CN118252681A - 一种压力诱导反射控制帕金森病手部震颤的手环装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种压力诱导反射控制帕金森病手部震颤的手环装置，手环装置包括腕带，手环装置还包括在腕带上设置的多组执行机构，执行机构每两个为一组，在手腕部桡侧与尺侧各一，呈对角，恒定向手腕施加一定的力。本发明创新性的将衣架反射对皮肤剪切力的作用扩展应用于帕金森患者，为缓解其手腕部震颤的运动障碍症状，以提高患者的生活水平及生活质量。

Description

一种压力诱导反射控制帕金森病手部震颤的手环装置

技术领域

本发明属于辅助医疗技术领域，具体是一种压力诱导反射控制帕金森病手部震颤的手环装置。

背景技术

帕金森病(Parkinson’s disease,PD)的诊断和治疗一直是相关领域的研究热点与难点，该疾病多以药物治疗为主，多巴胺能药物(左旋多巴和多巴胺激动剂)是目前最有效的对症治疗药物。但这些药物的临床用途有限，还伴有消化道反应、直立性低血压、神经精神症状以及胸膜和心脏瓣膜纤维化等副作用，长期使用还会使机体产生耐药性，且药物是否对运动障碍有长期疗效，目前尚不清楚。有研究发现，在经过长期的多巴胺能药物治疗后，许多患者还会出现症状波动和运动障碍等不良反应。

当药物治疗不足以控制运动并发症，或者标准口服治疗对患者的运动症状改善效果不明显时，考虑设备辅助干预。目前的设备辅助选择有深部脑刺激(DBS)、左旋多巴-卡比多巴肠凝胶(LCIG)的持续空肠输注以及持续皮下阿扑吗啡输注。DBS作用于丘脑底核(STN)，安全有效，可整体改善PD患者的生活质量及活动能力，用于长期治疗，对震颤、强直、少动、步态不稳等症状都有所改善，但易发生手术感染、步态平衡障碍、构音障碍等不良反应，可能与外科手术、植入硬件及刺激有关。此外，该种治疗方法伴有精神和认知方面的副作用，在接受DBS治疗之后，患者的自杀意念加深，自杀频率增高。左旋多巴-卡比多巴肠凝胶(LCIG)的输注相对安全，对PD运动症状改善发挥着良好的长期效果且能够降低运动波动的风险，但其不良反应多与器械有关，最为常见的是器械插入并发症和腹痛，还可能会出现运动障碍加重，急性或亚急性的多发性神经病等不良反应。阿扑吗啡泵对于患有严重运动并发症的患者同样安全有效。输注部位的皮肤并发症是其最为常见的不良反应。随着时间的延长，其治疗效果也会下降，四分之三的患者多在前四年内选择停药。

由于药物治疗和脑部手术治疗存在着较大的风险及副作用，辅助式抑震技术得到了一定的推动与发展。该技术主要包括功能性电刺激以及机器人外骨骼技术。功能性电刺激通过使用弱电流刺激骨骼肌，使骨骼肌收缩，从而产生阻抗力矩达到抑震作用，但是控制器比较复杂，使用肌电信号预估震颤信号难度大，各种震颤分离算法均有局限性，长时间的电刺激会产生肌肉疲劳。机器人外骨骼种类繁多，但有些设备过于笨重，可穿戴性差；有些设备没有控制，缺乏适应能力，抑震效果并不理想，还有可能抑制佩戴者有意识的关节肌肉活动。同时存在着缺乏对生活方式的适应性、技术不稳定、精确运动较差、价格昂贵等问题。

发明内容

帕金森病(Parkinson’s disease,PD)是世界上增长最快的神经系统疾病以及老龄化人群中第二常见的神经退行性疾病。经常静止性震颤是PD所有症状中核心、独特、首发症状和最困扰症状。

帕金森病的震颤频率为4～6HZ之间的经常静止性震颤，并且几乎在肢体远端突出，手震颤被描述为从一只手到另一只手的旋后-旋前震颤。本申请设计一款压力诱导反射的手环装置，通过对手腕部受力点压力测定，选择旋前组与旋后组优势作用点施加压力，通过对角线两点的压力分解，在相互作用下形成皮肤剪切力，使手腕发生一个方向的扭转，与此同时另一对角线的两点产生反方向的扭转，两个方向的扭转诱导手腕发生衣架反射，稳定患者手腕部“旋前-旋后”震颤，以诱导生理性反射的无创伤性方式达到缓解PD患者腕部震颤症状、提高其生活质量的目的。同时，本产品也有一定的远期疗效的可能性，用户在长期佩戴此产品后有可能在机体内产生新的条件反射，可以达到一定PD的治疗效果。

技术方案：

一种压力诱导反射控制帕金森病手部震颤的手环装置，手环装置包括腕带，在腕带上设置的多组执行机构，所述执行机构包括：可粘性磁吸环、压力传感器、推杆、磁柱、发动机箱，其中：腕带上开孔供磁柱穿入，磁柱的中央设置磁柱中央镂空部以供推杆通过；推杆穿过磁柱中央镂空部后与发动机箱内的微型发动机相连，所述发动机箱位于腕带相对于推杆的外侧；腕带相对于推杆的内侧设置可粘性磁吸环与磁柱的环形磁吸面磁力相吸；微型发动机提供动力使推杆在磁柱中央镂空部通道内做垂直于腕带的上下位移，并通过可粘性磁吸环作用于人体腕部，所述推杆的近皮肤端设置压力传感器。

本项目依据衣架反射原理设计针对PD患者运动障碍特性的产品。

所述衣架反射原理是指衣架戴在头部周围时，衣架的一侧会给头的左或右前额区域施加压力，这个压力不过头心，对头部产生剪切力，从而诱发体内反射，使头部不自觉地旋转。该原理不只发生在头部，也可发生在手腕部。本申请实例将衣架反射原理应用于手腕部，通过对手腕部四点施加力F，通过皮肤剪切力诱导腕部产生衣架反射，以稳定手部震颤运动。

优选的，其中R是压力传感器基材材料(优选的实施例中，可以选用聚酰亚胺材料)的力感测电阻得到的电阻值，R₀是压力传感器无力状态时的基准电阻值，k是压力传感器特性系数。

手环内部结构主要由以下几个部分构成：传感模块、动力输出模块、信息处理模块、供电电路模块；外部结构由表盘、腕带和可粘性磁吸环构成；在一种通用的实施方式中，动力输出模块(执行机构)两两对角成组，一对角分别设置于拇指根部的桡骨外侧、手背上的尺骨外侧；一对角分别设置于手背的桡骨外侧、尺骨靠近小指骨根外侧相对应的腕带位置；在另一种更优的实施方式中，为了精准确定不同使用者的动力输出模块(执行机构)设置位置，手环还提供用于定位的匹配件，匹配件为测压定点装置。

所述测压定点装置包括U型“衣架”反射装置和压力检测装置。所述U型“衣架”反射装置由铝棒弯曲形成，一端有开口。该装置与手腕部接触，用于模拟衣架反射，开口端的设计适用于手腕不同粗细的人群。

所述压力检测装置为N个压力感应片与固定带组成。所述压力感应片可感受U型“衣架”反射装置对其产生的压力，从而间接反映出该反射装置对手腕部产生的压力。压力感应片以感应区相邻围绕手腕一圈，通过外围电路并联，并通过固定带的缠绕将上端与下端贴合手腕皮肤固定，数据传输至外部设备，呈现各点的受力情况。当手腕置于运动检测环境时，可通过旋转U型“衣架”反射装置改变主要受力点，进而观察旋转角度大小。

所述传感模块分为运动传感模块和压力传感模块。所述运动传感模块使用惯性传感器，置于手腕背侧，收集腕部运动信息并输送至信息处理模块；所述压力传感模块由四个压力传感器组成，压力传感器收集受压部位受力信息并传输至信息处理模块。

所述可粘性磁吸环由黏性敷料与磁吸环组成，黏性敷料将磁吸环固定在手腕定位点，所述可粘性磁吸环与手环执行机构的磁柱表面的磁吸环相感应，用于受力点准确定位，磁吸环中央镂空，便于推杆通过。

所述动力输出模块分为执行机构和驱动模块，执行机构包括微型发动机以及推杆。所述推杆前端嵌入压力传感器，推杆中央存在镂空管道，便于压力传感器线路通过。

所述供电电路模块采用电池或储能电容。电池可采用锂聚合电池，其具有体积小，充电速度快的特点，可通过串联给其他模块供电。

所述信息处理模块为单片机，分别与传感模块、供电电源模块等连接，接收压力传感器传来的信息，经处理后传导至动力输出模块的驱动模块，经驱动模块放大信号以驱动发电机进而带动推杆向作用点施力；此外，单片机接收运动传感器的运动信息，以蓝牙形式传导至外部终端，以便分析手腕部运动轨迹变化。

所述手环的腕带主体为波纹管形态，具备一定伸缩空间，中央为有腔体，有腔体内包含一个伸缩调节装置以及一些必要电路。该伸缩调节装置利用弹力收缩配合波纹管形腕带，从而使腕带达到伸缩效果。波纹管形外壳由韧性防水材料制成，具有较强的可弯曲性，保证腕带耐用性。在中间的有腔体中填充柔性填充物，一方面柔性物质能够在腕带的厚度方向上同步变形，保证腕带的可弯曲性或保证腕带具有柔性，另一方面能够保护有腔体中通过的收缩调节装置以及线路，减轻在外力影响下收到的“挤压”，提高手环的使用安全与使用寿命。

所述显示面板为有机发光二极管OLED屏，可根据功能部件的需求赋予时间、电池量、步数等一般设置。

本发明的有益效果

本发明创新性的将衣架反射对皮肤剪切力的作用扩展应用于帕金森患者，为缓解其手腕部震颤的运动障碍症状，以提高患者的生活水平及生活质量。

在用户体验感方面，使用手环的形式，外观贴近智能手环或智能手表，相较于外骨骼体积大、穿戴复杂的特点，本发明更具有便携性，且存在性低，方便用户使用。同时，与药物治疗、手术治疗、运动治疗相比，本产品使用物理方法改善症状，无创伤性，减少不良反应，可提高用户体验感，佩戴不影响患者正常生活，增加患者依从性从而增加受众人群。

在外观设计方面，考虑手腕粗细的个体差异性，即不同佩戴者佩戴同一手环时，手腕粗细不同，或者，同一佩戴者在不同时期，手腕的粗细可能发生动态变化，本发明通过设计调节腕带长短，改变手环的直径，使手环满足于手腕粗细不同的佩戴者佩戴，提高手环施力装置做功效率与手环佩戴的普适性。同时，考虑帕金森患者手部精细运动障碍，传统手环繁琐的搭扣设计增加患者佩戴难度，本发明使用波纹管外形，配合弹性调节装置，提供一定的手腕伸缩空间。本设计通过齿轮与卡掣轴配合，在弹力作用下，卡掣轴可使齿轮停止转动，此时弹力收缩带稳定在一定长度，从而确定腕带长度。因此，该设计去除搭扣设计，采用自动调节长度，一方面提高患者佩戴的便捷性，一方面便于调节执行机构位点，减少拆卸步骤。

在功能性能设计方面，本设计包含测压定点与手腕控制两部分，测压定点装置通过压力传感阵列收集U型“衣架”反射装置在手腕部施力的数据，根据数据选择最优受力点确定手环控制装置的施力点，可以为帕金森病患者制定个性化、体系化且更为精确的手腕部控制方案。其中，手环设计操作方便，贴合当代电子类产品设计，并使用实时监测反馈系统，通过传感器传输运动数据，便于分析手环的控制效果并及时作出调整和控制症状。此外，除本发明的主要内容——控制帕金森手腕部震颤外，可结合智能手环、智能手表等智能设备，拓展手环功能，提高手环实用性。

在症状控制及长期应用方面，相较于外力抵消、电刺激等其他帕金森手腕部震颤治疗的物理治疗方法，本发明通过诱发身体内部的反射和长时间的行为训练来改善症状，外力抵抗感低，避免了直接阻抗，不阻碍有意识行为即佩戴者的日常活动，从而增加了舒适度，并有望通过长期佩戴建立新的反射模式，使得症状得到持久改善。

附图说明

附图1为手环结构图

附图2为手环爆炸图

附图3为手环电路板功能布局图

附图4为手环执行机构爆炸图

附图5为手环执行机构剖视图

附图6为可粘性磁吸环结构示意图

附图7为U型“衣架”装置结构示意图

附图8为薄片压力传感器结构示意图

附图9为压力检测装置结构示意图

附图10为压力检测装置电路

附图11为压力检测结果示意图

附图12为手腕施力点示意图

附图13为手环腕带结构示意图

附图14为腕带波纹管示意图

附图15为手环伸缩调节装置示意图

附图16为手环伸缩调节装置爆炸图

附图17为手环模式图

附图中的标记为：100发动机箱，101磁柱，102可粘性磁吸环，103执行机构，104表盘，105腕带，106外接电源充电接口，107电源开关键，108音量键，109外壳，110磁吸环，111黏性敷料，200推杆，201压力传感器，202第一壳体，203泡棉，204显示面板，205电源，206其他功能部件，207第二壳体，208环形磁吸面，209磁吸环中央镂空部，210磁柱中央镂空部，211CPU芯片，212运动传感器，213柔性电路板，214主电源，215备用电源，216单片机，217手环电路结构，301亲肤柔性材料，302微型发动机，303磁柱内壁，304磁柱外壁，305通道，401卷绕空间，402线路空间，501显示模块，502接口模块，503信息处理模块，504传感模块，505动力输出模块，506外部数据接收模块，507供电电源模块，508压力传感模块，509运动传感模块，510驱动电路，601齿轮，602轴心，603卡掣轴，604弹簧，605支架，606弹力收缩带，607伸缩调节装置，001手腕掌侧正中，005位点，007位点，015位点，018位点，010桡骨，020尺骨，021U型铝条，022柔软材料，023压力感应片，024基材，025铜箔带，026pin脚，027外围电路，028固定带，029压力感应器阵列，030电阻。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本申请的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本申请进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了本发明的具体细节以便于充分理解本申请，需要注意的是，本申请还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本申请的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

在本申请实施例中，提供了一种可穿戴手环装置，图1、图2分别是本申请手环装置的结构图和爆炸图。在本申请实例中，手环包括多组执行机构103，1个表盘104，1组腕带105。同时，手环包括智能手表，智能手表包括表盘104和腕带105。执行机构103由可粘性磁吸环102、压力传感器201、推杆200、磁柱101、发动机箱100组成，与腕带105以嵌入式连接，其中，发动机箱100内包括微型发动机302。单片机216、电源205、运动传感器212等部件置于表盘104内。

在本申请实例中，执行机构103成对出现，每两个执行机构为一组，手腕部桡侧与尺侧各一，呈对角，恒定施加一定的力，使对角的两个执行机构103产生的皮肤剪切力分解，相互作用下形成一个方向上的扭转。多组对角产生的扭转力经分解呈现一个旋前方向，一个旋后方向，诱导产生“衣架反射”，从而缓解帕金森患者手腕部的“旋前-旋后”震颤，以诱导生理性反射的无创伤性方式提高帕金森患者腕部稳定性，并有望恢复患者的正常神经冲动、建立新的神经反射，从而使得症状得到持久改善。

其中，推杆200为圆柱体，前端附有压力传感器201，中央镂空，大小便于压力传感器201线路通过。磁柱101主要为强力磁铁，中央镂空供推杆200通过，镂空直径以不阻碍推杆200通过，直径略大于镂空处直径为宜。推杆200穿过磁柱101与微型发动机302相连，微型发动机302置于刚性可透气性材料盒即发动机箱100内，一方面可供发动机做功散热，另一方面保护发动机装置，防止在外力的影响下发生位移或损坏，有效地保证可穿戴设备的可靠性。

执行机构103嵌入式连接腕带105，腕带105固定于磁柱101处，使磁柱101略突出于腕带105表层，便于磁力相吸，但不宜突出过多进而影响腕带105与手腕部的稳定关系与手环美观度。需要注意的是，执行机构103与腕带105连接需稳固，但其连接方式在本申请实施例不做限定。

可粘性磁吸环102由1个磁吸环110与黏性敷料111相结合，磁吸环110与磁柱101的环形磁吸面208磁力相吸，辅助定位腕部施力点，磁吸环中央镂空部209与磁柱中央镂空部210相吻合，构建稳定通道供微型发动机302带动推杆200施力，磁力相吸保证推杆200垂直向皮肤施力，提高施力准确性。黏性敷料111应选用可透气性、亲肤性材料，提高患者舒适度。

在本申请实例中，手环表盘104包括外壳109、单片机216、运动传感器212、电源205、显示面板204、外接电源充电接口106、电源开关键107、音量键(+/-)108以及其他功能部件206。表盘104外壳109包括第一壳体202和第二壳体207。外壳109一般为刚性防水材质，因此将显示面板204、单片机216、运动传感器212、电源205等器件置于表盘中，可以有效避免器件受到外力的挤压或碰撞，进而保护器件，防止部件在外力影响下发生移位、破损甚至起火等情况发生，进而有效地提高手环的安全性。

显示面板204可以为有机发光二极管屏，即OLED屏，与第一壳体202的内表面粘接。由于OLED屏具有弹性，可以弯曲，因此显示面板204可以根据不同的使用需求，设计成符合使用需求的形状；同时，OLED屏的可视角度大，电能消耗小，因此可以使手环的整体设计更加小巧，延长续航时间。此外，显示面板204与第一壳体202的内表面之间可以设置有泡棉203，该泡棉203可以屏蔽外界的电信号对显示面板204的影响。

电源205为手环各功能模块供电，可以为电池或储能电容，其中电池可以是锂电池、碳酸电池、干电池等。本申请实施例对电源205的具体类型或型号不做限定。此外，外接电源充电接口106用于手环的电源205充电。

图3为手环电路板功能布局图。在本申请实例中，手环电路结构217包括单片机216、运动传感器212、电源205。

单片机216为手环主要信息处理模块，包括柔性电路板213。柔性电路板213为手环主板，可为集成电路板，可以包括CPU(Central Processing Unit，中央处理器)芯片211和其他功能元件206(如扩音器等)。CPU芯片211负责接收来自执行机构103、压力传感器201、运动传感器212、其他功能元件206等的信息，经处理后输出执行信息或数据信息，维持手环正常运行。可以理解的，图示仅表现一个实施例中电路板中的功能模块的布局，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制，在其他实施例可有最佳布局。同时，本申请实施例仅对各部件功能做出限定，对于各部件的型号不做限定。

可选的，其他功能元件206如通讯模块，通讯模块可以为WIFI、蓝牙、或NFC(NearField Communication，近距离无线通信)等形式，也可以是这些通讯形式的组合，用于对外进行数据交互。其他功能元件206如扩音器可用于放大手环提示音，如当手环处于低电量时，手环便会语音提示佩戴者及时充电，同时可通过音量键(+/-)调节音量大小，提高手环适配度。

可选的，单片机216可以内嵌具有运算和控制功能的智能操作系统，比如IOS或Android系统，这样手环可运行程序、处理数据、以及对外进行数据通讯。

运动传感器212用以刻画手腕部震颤运动轨迹，以蓝牙信号方式输出至外部配套设备或者软件，可供分析佩戴者手腕部震颤控制情况。优选的，可选择九轴传感器，该装置可以感受手腕部位震颤的各项运动指标，如手腕部的加速方向、速度大小、当前的旋转状态等，并且具有低功耗，低成本，高性能需求的优点。

电源205采用“双电源模式”，即电源205包括主电源214与备用电源215。电源205可以为电池或储能电容，其中电池可以是锂电池、碳酸电池、干电池等。本申请实施例对电源205的具体类型或型号不做限定。电源205通过与单片机216连接，可达到实时监控自手环身电量，并在显示面板204上体现。“双电源模式”可延长手环续航时间，保证佩戴者保持不间断的手环佩戴状态。此外电源开关键107用于控制电源开启与关闭。

图4、5为本申请实施例中手环执行机构爆炸图和剖视图，在本申请的一个实施例中手环包括可粘性磁吸环102、磁柱101、压力传感器201、推杆200、微型发动机302、发动机箱100。此图所示位置关系为未接通电源情况下的静止状态。

可粘性磁吸环102与磁柱101截面相吻合，两者皆为强力磁铁，一方面与腕带105相配合稳定手环，另一方面准确固定位置，保证推杆200运行通常，尽可能保证推杆200与皮肤接触的最大受力面，提高微型发动机302做功效率，减少损耗。同时，在保证手环装置稳定的前提下尽可能减小磁吸环110的厚度，并在磁吸环110与皮肤接触的一面增添一层亲肤柔性材料301，使受力均匀，起到缓冲作用，增加佩戴者舒适度，尽量降低长期接触下对佩戴者腕部受力处的损伤。

在本申请实例中推杆200与磁柱101顶端有一定距离，在磁吸环110与磁柱101稳定吸引之前，保证推杆200不受损，因推杆200前端与皮肤接触面上附有压力传感器201，此处的距离设置也为了保证压力传感器201在非工作状态下不受损坏，延长推杆200寿命以及保持压力传感器201的敏感性。同时，推杆200与磁柱101内壁保持一定距离，减少与磁柱内壁303的摩擦，减少做功能力损失，提高做功效率。此外磁柱内壁303与外壁304均以绝缘纳米材料覆盖，以免电磁干扰微型发电机302、压力传感器201等器件运行。在推杆200中设置有通道305，压力传感器201的线路由此通过。

推杆200穿过磁柱101与微型发动机302相连，微型发动机302置于刚性可透气性材料盒即发动机箱100内，透气性可供发动机做功散热，减轻发动机负担，刚性外壳保护发动机装置，防止在外力的影响下发生位移或损坏，有效地保证可穿戴设备的可靠性。

图6为本申请实施例中可粘性磁吸环结构示意图，在本申请的一个实施例中，手环包括可粘性磁吸环102。

可粘性磁吸环102由1个磁吸环110与黏性敷料111相结合，磁吸环110与磁柱101的环形磁吸面208磁力相吸，辅助定位腕部施力点，磁吸环中央镂空部209与磁柱中央镂空部210相吻合，构建稳定通道供微型发动机302带动推杆200施力，磁力相吸保证推杆200垂直向皮肤施力，提高施力准确性。

可选的，黏性敷料111应选用可透气性、亲肤性材料，提高患者舒适度，如泡沫敷料、自黏性薄膜敷料或其他新型材料，在本申请实例中不做具体限定。

在一种通用的实施方式中，执行机构两两对角成组，一对角分别设置于拇指根部的桡骨外侧、手背上的尺骨外侧；一对角分别设置于手背的桡骨外侧、尺骨靠近小指骨根外侧相对应的腕带位置。

在另一种更优的实施方式中，为了精准确定不同使用者的执行机构的设置位置，手环还提供用于定位的匹配件，匹配件为测压定点装置。

所述测压定点装置包括U型“衣架”反射装置和压力检测装置，图7为本申请实施例中U型“衣架”反射装置结构示意图，由外层与内层组成，外层为U型铝条021，为易弯曲的铝棒材质，呈“U”型，留有一个开口，一方面可以通过调节开口张开的大小，使不同粗细的手腕均能由开口处放入该装置内，另一方面达到模拟衣架的效果，可通过旋转该装置，在实验中变换受力点，从而测试手腕个点的受力情况，最终寻找到优势点位。该装置的内层由一层柔软材料022，如放置聚氨酯片，在皮肤与装置接触时可保护皮肤，避免受伤。

图8为本申请实施例中薄片压力传感器结构示意图，如图示，薄片压力传感器由基材024和压力感应片023组成，基材024为聚酰亚胺材质由圆形部分和长方形部分组合而成，圆形部分上表面圆形放置压力感应片023，长方形部分设有两条平行的铜箔带025，一端与压力感应片023连接，另一端连接pin脚026并延伸至基材024长方形部分末端。pin脚026与外周电路027相连，供后续部件间的电路连接。压力感应片023可选用灵敏度高、轻薄耐弯折、输出信号易检测的商品型号。

在本申请实施例中，图9、图10、图11分别为压力检测装置结构示意图、压力检测装置电路图和压力检测结果示意雷达图。如图9示，在本申请专利的一个实例中，压力传感器阵列由压力感应器阵列029与两根固定带028组成。压力感应器阵列029由N个压力感应片023组成，其中压力感应片023的个数可根据不同的手腕粗细程度进行个数的增减，压力感应片023以圆端相邻排列，其个数以能覆盖手腕一周为宜。两处固定带028可以为胶带或者拉丝袋等任何可束缚材料，一条固定压力感应片023上端圆形区域，一条固定压力感应片023下端pin脚026区域，保证压力感应片023的感应区域与皮肤紧密接触，不移位，以达到测压时的稳定状态。各压力感应片023通过外围电路027并联，电路图如图10所示，本压力感应片023为电阻式，因此感应器各串联一个电阻030再进行并联。需要说明的是，压力感应片023可择优选取，除本案例的电阻式之外，还可选取压电式、电磁式等。

当压力检测装置固定在手腕部后，将U型“衣架”装置卡在压力检测装置上，使U型“衣架”装置内面与压力感应面重合，通过变换U型“衣架”装置的旋转角度，改变主要受力点，可规避漏检位点情况。

本案例根据大部分人群手腕粗细，以22个压力感应器阵列为例，阐明构成手腕部旋前旋后的位点，进一步说明本案例手腕控制装置的实施方式。当压力检测装置结构作用于手腕时，使手掌张开，保持放松状态不抵抗该装置引起的旋转力，在每次测量时旋转U型“衣架”装置，使该装置在手腕上旋转半周，此时压力感受器将感受到的压力大小以信号传输至外部终端，经数据分析形成如图11所示的雷达图，其中图表周长上的数字表示传感器编号，半径表示传感器的水平对旋转的贡献，其中半径值越大表示对旋转的贡献越大。当手腕发生旋前(左旋转)时，传感器7与传感器18感受到的力为主要优势，因此传感器7与传感器18成为一组可以使手腕发生旋前的优势位点，同样的，当手腕发生右旋转时，传感器5与传感器15感受到的力为主要优势，因此，传感器5与传感器15成为一组可以使手腕发生旋后(右旋转)的优势点，此时完成手腕部旋前旋后位点确定，该4处优势位点成为手腕控制装置的执行机构定位点。

图12为本申请实施例中手腕施力点示意图，图示中桡骨截面010，尺骨020。由上述U型“衣架”反射装置与压力检测装置进行手腕施力后，数据信息传输至外部装置，清晰展示受力点压力的大小，根据优势压力点成组配对，形成旋前组位点与旋后组位点。需注意的是，构成手腕部旋前旋后位点众多，为清晰施力点作用方式，本申请通过压力检测装置测试，选择四点优势位点做以如下阐述，其余位点的组合形式符合本申请的精神和原则，均可为本申请的一些实施例。

图示以左手为例，将手环常规定数等分22个位点，以手腕掌侧正中为001，向桡侧进行标序，通过压力传感器阵列测得压力强度与旋转角度后发现其中005、007、015、018点即为优势定位点，其具体定位包括：

施力点005位于拇指根部的桡骨外侧；

施力点007位于手背的桡骨外侧；

施力点015位于手背上的尺骨外侧；

施力点018位于尺骨外侧，尺骨靠近小指骨根。

其中来自施力点018和施力点007的压力经分解后有助于向左旋转，来自施力点015和施力点005的压力经分解后有助于右旋转，两种反向旋转可诱导衣架反射发生，使手腕保持稳定。

可选的，对于肥胖、消瘦等类人群，手腕大小具有较大差异，图示位点仅为一个具体实施例，在一些实施例中，手环的位点可依据具体情况进行变化，可以以多组点位的共同配合，以选择最佳施力方式为最终目标。

图13为本申请实施例中手环腕带结构示意图，在本申请的一个实施例中，手环包括腕带105、执行机构103、表盘104，其中腕带105内包含一个卷绕空间401、一个线路空间402。其中，卷绕空间内包含一个伸缩调节装置607；线路空间包括执行机构的一些必要线路，该线路可预留一定长度配合腕带伸缩的可调节范围。

在本申请实施例中，腕带105外壳为波纹管形态，用可折叠皱纹片沿折叠伸缩方向连接成的弹性管道，配合伸缩调节装置607通过皱纹片的折叠改变波纹管道长度，从而动态调节腕带105的长短。

可选的，该腕带105可采用韧性材料制成，一方面可保护腕带内部结构，减轻在外力影响下受到的“挤压”，另一方面提高腕带105的使用安全与使用寿命，本申请实施例对该波纹管形态的腕带105具体材质不做限定，满足腕带特点即可。

在本申请实施例中，表盘包括第一壳体、泡棉、显示面板、第二壳体。其中，显示面板204包括功能部件，功能部件设置于表盘104中。

可选的，功能部件包括但不限于：显示模块、扬声模块、发光模块、无线通讯模块、存储器、计时器和电机中的一种或多种。

本手环包括但不限于智能手环、智能手表、血压检测仪、心跳检测仪、通讯、拍照、光源、以及计步器等，根据设置不同的功能部件，可以使手环具有不同的产品形态，或具有不同的功能。

其中，具体的，显示面板204可以为数字显示屏或液晶显示屏，显示面板204可以结合功能部件用于显示数字表盘、智能应用界面、拍照界面、信息界面等多种媒体信息内容。可选的，在一些实施方式中，显示面板204可为触摸屏，可通过触摸屏接收来自用户的触摸输入，即作为人机交互的输入端，更贴合大数据时代特征，可操作性高。

由于手腕粗细受个体差异性影响，不同佩戴者佩戴同一手环时，手腕粗细不同，或者，同一佩戴者在不同时期，手腕的粗细可能发生动态变化，因此，本发明对腕带进行了优化设计。

图14为本申请实例中腕带波纹管示意图，如图示所见，该腕带为波纹管形，由多组可折叠皱纹片组成，腕带通过可折叠皱纹片沿折叠伸缩方向连接成的弹性管状，从而达到调节腕带长短，改变手环的直径，使手环满足于手腕粗细不同的佩戴者佩戴的目的。该腕带去除了常规腕带的各类搭扣设计，减轻患者的佩戴负担，提高该手环的可穿戴性。

图15、图16为手环伸缩调节装置示意图和爆炸图，在本申请的一个实例中，该手环伸缩调节装置607包括齿轮601，轴心602，卡掣轴603，弹簧604，支架605，弹力收缩带606。弹簧604位于卡掣轴603两端，连接于卡掣轴603与轴心602之间，轴心呈“]”形与执行机构103的侧壁相连，以固定轴心602，供齿轮601转动带动弹力收缩带606稳定伸缩；弹力收缩带606一端卷绕在轴心602上，将轴心602与卡掣轴603包绕在内，一端与支架相连，将弹力收缩带606固定于一侧执行机构103/表盘104上；齿轮601置于轴心602两端，如图示的位置关系，齿轮601具体位置在于弹簧604与弹力收缩带606覆盖的轴心602之间。所述位置关系均以不影响各部件运行为宜。

在本申请的一个实例中，轴心与卡掣轴形态均为管状，前者管状便于齿轮转动与弹力收缩带的卷曲与舒展，后者以光滑的表面，更易嵌入齿轮的卡槽，利于及时的卡止与复转动作，提高该收缩装置的伸缩的敏感性。

该伸缩调节装置607的轴心602上卷绕着弹力收缩带606，通过齿轮601的转动带动弹力收缩带606伸长与卷曲，进而通过调节弹力收缩带606伸长部分，调节腕带105长度。弹力收缩带606伸长部分的末端固定于支架605上，支架605嵌于相邻的执行机构103/表盘104的侧壁，当两端连接物距离固定时，弹力收缩带606产生的弹力将反向作用于卡掣轴603，使卡掣轴603受到牵引力，进而使弹簧604发生形变，缩短卡掣轴603与齿轮601间距，将卡掣轴603带入齿轮601卡槽，形成一个卡止动作；同理，当弹力收缩带606的反作用力消失，卡掣轴603受到的力与之同步消失，此时弹簧604恢复原始长度，可将卡掣轴603带出齿轮卡槽601，此时弹力收缩带606恢复伸缩能力，形成一个复转动作。

可选的，齿轮601的齿数不做限定，但锯齿间距需大于卡掣轴603横截面直径，卡掣轴603需能进入锯齿间隙。

可选的，弹力收缩带606以易卷曲，有韧性不易断裂，摩擦力小易于收缩为宜，对于具体材料本申请不做具体限定。

可选的，齿轮601、卡掣轴603、轴心602均应为刚性材料，能承受弹力作用，不易屈曲，对于具体材料本申请不做具体限定。

可选的，弹簧604应选择弹性敏感但不宜屈曲为宜，能敏感感知微小弹力的改变，及时作出弹簧收缩与复原，且弹簧原始长度不会受弹力作用大小与时间影响，弹簧性能满足如上要求即可，对于具体材料本申请不做具体限定

图17为本申请实施例中的手环模式图，在本申请的一个实施例中，该手环包括但不限于显示模块501、接口模块502、信息处理模块503、传感模块504、动力输出模块505、外部数据接收模块506、供电电源模块507。本领域技术人员可以理解，图17中所示出的模式并不构成对该手环其他附加功能的限定，手环可以包括比图示有更多或更少的部件，或者与其他部件组合以达到更多效果，或者与图所示不同的部件布置。在本申请实施例中，本手环除核心功能通过执行机构103稳定帕金森患者手部震颤的功能限定外包括但不限于智能手环、智能手表、血压检测仪、心跳检测仪、通讯、拍照、光源、以及计步器等。

显示模块501用于显示由用户输入的信息或提供给用户的信息。显示模块包括显示面板204，可以采用液晶显示器、有机发光二极管等形式来配置显示面板204。

接口模块502为外部装置与手环连接的接口，主要包括外接电源充电接口106，当手环电量过低时，可通过连接充电器或者移动充电设备为手环蓄电。除充电接口外，手环还可设置包括但不局限于耳机接口、存储卡端口、USB端口等，此类端口可使手环可以接收来自外部设备的输入或者将接收到的输入传输到手环内或者可以用于在可穿戴设备和外部装置之间传输数据。

信息处理模块503通过接收并处理各模块输入的数据，再将执行指令输出至各模块，从而起到对手环进行整体监控。在本申请中，信息处理模块503主要进行传感模块504与动力输出模块505两大核心模块的数据处理。可选的，还可处理包括应用程序，存储器中的软件程序、其他功能部件(如通讯、计步器、检测器等)的输入输出信息，在此不再赘述。

传感模块504包括压力传感模块508和运动传感模块509两部分。运动传感模块509位于表盘104中，置于手腕背侧，实施手环施力后手腕部运动的变化，并通过信息处理模块503处理，以蓝牙形式传输至与运动传感器212相匹配的外部数据接收模块506，便于监测腕部正常震颤的控制效果，此外可用于后续的科学验证以及监测施力的有效性，及时发现并做出参数调整，保证手环佩戴的安全性与可靠性。

压力传感模块508如前所述位于推杆200前端，在执行机构103工作时，推杆200始终与手腕部皮肤接触，此时压力传感器201可实时监测动力输出模块505输出的力，可根据运动传感器212传出的数据为参考，通过调整力与执行机构103之间的对应关系，将力调整至适宜的大小，压力传感模块508提高了手环控制帕金森手腕部震颤的可调节性。

动力输出模块505包括驱动电路510与执行机构103两部分。信息处理模块503根据压力传感模块508的信息通过芯片内设置的算法输出执行信息，执行信息的电压较小，通过驱动电路510将电压放大，使电压得以驱动微型发动机302运作。需要注意的是，以对角线为一组，手环有多组执行机构103，其中驱动电路510需同时驱动对角线上的一组执行机构103，诱导一个方向上的旋转，如前述的四处施力点，驱动电路510同时触发施力点005和施力点015诱导手腕的右旋转，相同的，同时触发施力点007和施力点018可诱导手腕的左旋转，左右旋转达到稳定即达到帕金森患者手腕部稳定状态。

执行机构103如前所述由微型发动机302和推杆200构成的施力装置。微型发动机302接受由驱动电路510放大的电压，通过调节推杆200的长度，控制推杆200作用在皮肤上的剪切力，可以理解的，剪切力的大小、推杆200的长短以及微型发电机302做的功之间的逻辑关系都由信息处理模块503处的芯片决定。

手环还需包括给各个部件供电的供电电源模块507，供电电源模块507包括主电源214与备用电源215。主电源214可以通过电源管理系统与信息处理模块503逻辑相连，从而通过电源管理系统实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能，当电量低于20％时，手环便会在显示面板204提示电量不足，提醒佩戴者及时充电(移动电源或者充电器等)。可选的，提示电量不足可配合语音播报、震动提示等形式多途径配合，本申请实例对此不做限定。

为避免手环主电源214断电，手环停止运行，本申请实例另有一备用电源215，如当主电源214低于2％时，备用电源215自动启动，代替主电源214为手环供电保证手环正常运行，主电源214电量不足的提示依然存在，提示佩戴者及时充电，当备用电源215低于10％时，也将同时报警，双重提示可引起佩戴者注意，提高手环安全性。

可选的，主电源214与备用电源215均可拆卸，佩戴者可带手环时同步蓄电，亦可取下蓄电。当主电源214与备用电源215同时在佩戴时充电，优先给备用电源215充电或者将主电源214取下充电，在备用电源215报警前安置主电源214后，再将备用电源215取下充电，充满时再安装回去即可。

本申请的描述中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定，术语“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所述的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，本申请涉及人体手腕部结构，应根据人体对称性理解本申请，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作；术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种压力诱导反射控制帕金森病手部震颤的手环装置，手环装置包括腕带(105)，其特征在于手环装置还包括在腕带(105)上设置的多组执行机构(103)，执行机构(103)每两个为一组，在手腕部桡侧与尺侧各一，呈对角，恒定向手腕施加力F。

2.根据权利要求1所述的手环装置，其特征在于所述执行机构(103)包括：可粘性磁吸环(102)、压力传感器(201)、推杆(200)、磁柱(101)、发动机箱(100)，其中：

腕带(105)上开孔供磁柱(101)穿入，磁柱(101)的中央设置磁柱中央镂空部(210)以供推杆(200)通过；推杆(200)穿过磁柱中央镂空部(210)后与发动机箱(100)内的微型发动机(302)相连，所述发动机箱(100)位于腕带(105)相对于推杆(200)的外侧；腕带(105)相对于推杆(200)的内侧设置可粘性磁吸环(102)与磁柱(101)的环形磁吸面(208)磁力相吸；微型发动机(302)提供动力使推杆(200)在磁柱中央镂空部(210)通道内做垂直于腕带(105)的上下位移，并通过可粘性磁吸环(102)作用于人体腕部，所述推杆(200)的近皮肤端设置压力传感器(201)；

执行机构(103)向手腕施加的力其中R是压力传感器基材的力感测电阻得到的电阻值，R₀是压力传感器无力状态时的基准电阻值，k是压力传感器特性系数。

3.根据权利要求2所述的手环装置，其特征在于在可粘性磁吸环(102)上设置磁吸环中央镂空部(209)与磁柱中央镂空部(210)相吻合，构建稳定通道供微型发动机(302)带动推杆(200)施力。

4.根据权利要求2所述的手环装置，其特征在于所述可粘性磁吸环(102)包括磁吸环(110)和黏性敷料(111)，磁吸环(110)与磁柱(101)的环形磁吸面(208)磁力相吸；黏性敷料(111)设置于磁吸环(110)的外围，用于与腕带(105)内侧的粘接。

5.根据权利要求1所述的手环装置，其特征在于手环装置还包括表盘(104)，腕带(105)内包含一个卷绕空间(401)、一个线路空间(402)，卷绕空间(401)内包含伸缩调节装置(607)，用于动态调节腕带(105)的长短；线路空间(402)用于走线；表盘(104)内设置功能部件。

6.根据权利要求5所述的手环装置，其特征在于所述伸缩调节装置(607)包括齿轮(601)、轴心(602)、卡掣轴(603)、弹簧(604)、支架(605)、弹力收缩带(606)，其中：弹簧(604)位于卡掣轴(603)两端，并连接于卡掣轴(603)与轴心(602)之间；轴心呈“]”形与执行机构(103)的侧壁相连，以固定轴心(602)，供齿轮(601)转动带动弹力收缩带(606)稳定伸缩；弹力收缩带(606)一端卷绕在轴心(602)上，将轴心(602)与卡掣轴(603)包绕在内，一端与支架相连，将弹力收缩带(606)固定于一侧执行机构(103)或表盘(104)上；齿轮(601)置于轴心(602)两端。

7.根据权利要求1所述的手环装置，其特征在于：

执行机构(103)两两对角成组，一对角分别设置于拇指根部的桡骨外侧、手背上的尺骨外侧；一对角分别设置于手背的桡骨外侧、尺骨靠近小指骨根外侧相对应的腕带(105)位置。

8.根据权利要求1所述的手环装置，其特征在于执行机构为4组，执行机构(103)所设置于腕带(105)的位置采用测压定点装置根据患者情况定制；

所述测压定点装置包括U型“衣架”反射装置和压力检测装置：U型“衣架”反射装置用于模拟衣架反射；压力检测装置用于检测U型“衣架”反射装置对其产生的压力，从而间接反映出该反射装置对手腕部产生的压力，从而确定执行机构所需要设计的位置。

9.根据权利要求8所述的手环装置，其特征在于U型“衣架”反射装置为外层(021)和内层(022)复合而成，其中外层(021)为U型铝条，为易弯曲的铝棒材质呈“U”型；内层(022)为柔软材料。

10.根据权利要求8所述的手环装置，其特征在于压力检测装置为为N个压力感应片与固定带组成，N个压力感应片均匀布置于固定带的内侧，各压力感应片通过外围电路并联，并通过固定带的缠绕将上端与下端贴合手腕皮肤固定，数据传输至外部设备，呈现各点的受力情况。