基础上连续踩踏两次为取消选择；
所述接住小球的步骤如下：
S421、便携跑台的显示屏(2)上方显示5个小球出口，显示屏(2)下方显示5个站台，站台与出口一一对应；
S422、训练开始前，语音模块播报语音：“请注意接住小球的数量”；
S423、显示屏(2)显示如下图像：20个小球随机从5个出口掉落，最后落入对应的站台，整个过程用时3min；
S424、训练者根据小球的掉落情况调整自己的位置，用脚踩踏对应的站台；
S425、训练结束后，语音模块播报问题：“请问你成功接住了几个小球”；
进一步的，所述动态训练模式包括：基础模式、变速模式、转向模式、台阶模式、路灯模式、路障模式；
(1)所述基础模式的步骤如下：训练者站在便携跑台上，以恒定的速度做直线步行运动；
(2)所述变速模式的步骤如下：
S511、训练开始前，语音模块播报语音：“请注意速度变化次数”；
S512、训练者站在便携跑台上，以恒定的速度做直线步行运动；
S513、便携跑台随机增减速度，加速度为±0.72km/h；
S514、训练结束后，语音模块播报问题：“请问行进过程中出现了几次加速、几次减速”；
(3)所述台阶模式的步骤如下：
S521、训练开始前，语音模块播报语音：“开始楼梯训练，请不要踩在矩形条连接处，注意台阶数量”；
S522、训练者站在便携跑台上，以恒定的速度做直线步行运动；
S523、每当训练者的步行距离累计达到50米后，便携跑台的显示屏(2)就以固定的间距显示10～15个以同样的速度做直行运动的白色矩形条，并且重新累计训练者的步行距离；
S524、训练者的左右脚交替踩在白色矩形条中；
S525、训练结束后，语音模块播报问题，训练者在手机APP上回答问题；所述问题包括但不限于：“请问第二次楼梯由层台阶组成”；
(4)所述路灯模式的步骤如下：
S531、便携跑台的显示屏(2)的左上角显示红绿灯；
S532、训练者站在便携跑台上，以恒定的速度做直线步行运动，并根据红绿灯的提示做出起步、停止、等待的动作；
(5)所述路障模式的步骤如下：
S541、训练开始前，语音模块播报语音：“请关注障碍物的颜色及形状，并在行进过程中躲避障碍物”；
S542、训练者站在便携跑台上，以恒定的速度做直线步行运动；
S543、显示屏(2)随机显示不同颜色、不同形状的障碍物图像；
S544、训练者在行进过程中躲避障碍物；
S545、训练结束后，语音模块播报问题，训练者在手机APP上回答问题；所述问题包括但不限于：“刚才一共出现了几种颜色的障碍物”、“刚才一共出现了几种形状的障碍物”、“蓝色三角形障碍物出现了多少次”、“你一共躲避了多少个障碍物”。
进一步的，所述组合训练模式是指将动态训练模式中的基础模式与其他模式进行叠加进行训练；一共包括8种组合：
(1)基础模式+变速模式；
(2)基础模式+转向模式；
(3)基础模式+台阶模式；
(4)基础模式+路灯模式；
(5)基础模式+路障模式；
(6)基础模式+变速模式+转向模式+台阶模式；
(7)基础模式+变速模式+转向模式+路灯模式；
(8)基础模式+变速模式+转向模式+路障模式。
进一步的，便携跑台执行动态训练模式时，工作流程如下：
S71、硬件上电并初始化；
S72、检查硬件是否正常，如果是，就执行S53，否则停止执行并输出报警信息；
S73、初始化以下变量：Mode、right、wrong、time、speed，其中Mode代表训练模式，right代表踩踏台阶的次数，wrong代表踩踏障碍物的次数，time代表时间间隔，单位为秒，speed代表便携跑台的速度，单位为km/h；
S73、接收来自手机APP的训练模式信息，如果是台阶模式、路灯模式、路障模式，那么变量Mode＝0；如果是转向模式，那么变量Mode＝1；如果以上情况都不符合，那么变量Mode＝2；
S74、检查所有压感单元的压力测量值，如果某个压感单元的压力测量值大于等于200N，就认为有训练者站到了便携跑台上并执行S75，否则继续检查所有压感单元的压力测量值；
S75、如果Mode＝0，就执行步骤S76～S710，否则执行步骤S711～S720；
S76、根据手机APP的训练模式信息，在显示屏(2)显示图像信息：如果是台阶模式，就显示“直行路”和“白色台阶”的图像；如果是路灯模式，就显示“直行路”和“红绿灯”的图像；如果是路障模式，就显示“直行路”和“红色障碍物”的图像；如果以上情况都不符合，就只显示“直行路”的图像；
S77、如果是路灯模式，就检查“红绿灯”图像是否为红色，如果是，就将变量time加1，否则执行S78并开始记录认知障碍训练的总时长；
S78、如果是台阶模式，就检查“白色台阶”图像正下方的压感单元的压力测量值是否超过了200N，如果是，就将变量right加1，否则执行S79；
S79、如果是路障模式，就检查“红色障碍物”图像正下方的压感单元的压力测量值是否超过了200N，如果是，就将变量wrong加1，否则执行S710；
S710、如果认知障碍训练的总时长大于等于5min，就播报语音“结束训练”并且将训练数据传输给手机APP，否则继续执行S77～S710；
S711、如果Mode＝1，就执行步骤S712～S716，否则执行步骤S717～S721；
S712、在显示屏显示“直行路”和“路边景物”的图像，并且开始记录认知障碍训练的总时长；
S713、如果认知障碍训练的总时长大于等于5min，就播报语音“结束训练”并且将训练数据传输给手机APP，否则继续执行S711～S715；
S714、生成一个1到20之间的随机数，并将其赋给变量time；
S715、经过数值等于time的时间间隔之后，语音播报“请掉头”，并且透明履带改变运转方向；
S716、检查所有压感单元的压力测量值是否紊乱，如果是，就认为训练者失去平衡了并慢速停止透明履带的运转，否则继续执行S711～S715；
S717、在显示屏(2)显示“直行路”和“路边景物”的图像，并且开始记录认知障碍训练的总时长；
S718、如果认知障碍训练的总时长大于等于5min，就播报语音“结束训练”并且将训练数据传输给手机APP，否则继续执行S711～S715；
S719、生成一个1到20之间的随机数，并将其赋给变量time；在1～6这6个自然数之间随机选择一个，并将其赋给变量speed；
S720、经过数值等于time的时间间隔之后，语音播报“变速开始”，并且透明履带将运转速度调整为speed；
S721、检查所有压感单元的压力测量值是否紊乱，如果是，就认为训练者失去平衡了并慢速停止透明履带的运转，否则继续执行S717～S721。
本发明有益的技术效果在于：
(1)将步行与认知障碍治疗在设备中结合，获得了更好的轻度认知障碍防治效果；
(2)适合轻度认知障碍老年人居家使用，相对于大型医疗设备，更加便利，可以使得认知障碍训练不依赖于医院、康复机构，可在脱离医生及治疗师指导的情况下有效进行；
(3)通过行走和跑步的形式来对认知障碍进行干预，在训练认知的同时可以较安全的满足日常步行量；
(4)步行跑台设计结合红绿灯、楼梯、躲避障碍物等模式，更加贴近生活场景，更具备实用性。
附图说明
图1是本发明的外观示意图；
图2是本发明的硬件结构示意图；
图3是便携跑台的动态训练模式的工作流程图。
图中，部件名称与附图编号的对应关系为：1、硬质垫；2、显示屏；3、透明履带；4、支撑杆、5、压力传感层；6、腋窝背带辅助装置。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明进行具体描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例由手机APP、便携跑台和支撑装置组成。
手机APP用于控制整个认知障碍训练的执行过程。
如图1、图2所示，便携跑台包括硬质垫1、压力传感层5、显示屏2、透明履带3、语音模块、蓝牙模块；按照从下到上的关系，硬质垫1、压力传感层5、显示屏2依次堆叠成一个整体。
便携跑台在水平面上的形状为矩形，矩形的长边方向为训练者的行进方向；透明履带3沿着行进方向做直线运动，默认的速度为2.88km/h，训练者依据实际情况自行调整合适的速度；透过透明履带3可以看到显示屏2上的图像信息。
压力传感层5由若干个压感单元拼接而成；所述压感单元是边长为0.3m的正方形，材料为PVDF高分子膜，通过压电效应来测量训练者踩踏便携跑台时产生的压力，得出的压力测量值通过蓝牙模块传输到手机APP。
语音模块通过蓝牙模块接收来自手机APP的指令，并播报语音。
显示屏通过蓝牙模块接收来自手机APP的指令，并显示图像信息。
支撑装置包括支撑杆和腋窝背带辅助装置；所述支撑装置设置在便携跑台的两条长边上，一个作用是给训练者提供扶手功能，另一个作用是悬挂腋窝背带辅助装置；所述腋窝背带辅助装置用于防止训练者跌倒。
支撑杆包括2个扶手杆、2个侧面支架和1个顶杆。
侧面支架包括1个辅助杆和2个立杆；1个辅助杆和2个立杆连接成“冂”字形状；侧面支架通过立杆连接到便携跑台的长边上，使得立杆垂直于地面、辅助杆平行于地面，并且辅助杆距离地面的高度为1.8m。
便携跑台的两条长边都设置了侧面支架；1个顶杆同时与2个侧面支架的辅助杆相连接，连接方式为不可拆卸的卡压方式。
腋窝背带辅助装置悬挂在顶杆上。
侧面支架的2个立杆通过可拆卸的螺纹方式与扶手杆相连接，使得扶手杆平行于地面，并且扶手杆距离地面的高度为1m。
实施例包括3种训练模式：静态训练模式、动态训练模式、组合训练模式。
(1)静态训练模式包括：乱中有序、接住小球。
①乱中有序的具体步骤如下：
S411、便携跑台的显示屏2上随机出现42个数字，其中14个数字为7及7的倍数，另外28个数字为100以内任意自然数；
S412、训练者在60s内按从大到小的顺序依次选择14个数字；选择方法为用脚踩踏数字，连续踩踏两次为选中，在选中的基础上连续踩踏两次为取消选择。
②接住小球的具体步骤如下：
S421、便携跑台的显示屏2上方显示5个小球出口，显示屏2下方显示5个站台，站台与出口一一对应；
S422、训练开始前，语音模块播报语音：“请注意接住小球的数量”；
S423、显示屏2显示如下图像：20个小球随机从5个出口掉落，最后落入对应的站台，整个过程用时3min；
S424、训练者根据小球的掉落情况调整自己的位置，用脚踩踏对应的站台；
S425、训练结束后，语音模块播报问题：“请问你成功接住了几个小球”。
(2)动态训练模式包括：基础模式、变速模式、转向模式、台阶模式、路灯模式、路障模式。
①基础模式的步骤如下：训练者站在便携跑台上，以恒定的速度做直线步行运动；
②变速模式的步骤如下：
S511、训练开始前，语音模块播报语音：“请注意速度变化次数”；
S512、训练者站在便携跑台上，以恒定的速度做直线步行运动；
S513、便携跑台随机增减速度，加速度为±0.72km/h；
S514、训练结束后，语音模块播报问题：“请问行进过程中出现了几次加速、几次减速”；
③台阶模式的步骤如下：
S521、训练开始前，语音模块播报语音：“开始楼梯训练，请不要踩在矩形条连接处，注意台阶数量”；
S522、训练者站在便携跑台上，以恒定的速度做直线步行运动；
S523、每当训练者的步行距离累计达到50米后，便携跑台的显示屏2就以固定的间距显示10～15个以同样的速度做直行运动的白色矩形条，并且重新累计训练者的步行距离；
S524、训练者的左右脚交替踩在白色矩形条中；
S525、训练结束后，语音模块播报问题，训练者在手机APP上回答问题；所述问题包括但不限于：“请问第二次楼梯由层台阶组成”；
④路灯模式的步骤如下：
S531、便携跑台的显示屏2的左上角显示红绿灯；
S532、训练者站在便携跑台上，以恒定的速度做直线步行运动，并根据红绿灯的提示做出起步、停止、等待的动作；
⑤路障模式的步骤如下：
S541、训练开始前，语音模块播报语音：“请关注障碍物的颜色及形状，并在行进过程中躲避障碍物”；
S542、训练者站在便携跑台上，以恒定的速度做直线步行运动；
S543、显示屏2随机显示不同颜色、不同形状的障碍物图像；
S544、训练者在行进过程中躲避障碍物；
S545、训练结束后，语音模块播报问题，训练者在手机APP上回答问题；所述问题包括但不限于：“刚才一共出现了几种颜色的障碍物”、“刚才一共出现了几种形状的障碍物”、“蓝色三角形障碍物出现了多少次”、“你一共躲避了多少个障碍物”。
(3)组合训练模式是指将动态训练模式中的基础模式与其他模式进行叠加进行训练；一共包括8种组合：
①基础模式+变速模式；
②基础模式+转向模式；
③基础模式+台阶模式；
④基础模式+路灯模式；
⑤基础模式+路障模式；
⑥基础模式+变速模式+转向模式+台阶模式；
⑦基础模式+变速模式+转向模式+路灯模式；
⑧基础模式+变速模式+转向模式+路障模式。
便携跑台执行动态训练模式时，工作流程如下：
S71、硬件上电并初始化；
S72、检查硬件是否正常，如果是，就执行S53，否则停止执行并输出报警信息；
S73、初始化以下变量：Mode、right、wrong、time、speed，其中Mode代表训练模式，right代表踩踏台阶的次数，wrong代表踩踏障碍物的次数，time代表时间间隔，单位为秒，speed代表便携跑台的速度，单位为km/h；
S73、接收来自手机APP的训练模式信息，如果是台阶模式、路灯模式、路障模式，那么变量Mode＝0；如果是转向模式，那么变量Mode＝1；如果以上情况都不符合，那么变量Mode＝2；
S74、检查所有压感单元的压力测量值，如果某个压感单元的压力测量值大于等于200N，就认为有训练者站到了便携跑台上并执行S75，否则继续检查所有压感单元的压力测量值；
S75、如果Mode＝0，就执行步骤S76～S710，否则执行步骤S711～S720；
S76、根据手机APP的训练模式信息，在显示屏2显示图像信息：如果是台阶模式，就显示“直行路”和“白色台阶”的图像；如果是路灯模式，就显示“直行路”和“红绿灯”的图像；如果是路障模式，就显示“直行路”和“红色障碍物”的图像；如果以上情况都不符合，就只显示“直行路”的图像；
S77、如果是路灯模式，就检查“红绿灯”图像是否为红色，如果是，就将变量time加1，否则执行S78并开始记录认知障碍训练的总时长；
S78、如果是台阶模式，就检查“白色台阶”图像正下方的压感单元的压力测量值是否超过了200N，如果是，就将变量right加1，否则执行S79；
S79、如果是路障模式，就检查“红色障碍物”图像正下方的压感单元的压力测量值是否超过了200N，如果是，就将变量wrong加1，否则执行S710；
S710、如果认知障碍训练的总时长大于等于5min，就播报语音“结束训练”并且将训练数据传输给手机APP，否则继续执行S77～S710；
S711、如果Mode＝1，就执行步骤S712～S716，否则执行步骤S717～S721；
S712、在显示屏显示“直行路”和“路边景物”的图像，并且开始记录认知障碍训练的总时长；
S713、如果认知障碍训练的总时长大于等于5min，就播报语音“结束训练”并且将训练数据传输给手机APP，否则继续执行S711～S715；
S714、生成一个1到20之间的随机数，并将其赋给变量time；
S715、经过数值等于time的时间间隔之后，语音播报“请掉头”，并且透明履带改变运转方向；
S716、检查所有压感单元的压力测量值是否紊乱，如果是，就认为训练者失去平衡了并慢速停止透明履带的运转，否则继续执行S711～S715；
S717、在显示屏2显示“直行路”和“路边景物”的图像，并且开始记录认知障碍训练的总时长；
S718、如果认知障碍训练的总时长大于等于5min，就播报语音“结束训练”并且将训练数据传输给手机APP，否则继续执行S711～S715；
S719、生成一个1到20之间的随机数，并将其赋给变量time；在1～6这6个自然数之间随机选择一个，并将其赋给变量speed；
S720、经过数值等于time的时间间隔之后，语音播报“变速开始”，并且透明履带将运转速度调整为speed；
S721、检查所有压感单元的压力测量值是否紊乱，如果是，就认为训练者失去平衡了并慢速停止透明履带的运转，否则继续执行S717～S721。
实施例的使用方法如下：
S1、打开便携跑台的电源；
S2、打开手机APP并连接便携跑台；
S3、在手机APP上选择训练模式，并点击“开始训练”按钮；所述训练模式包括：静态训练模式、动态训练模式、组合训练模式；
S4、根据便携跑台的语音提示，站上便携跑台，穿戴好腋窝背带辅助装置；
S5、按照语音提示开始认知障碍训练；
S6、按照语音提示结束认知障碍训练，脱下腋窝辅助装置并离开便携跑台；
S7、在手机APP查看训练数据记录并提供给医生；所述训练数据记录包括但不限于：训练模式、训练时间、认知正确率。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，对于本领域的普通技术人员而言，在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。

Claims (7)

1.一种适用于MCI老年人的社区居家认知障碍训练装置，其特征在于：
包括手机APP、便携跑台和支撑装置；
所述手机APP用于控制整个认知障碍训练的执行过程；
所述便携跑台包括硬质垫(1)、压力传感层(5)、显示屏(2)、透明履带(3)、语音模块、蓝牙模块；按照从下到上的关系，硬质垫(1)、压力传感层(5)、显示屏(2)依次堆叠成一个整体；
所述便携跑台在水平面上的形状为矩形，矩形的长边方向为训练者的行进方向；所述透明履带(3)沿着行进方向做直线运动，默认的速度为2.88km/h，训练者依据实际情况自行调整合适的速度；透过透明履带(3)可以看到显示屏(2)上的图像信息；
所述压力传感层(5)由若干个压感单元拼接而成；所述压感单元是边长为0.3m的正方形，材料为PVDF高分子膜，通过压电效应来测量训练者踩踏便携跑台时产生的压力，得出的压力测量值通过蓝牙模块传输到手机APP；
所述语音模块通过蓝牙模块接收来自手机APP的指令，并播报语音；
所述显示屏通过蓝牙模块接收来自手机APP的指令，并显示图像信息；
所述支撑装置包括支撑杆和腋窝背带辅助装置；所述支撑装置设置在便携跑台的两条长边上，一个作用是给训练者提供扶手功能，另一个作用是悬挂腋窝背带辅助装置；所述腋窝背带辅助装置用于防止训练者跌倒。
2.根据权利要求1所述的一种适用于MCI老年人的社区居家认知障碍训练装置，其特征在于：
所述支撑杆包括2个扶手杆、2个侧面支架和1个顶杆；
所述侧面支架包括1个辅助杆和2个立杆；1个辅助杆和2个立杆连接成“冂”字形状；侧面支架通过立杆连接到便携跑台的长边上，使得立杆垂直于地面、辅助杆平行于地面，并且辅助杆距离地面的高度为1.8m；
便携跑台的两条长边都设置了侧面支架；1个顶杆通过不可拆卸的卡压方式同时与2个侧面支架的辅助杆相连接；
所述腋窝背带辅助装置悬挂在顶杆上；
侧面支架的2个立杆通过可拆卸的螺纹连接方式与扶手杆相连接，使得扶手杆平行于地面，并且扶手杆距离地面的高度为1m。
3.根据权利要求1所述的一种适用于MCI老年人的社区居家认知障碍训练装置，其特征在于，使用方法如下：
S1、打开便携跑台的电源；
S2、打开手机APP并连接便携跑台；
S3、在手机APP上选择训练模式，并点击“开始训练”按钮；所述训练模式包括：静态训练模式、动态训练模式、组合训练模式；
S4、根据便携跑台的语音提示，站上便携跑台，穿戴好腋窝背带辅助装置；
S5、按照语音提示开始认知障碍训练；
S6、按照语音提示结束认知障碍训练，脱下腋窝辅助装置并离开便携跑台；
S7、在手机APP查看训练数据记录并提供给医生；所述训练数据记录包括但不限于：训练模式、训练时间、认知正确率。
4.根据权利要求3所述的一种适用于MCI老年人的社区居家认知障碍训练装置，其特征在于：
所述静态训练模式包括：乱中有序、接住小球；
所述乱中有序的步骤如下：
S411、便携跑台的显示屏(2)上随机出现42个数字，其中14个数字为7及7的倍数，另外28个数字为100以内任意自然数；
S412、训练者在60s内按从大到小的顺序依次选择14个数字；选择方法为用脚踩踏数字，连续踩踏两次为选中，在选中的基础上连续踩踏两次为取消选择；
所述接住小球的步骤如下：
S421、便携跑台的显示屏(2)上方显示5个小球出口，显示屏(2)下方显示5个站台，站台与出口一一对应；
S422、训练开始前，语音模块播报语音：“请注意接住小球的数量”；
S423、显示屏(2)显示如下图像：20个小球随机从5个出口掉落，最后落入对应的站台，整个过程用时3min；
S424、训练者根据小球的掉落情况调整自己的位置，用脚踩踏对应的站台；
S425、训练结束后，语音模块播报问题：“请问你成功接住了几个小球”。
5.根据权利要求3所述的一种适用于MCI老年人的社区居家认知障碍训练装置，其特征在于：
所述动态训练模式包括：基础模式、变速模式、转向模式、台阶模式、路灯模式、路障模式；
(1)所述基础模式的步骤如下：训练者站在便携跑台上，以恒定的速度做直线步行运动；
(2)所述变速模式的步骤如下：
S511、训练开始前，语音模块播报语音：“请注意速度变化次数”；
S512、训练者站在便携跑台上，以恒定的速度做直线步行运动；
S513、便携跑台随机增减速度，加速度为±0.72km/h；
S514、训练结束后，语音模块播报问题：“请问行进过程中出现了几次加速、几次减速”；
(3)所述台阶模式的步骤如下：
S521、训练开始前，语音模块播报语音：“开始楼梯训练，请不要踩在矩形条连接处，注意台阶数量”；
S522、训练者站在便携跑台上，以恒定的速度做直线步行运动；
S523、每当训练者的步行距离累计达到50米后，便携跑台的显示屏(2)就以固定的间距显示10～15个以同样的速度做直行运动的白色矩形条，并且重新累计训练者的步行距离；
S524、训练者的左右脚交替踩在白色矩形条中；
S525、训练结束后，语音模块播报问题，训练者在手机APP上回答问题；所述问题包括但不限于：“请问第二次楼梯由层台阶组成”；
(4)所述路灯模式的步骤如下：
S531、便携跑台的显示屏(2)的左上角显示红绿灯；
S532、训练者站在便携跑台上，以恒定的速度做直线步行运动，并根据红绿灯的提示做出起步、停止、等待的动作；
(5)所述路障模式的步骤如下：
S541、训练开始前，语音模块播报语音：“请关注障碍物的颜色及形状，并在行进过程中躲避障碍物”；
S542、训练者站在便携跑台上，以恒定的速度做直线步行运动；
S543、显示屏(2)随机显示不同颜色、不同形状的障碍物图像；
S544、训练者在行进过程中躲避障碍物；
S545、训练结束后，语音模块播报问题，训练者在手机APP上回答问题；所述问题包括但不限于：“刚才一共出现了几种颜色的障碍物”、“刚才一共出现了几种形状的障碍物”、“蓝色三角形障碍物出现了多少次”、“你一共躲避了多少个障碍物”。
6.根据权利要求5所述的一种适用于MCI老年人的社区居家认知障碍训练装置，其特征在于：
所述组合训练模式是指将动态训练模式中的基础模式与其他模式进行叠加进行训练；一共包括8种组合：
(1)基础模式+变速模式；
(2)基础模式+转向模式；
(3)基础模式+台阶模式；
(4)基础模式+路灯模式；
(5)基础模式+路障模式；
(6)基础模式+变速模式+转向模式+台阶模式；
(7)基础模式+变速模式+转向模式+路灯模式；
(8)基础模式+变速模式+转向模式+路障模式。
7.根据权利要求6所述的一种适用于MCI老年人的社区居家认知障碍训练装置，其特征在于：
便携跑台执行动态训练模式时，工作流程如下：
S71、硬件上电并初始化；
S72、检查硬件是否正常，如果是，就执行S53，否则停止执行并输出报警信息；
S73、初始化以下变量：Mode、right、wrong、time、speed，其中Mode代表训练模式，right代表踩踏台阶的次数，wrong代表踩踏障碍物的次数，time代表时间间隔，单位为秒，speed代表便携跑台的速度，单位为km/h；
S73、接收来自手机APP的训练模式信息，如果是台阶模式、路灯模式、路障模式，那么变量Mode＝0；如果是转向模式，那么变量Mode＝1；如果以上情况都不符合，那么变量Mode＝2；
S74、检查所有压感单元的压力测量值，如果某个压感单元的压力测量值大于等于200N，就认为有训练者站到了便携跑台上并执行S75，否则继续检查所有压感单元的压力测量值；
S75、如果Mode＝0，就执行步骤S76～S710，否则执行步骤S711～S720；
S76、根据手机APP的训练模式信息，在显示屏(2)显示图像信息：如果是台阶模式，就显示“直行路”和“白色台阶”的图像；如果是路灯模式，就显示“直行路”和“红绿灯”的图像；如果是路障模式，就显示“直行路”和“红色障碍物”的图像；如果以上情况都不符合，就只显示“直行路”的图像；
S77、如果是路灯模式，就检查“红绿灯”图像是否为红色，如果是，就将变量time加1，否则执行S78并开始记录认知障碍训练的总时长；
S78、如果是台阶模式，就检查“白色台阶”图像正下方的压感单元的压力测量值是否超过了200N，如果是，就将变量right加1，否则执行S79；
S79、如果是路障模式，就检查“红色障碍物”图像正下方的压感单元的压力测量值是否超过了200N，如果是，就将变量wrong加1，否则执行S710；
S710、如果认知障碍训练的总时长大于等于5min，就播报语音“结束训练”并且将训练数据传输给手机APP，否则继续执行S77～S710；
S711、如果Mode＝1，就执行步骤S712～S716，否则执行步骤S717～S721；
S712、在显示屏显示“直行路”和“路边景物”的图像，并且开始记录认知障碍训练的总时长；
S713、如果认知障碍训练的总时长大于等于5min，就播报语音“结束训练”并且将训练数据传输给手机APP，否则继续执行S711～S715；
S714、生成一个1到20之间的随机数，并将其赋给变量time；
S715、经过数值等于time的时间间隔之后，语音播报“请掉头”，并且透明履带改变运转方向；
S716、检查所有压感单元的压力测量值是否紊乱，如果是，就认为训练者失去平衡了并慢速停止透明履带的运转，否则继续执行S711～S715；
S717、在显示屏(2)显示“直行路”和“路边景物”的图像，并且开始记录认知障碍训练的总时长；
S718、如果认知障碍训练的总时长大于等于5min，就播报语音“结束训练”并且将训练数据传输给手机APP，否则继续执行S711～S715；
S719、生成一个1到20之间的随机数，并将其赋给变量time；在1～6这6个自然数之间随机选择一个，并将其赋给变量speed；
S720、经过数值等于time的时间间隔之后，语音播报“变速开始”，并且透明履带将运转速度调整为speed；
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