WO2023029290A1 - 一种触觉认知检测设备及检测方法 - Google Patents

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WO2023029290A1
WO2023029290A1 PCT/CN2021/138053 CN2021138053W WO2023029290A1 WO 2023029290 A1 WO2023029290 A1 WO 2023029290A1 CN 2021138053 W CN2021138053 W CN 2021138053W WO 2023029290 A1 WO2023029290 A1 WO 2023029290A1
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angle
key code
key
stimulation
testee
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PCT/CN2021/138053
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吴景龙
吴琼
杨家家
刘玉龙
张志林
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深圳先进技术研究院
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B10/00—Other methods or instruments for diagnosis, e.g. instruments for taking a cell sample, for biopsy, for vaccination diagnosis; Sex determination; Ovulation-period determination; Throat striking implements
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/16—Devices for psychotechnics; Testing reaction times ; Devices for evaluating the psychological state

Definitions

  • the invention relates to the technical field of tactile cognition testing, in particular to a tactile cognition testing device and a testing method.
  • Memory function decline is the most obvious and common symptom of Alzheimer's disease.
  • the pathophysiological changes of Alzheimer's disease lead to obstacles in one or more links of the memory process.
  • Memories generated by touch are more precise, longer-lasting and most closely connected to the brain than sight and hearing.
  • relevant parameters of tactile cognitive function can be obtained through detection, which can effectively identify high-risk individuals before the clinical symptoms appear, move the diagnostic window of Alzheimer's disease forward, and treat the early stage of Alzheimer's disease. Early warning diagnosis is of great significance.
  • the present invention provides a tactile cognition detection device and a detection method to solve the problem of how to detect and obtain relevant behavioral parameters of tactile cognition functions.
  • one aspect of the present invention is to provide a tactile cognition detection device, the detection device comprising:
  • N angle stimulation key codes that can be recognized by touch, and the angles corresponding to the N angle stimulation key codes are in an arithmetic increment sequence, and N is an integer above 5;
  • Sorting detection module including N key code positions, for the subject to place the N angle stimulus key codes according to predetermined rules; Angle stimulus key codes are arranged in ascending order of angle;
  • the key code conversion module is connected with the sorting detection module, and is used to obtain the characteristic information of the angle stimulation key codes located in each key code position, and send it to the central processing unit module;
  • the central processing unit module is connected with the key code conversion module, and according to the received characteristic information of the angle stimulation key codes in each key code position, obtains the N angle stimulation key codes according to the predetermined rules by the testee. According to the arrangement result, calculate the angle discrimination threshold of the testee according to the arrangement result, and obtain the tactile cognition parameter of the testee;
  • the information interaction module is connected with the central processing module and is used for inputting test information and/or outputting test results.
  • N is 5-10; preferably 7.
  • the tactile cognition detection device is configured with multiple groups of angle stimulation key codes, and each group of angle stimulation key codes includes the N angle stimulation key codes with different angle tolerances.
  • the predetermined rule is: the angle stimulus key code with the smallest angle is pre-placed at the first key code position and the angle stimulus key code with the largest angle is pre-placed at the last key code position. Arrange the rest of the angle stimulation key codes in ascending order of the angles.
  • the key code conversion module includes a signal processing chip and several micro switches respectively arranged in each key code position. Structural features; wherein, when any one of the micro-switches is triggered to be turned on, the signal processing chip receives the first electrical signal and processes it to form a first logic signal; any one of the micro-switches is not triggered to be turned on and remains off When turned on, the signal processing chip receives a second electrical signal and processes it to form a second logic signal;
  • the angle stimulation key code is placed in a certain key code position to control the combination of on and/or off of each micro switch in the plurality of micro switches, and the signal processing chip processes and forms the first logic signal and and/or a combination of second logic signals to identify an angular stimulus keycode in that keycode location.
  • the angle stimulation key code includes a base and an angle structure protruding from the upper surface of the base, the lower surface of the base is provided with concave holes, and the lower surface of the base presses the micro switch so that The corresponding micro switch is triggered to conduct, and the micro switch corresponding to the position of the concave hole is not triggered to conduct and remains off; by adjusting the position and size of the concave hole, different angles can be used to stimulate key codes.
  • the several micro-switches are formed into different combined states of on and/or off.
  • the base of the angle stimulation key code is an iron base
  • the position of the key code is provided with a magnetic element
  • the angle stimulation key code is fixed by magnetic adsorption when placed at the position of the key code.
  • the central processing module calculates the angle discrimination threshold of the subject according to the arrangement result, including:
  • the angle discrimination threshold of the subject is calculated and obtained.
  • the tactile cognition detection device also includes a confirmation module, the confirmation module is connected to the key code conversion module, and when the testee finishes arranging the N angle stimulation key codes according to the predetermined rules, the testee passes The confirmation module confirms that the arrangement operation is completed, and the key code conversion module starts to acquire the characteristic information of the angle stimulation key codes located in each key code position according to the trigger signal of the confirmation module; and/or, the tactile cognition
  • the detection device also includes a communication module, and the communication unit includes one or more of a Bluetooth module, a USB connector and an RJ45 connector.
  • the information interaction module is a touch screen.
  • another aspect of the present invention is to provide a tactile cognition detection method, the detection method comprising:
  • N angle stimulation key codes with touchable angle recognition the angles corresponding to the N angle stimulation key codes are arithmetically increasing numbers, and N is an integer above 5;
  • N key code positions are set, and the testee places the N angle stimulation key codes in the N key code positions according to predetermined rules for arrangement; wherein, the predetermined rule is the way the testee recognizes by touch
  • the N angle stimulation key codes are arranged in ascending order of angle;
  • N is 5-10; preferably 7.
  • the predetermined rule is: the angle stimulus key code with the smallest angle is pre-placed at the first key code position and the angle stimulus key code with the largest angle is pre-placed at the last key code position. Arrange the rest of the angle stimulation key codes in ascending order of the angles.
  • the process in which the testee arranges the rest of the angle stimulus key codes in ascending order of angles by means of touch recognition includes:
  • the testee selects the angle stimulus key code that is recognized as the smallest angle from the remaining angle stimulus key codes that have been placed in the first and last key code positions, and places it in the second key code position. ;
  • testee selects the angle stimulus key code that is recognized as the smallest angle from the remaining angle stimulus key codes that have been placed in the first, second and last key code positions, and places it in the third key code. key code position;
  • the testee selects the angle stimulus key code that is judged as the smallest angle from the remaining angle stimulus key codes that have been placed in the first, second, third and last key code positions by touch recognition. Placed in the fourth key code position;
  • the calculation of the subject's angle discrimination threshold according to the arrangement result includes:
  • the angle discrimination threshold of the subject is calculated and obtained.
  • the tactile cognition detection device and detection method provided in the embodiments of the present invention are provided with N angle stimulation key codes with touchable angle recognition, and the angles of the N angle stimulation key codes are formed into an incremental number of arithmetic differences, and the testee passes The way of touch recognition judges the angle size of each angle stimulation key code and arranges them. Based on the arrangement results of the testees, the angle discrimination threshold of the testees is calculated, thereby obtaining the relevant behavioral parameters of the tactile cognition function, which can be used for related diseases (such as Alzheimer's disease) for early warning.
  • the operation process of the test method is simple, the detection time is short, and the fast detection of tactile cognition function can be realized.
  • Fig. 1 is a structural block diagram of a tactile cognition detection device provided by an embodiment of the present invention
  • Fig. 2 is a schematic structural diagram of a tactile cognition detection device provided by an embodiment of the present invention
  • Fig. 3 is the structural representation of the key code position in the equipment as Fig. 2;
  • Fig. 4 is the structural representation of the angle stimulation key code in the embodiment of the present invention.
  • Fig. 5a and Fig. 5b are the back structure schematic diagrams of the angle stimulation key code in the embodiment of the present invention.
  • Fig. 6 is a curve diagram of angle ranking probability changing with standard deviation in an embodiment of the present invention.
  • Fig. 7 is a curve diagram of angle ranking probability changing with standard deviation in another embodiment of the present invention.
  • Fig. 8 is a curve diagram of angle ranking probability changing with standard deviation in another embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a graph showing the relationship between cumulative probability and angle variable in an embodiment of the present invention.
  • the embodiment of the present invention firstly provides a tactile cognition detection device, referring to Fig. 1 to Fig. 4 , the detection device includes: an angle stimulation key code 10, a sequence detection module 20, a key code conversion module 30, and a central processing unit module 40 And information interaction module 50. Each part of the detection device will be described in detail below.
  • the angle stimulation key code 10 includes a base 11 and an angle structure 12 protruding from the upper surface of the base 11, the angle of the angle structure 12 can be recognized by touch, and the angle structure 12 It is preferably prepared by using aluminum material.
  • the tactile cognition detection device is configured with at least one group of angle stimulation key codes 10, each group of angle stimulation key codes includes N angle stimulation key codes 10, and the N angle stimulation key codes 10
  • the corresponding angle is an arithmetic increasing sequence, and N is an integer greater than 5.
  • the N angle stimulus key codes 10 are recorded as angle stimulus key codes K 1 , K 2 , ..., K N-1 and K N , and the angles corresponding to the N angle stimulus key codes 10 are ⁇ 1 , ⁇ 2 in turn , ..., ⁇ N-1 and ⁇ N , wherein ⁇ 1 , ⁇ 2 , ..., ⁇ N-1 and ⁇ N are arithmetic progressions, and N is an integer greater than 5.
  • the value of N is 5-10, for example, the value of N is 5, 6, 7, 8, 9 or 10. In the most preferred scheme, the value of N is 7.
  • the tactile cognition detection device is configured with multiple groups of angle stimulation key codes 10 , and each group of angle stimulation key codes includes N angle stimulation key codes 10 .
  • the difference of each group of angle stimulation key codes 10 is: the angle tolerance ⁇ of N angle stimulation key codes 10 is not the same, for example, the angle tolerance ⁇ of the N angle stimulation key codes in the first group of angle stimulation key codes is 1 °, the angle tolerance ⁇ of the N angle stimulation key codes in the second group of angle stimulation key codes is 2°, and the angle tolerance ⁇ of the N angle stimulation key codes in the third group of angle stimulation key codes is 3°.
  • the sorting detection module 20 includes N key code positions 21, and the N key code positions 21 are used for placing the N angle stimulus key codes 10 by the testee according to predetermined rules.
  • the predetermined rule is that the subject arranges the N angle stimulus key codes 10 in ascending order of angles by means of touch recognition.
  • the N key code positions 21 can be recorded as key code positions M 1 , M 2 , ..., M N-1 , and M N , and the testees require them in the order of small to large angles by means of touch recognition.
  • angle recognition is performed on the angle stimulus key codes K 1 , K 2 , ..., K N-1 and K N , they are placed in key code positions M 1 , M 2 , ..., M N-1 and M N for arrangement.
  • the predetermined rule is: pre-place the angle stimulus key code with the smallest angle at the first key code position and pre-place the angle stimulus key code with the largest angle at the last key code position, and the testee Arrange the rest of the angle stimulation key codes in ascending order of angles by means of touch recognition.
  • the tester pre-places the angle stimulus key code K 1 with the smallest angle at the key code position M 1 and places the angle stimulus key code K N with the largest angle at the key code position M N as a comparison reference, and then is tested
  • the operator judges the size of the angle through touch recognition, and places the angle stimulus key codes K 2 , K 3 , ..., K N-2 and K N-1 in the key code positions M 2 , M 3 , ..., M N-2 and M N-1 are arranged.
  • the key code position 21 has a square groove-like structure
  • the base 11 of the angle stimulation key code 10 has a square shape suitable for the square groove. structure.
  • the base of the angle stimulation key code 10 is an iron base, and a magnetic element 22 is arranged in the key code position 21.
  • the angle stimulation key code 10 passes Magnetic adsorption fixation.
  • the key code conversion module 30 is connected with the sorting detection module 20 for acquiring the characteristic information of the angle stimulus key code 10 located in each key code position 21 and sending it to the central processing unit module 40 .
  • the key code conversion module 30 includes a signal processing chip (not shown in the figure) and several micro switches 31 respectively arranged in each key code position 21, so The angle stimulation key code 10 is provided with structural features capable of controlling the several micro switches 31 to be turned on or off.
  • the signal processing chip when any one of the micro-switches 31 is triggered to be turned on, the signal processing chip receives the first electrical signal and processes it to form a first logic signal; any one of the micro-switches 31 is not triggered to be turned on and remains off , the signal processing chip receives the second electrical signal and processes it to form a second logic signal.
  • the signal processing chip when any one of the micro-switches 31 is triggered to be turned on, it outputs a low-level signal to the signal processing chip, and the signal processing chip processes the low-level signal to form a first logic signal "0"; when any one of the micro-switches 31 is not triggered to be turned on but remains off, output a high-level signal to the signal processing chip, and the signal processing chip forms a second logic signal according to the high-level signal processing "1".
  • the signal processing chip may also form the first logic signal to be "1" according to the low-level signal processing and form the second logic signal to be "0" according to the high-level signal processing.
  • the signal processing chip is, for example, a single chip microcomputer chip.
  • the angle stimulation key code 10 is placed in a certain key code position to control the combination of on and/or off of each micro switch in the plurality of micro switches 31, and the signal processing chip processing is formed into a first logic signal and/or a second logic signal to identify the angular stimulus keycode 10 in the keycode position 21.
  • the quantity of the microswitch 31 that is arranged in each keycode position 21 is 3, comprises microswitch 31a, microswitch 31b and microswitch 31c: if A certain angle stimulates the key code 10 to control the triggering of the micro switch 31a while the micro switch 31b and the micro switch 31c remain disconnected, then the signal processing chip processes and forms a logic signal of "011"; if another angle stimulates the key code 10
  • the micro switch 31a is controlled to be turned off and the micro switch 31b and the micro switch 31c are triggered to be turned on, then the signal processing chip processes and forms a logic signal of "100".
  • the angle stimulus key code with the smallest angle is placed in the first key code position in advance and the angle stimulus key code with the largest angle is placed in advance.
  • the stimulus key code is pre-placed at the last key code position, and the testee arranges the rest of the angle stimulus key codes in order of small to large angles through touch recognition. That is, the angle stimulation key codes with the minimum angle and the maximum angle stimulation key codes have been pre-positioned at specific positions, and there is no need to re-identify the key code positions where they are placed. Therefore, in the N key code positions 21 shown in FIG.
  • the micro-switch 31 is not set in the first key code position 21 and the last key code position 21.
  • the predetermined rule is that the subject needs to sort all the angle stimulation key codes 10 in a group of angle stimulation key codes 10, then all key code positions 21 should be provided with the micro-switches 31.
  • each angle stimulation key code 10 is respectively provided with different structural features to control the conduction of micro switch 31a, micro switch 31b and micro switch 31c.
  • the structural features of each angle stimulation key code 10 correspond to a unique combination of the first logic signal and/or the second logic signal, thus enabling the key code conversion module 30 to identify each key code position 21
  • the feature information of the angle stimulus key code 10 is sent to the CPU module 40 .
  • each key code position 21 when the number of microswitches 31 arranged in each key code position 21 is m, there are 2 m combinations of on and/or disconnection of each micro switch, and the key codes that can be set by the sorting detection module 20 The maximum number of positions 21 is 2 m . Therefore, in some other embodiments, the quantity of the microswitch 31 that is arranged in each key code position 21 can be 4 or more, thus can set more number of key code positions 21, identify more number The angle stimulus keycode 10.
  • the lower surface of the base 11 of the angle stimulation key code 10 is provided with a concave hole 13, and the lower surface of the base 11 presses the micro switch 31 so that the corresponding micro switch 31
  • the switch 31 is triggered to be turned on, and the micro switch 31 corresponding to the position of the concave hole 13 is not triggered to be turned on and kept off; by adjusting the position and size of the concave hole 13, different angles can stimulate key codes
  • the plurality of micro-switches 31 are controlled to form different combined states of on and/or off. For example, if the angle stimulation keycode 10 shown in FIG. 5a is placed at the keycode position 21 as shown in FIG.
  • the angle stimulation key code 10 shown in Figure 5b is placed in the key code position 21 shown in Figure 3, and the micro switch 31a triggers conduction and corresponds to the micro switch 31b at the position of the concave hole 13 And the micro switch 31c is kept disconnected, forming a logic signal of "011".
  • the angle stimulation key codes located in each key code position 21 are thus acquired 10 feature information.
  • the key code conversion module 30 can also obtain the characteristic information of the angle stimulation key code 10 located in each key code position 21 by other means.
  • each angle stimulation key code 10 is provided with a uniquely coded radio frequency tag
  • the bottom of each key code position 21 is provided with a scanning probe.
  • the scanning probe scans the radio frequency tag of the angle stimulation key code 10 , and obtains the feature information of the angle stimulation key code 10 located in each key code position 21 by way of radio frequency identification.
  • the central processing unit module 40 is connected with the key code conversion module 30, and according to the received characteristic information of the angle stimulation key code 10 in each key code position 21, obtain the testee's key code according to the described According to the arrangement result of the N angle stimulation key codes 10 according to the predetermined rule, the angle discrimination threshold of the testee is calculated according to the arrangement result 10, and the tactile cognition parameter of the testee is obtained.
  • the process of calculating the angle discrimination threshold of the subject by the central processing unit 40 according to the arrangement result includes:
  • the angle discrimination threshold of the subject is calculated and acquired.
  • the information interaction module 50 is connected to the central processing module 40 for inputting test information and/or outputting test results.
  • the information interaction module 50 is a touch screen.
  • the tactile cognition detection device further includes a confirmation module 60, and the confirmation module 60 is connected to the key code conversion module 30, and the testee follows the predetermined
  • the confirmation module 60 confirms that the arrangement operation is completed, and the key code conversion module 30 starts to acquire the keys located at each key code position according to the trigger signal of the confirmation module 60.
  • the tactile perception detection device further includes a communication module 70 and a power supply module 80, and the communication module 70 includes a Bluetooth module 71, a USB connector 72 and an RJ45 connector 73.
  • the power module 80 is used to provide working power to the device.
  • the tactile cognition detection device includes a device housing 100, the sorting detection module 20 (each key code position 21 ), the information interaction module 50 in the tactile cognition detection device (touch screen) and confirmation module 60 are assembled on the upper surface of the device housing 100 .
  • Other modules such as the processing chip of the key code conversion module 30 , the CPU module 40 , the communication module 70 and the power module 80 are integrated in the device casing 100 , so they are not shown in FIG. 2 .
  • the power interface of the power supply module 80 and the USB interface and the RJ45 interface of the communication module 70 are arranged on the back of the device casing 100 as shown in FIG. 2 .
  • a storage box 90 is also provided on the upper surface of the device casing 100, and the storage box 90 is mainly used for placing angular stimuli. Key code 10, to avoid loss of angle stimulus key code 10.
  • an embodiment of the present invention also provides a tactile cognition detection method, the detection method comprising steps:
  • N angle stimulation key codes with tactile identification of angles the angles corresponding to the N angle stimulation key codes are in an arithmetic increasing sequence, and N is an integer greater than 5.
  • N is 5-10; preferably 7.
  • N angle stimulation key codes are arranged in ascending order of angles in a manner of using.
  • the predetermined rule is: pre-place the angle stimulus key code with the smallest angle at the first key code position and pre-place the angle stimulus key code with the largest angle at the last key code position, and the testee Arrange the rest of the angle stimulation key codes in ascending order of angles by means of touch recognition.
  • the process of arranging the remaining angle stimulus key codes by the testee in ascending order of angles by means of touch recognition includes:
  • the testee selects the angle stimulus key code that is recognized as the smallest angle from the remaining angle stimulus key codes that have been placed in the first and last key code positions, and places it in the second key code position. ;
  • testee selects the angle stimulus key code that is recognized as the smallest angle from the remaining angle stimulus key codes that have been placed in the first, second and last key code positions, and places it in the third key code. key code position;
  • the testee selects the angle stimulus key code that is judged as the smallest angle from the remaining angle stimulus key codes that have been placed in the first, second, third and last key code positions by touch recognition. Placed in the fourth key code position;
  • the calculation of the subject's angle discrimination threshold according to the arrangement result includes:
  • the angle discrimination threshold of the subject is calculated and acquired.
  • the value of N in this embodiment is 7, that is, provide 7 angle stimulus key codes K 1 , K 2 , K 3 , K 4 , K 5 , K 6 and K with angle touch recognition 7.
  • step S20 setting seven key code positions M 1 , M 2 , M 3 , M 4 , M 5 , M 6 and M 7 .
  • the tester Before the test begins, the tester demonstrates and explains the test operation process under the visual conditions of the testee.
  • the test equipment containing the 7 key code positions was placed horizontally in front of the testee, and the testee wore an eye mask to eliminate visual interference.
  • the testee wearing the eye mask sat upright in front of the table and adjusted the chair and the table.
  • the height of the device ensures that the subject's arm and the height of the table that needs to be operated in an angular arrangement are adapted to avoid operational fatigue that affects the subject's tactile perception.
  • the test rule in this embodiment is: the predetermined rule is: pre-place the angle stimulus key code with the smallest angle at the first key code position and pre-place the angle stimulus key code with the largest angle at the last key code position, The testees arranged the remaining angle stimulus key codes in ascending order of angles by means of touch recognition.
  • the tester pre-places the angle stimulus key code K 1 with the smallest angle at the key code position M 1 and the angle stimulus key code K 7 with the largest angle at the key code position M 7 , and the testee recognizes it by touch Arrange the remaining angle stimulus key codes in ascending order of angles, including the following steps:
  • the testee selects the angle stimulation key code with the smallest angle from the angle stimulation key codes K 2 , K 3 , K 4 , K 5 and K 6 through touch recognition and places it in the key code position M 2 ;
  • the person under test selects and judges that the angle stimulus key code with the smallest angle is placed on the key code position M 3 from the remaining angle stimulus key codes that have been placed in the key code position M 2 by the mode of touch recognition;
  • the person under test selects and judges that the angle stimulation key code with the smallest angle is placed in the key code position M 4 from the remaining angle stimulus key codes that have been placed in the key code positions M 2 and M 3 by means of touch recognition;
  • step S30 based on the operation process of step S20 above, the testee's sorting results AS for the angle stimulus key codes K 2 , K 3 , K 4 , K 5 and K 6 are obtained.
  • the sequence of the angle stimulus key codes of the sorting result AS obtained by the subject is K 4 , K 2 , K 3 , K 5 , and K 6 as an example to continue the description of the next step, that is, the sorting result
  • the angle stimulus keycode placed by the testee at the keycode position M2 is K4 , that is, the angle is ⁇ 4 , then the normalized probability of the testee's sorting angle for the position M2 is:
  • the angle stimulus keycode placed by the testee at the keycode position M3 is K2 , that is, the angle is ⁇ 2 , then the normalized probability of the testee's sorting angle for the position M3 is:
  • the angle stimulus keycode placed by the testee at the keycode position M4 is K3 , that is, the angle is ⁇ 3 , then the normalized probability of the testee's sorting angle for the position M4 is:
  • the actual angle at keycode position M2 is 26°, and the normalized probability of sorting angle at this position M2 is:
  • the actual angle at key code position M3 is 22°, and the normalized probability of sorting angle at this position M3 is:
  • Each standard deviation ⁇ corresponds to a probability P( ⁇ , AS), and the curve of the probability P( ⁇ , AS) changing with the standard deviation ⁇ is obtained as shown in Figure 6.
  • the value of the conversion coefficient k is 0.675
  • the variable x is an angle variable, and x is from the minimum value ⁇ 1 to the maximum value in the angle series ⁇ 1 , ⁇ 2 ,..., ⁇ N-1 and ⁇ N provided to the subject
  • the tactile cognition detection device and detection method provided in the embodiments of the present invention are provided with N angle stimulation key codes with touchable angle recognition, and the angles of the N angle stimulation key codes are formed as an arithmetic increment number , the testee judges the angle size of each angle stimulation key code by touch recognition and arranges them. Based on the arrangement results of the testee, the angle discrimination threshold of the testee is calculated, thereby obtaining the relevant behavioral parameters of the tactile cognitive function. Early warnings can be made for related diseases such as Alzheimer's disease.
  • the operation process of the test method is simple, the detection time is short, and the fast detection of tactile cognition function can be realized.

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Abstract

一种触觉认知检测设备及方法，设备包括：具有角度可触摸识别的N个角度刺激键码（10），N个角度刺激键码（10）对应的角度呈等差递增数列；排序检测模块（20），包括N个键码位置（21），供被测试者按照预定规则放置N个角度刺激键码（10）进行排列；键码转换模块（30），用于获取位于各个键码位置（21）中的角度刺激键码（10）的特征信息；中央处理器模块（40），根据得到的各个键码位置（21）中的角度刺激键码（10）的特征信息，获得被测试者按照预定规则对N个角度刺激键码（10）的排列结果，并计算被测试者的角度辨别阈值，获得被测试者触觉认知参数；信息交互模块（50），与中央处理模块（40）连接，用于输入测试信息和/或输出测试结果。触觉认知检测设备及方法实现了快速检测获得触觉认知功能的相关参数，可以为相关疾病进行预警。

Description

一种触觉认知检测设备及检测方法 技术领域
本发明涉及触觉认知测试技术领域，尤其涉及一种触觉认知检测设备及检测方法。
背景技术
记忆功能下降是老年痴呆病最明显也最常见的症状，老年痴呆病的病理生理改变导致记忆过程的其中一个或多个环节出现障碍。相比视觉和听觉，由触觉产生的记忆更精准、更持久且与大脑的联系最为密切。基于触觉的特殊性和敏感性，通过检测获得触觉认知功能的相关参数，可在临床病状出现前对疾病高危个体进行有效识别，将老年痴呆病的诊断窗口前移，对老年痴呆病的早期预警诊断具有重要意义。
如何检测获取触觉认知功能的相关行为参数，是目前需要解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种触觉认知检测设备及检测方法，以解决如何检测获取触觉认知功能的相关行为参数的问题。
为了解决以上问题，本发明的一方面是提供一种触觉认知检测设备，所述检测设备包括：
具有角度可触摸识别的N个角度刺激键码，所述N个角度刺激键码对应的角度呈等差递增数列，N为5以上的整数；
排序检测模块，包括N个键码位置，用于供被测试者按照预定规则放置所述N个角度刺激键码；其中，所述预定规则为被测试者通过触摸识别的方式将所述 N个角度刺激键码按照角度从小到大的顺序进行排列；
键码转换模块，与所述排序检测模块连接，用于获取位于各个键码位置中的角度刺激键码的特征信息，发送至中央处理器模块；
中央处理器模块，与所述键码转换模块连接，根据接收到的各个键码位置中的角度刺激键码的特征信息，获得被测试者按照所述预定规则对所述N个角度刺激键码的排列结果，根据所述排列结果计算所述被测试者的角度辨别阈值，获得所述被测试者触觉认知参数；
信息交互模块，与所述中央处理模块连接，用于输入测试信息和/或输出测试结果。
具体地，所述N个角度刺激键码的角度呈公差为Δα的等差递增数列，Δα＝0.5°～10°；优选为Δα＝1°～5°。
具体地，所述N的取值为5～10；优选为7。
具体地，所述触觉认知检测设备配置有多组角度刺激键码，每一组角度刺激键码包括角度公差不同的所述N个角度刺激键码。
具体地，所述预定规则为：将角度最小的角度刺激键码预先放置于第一个键码位置以及将角度最大的角度刺激键码预先放置于最后一个键码位置，被测试者通过触摸识别的方式将其余的角度刺激键码按照角度从小到大的顺序进行排列。
具体地，所述键码转换模块包括信号处理芯片和分别设置于各个键码位置中的若干个微开关，所述角度刺激键码设置有能够控制所述若干个微开关导通或断开的结构特征；其中，任意一个所述微开关被触发导通时，所述信号处理芯片接收到第一电信号并处理形成第一逻辑信号；任意一个所述微开关未被触发导通而保持断开时，所述信号处理芯片接收到第二电信号并处理形成第二逻辑信号；
所述角度刺激键码放置于某一个键码位置中，控制所述若干个微开关中各个微开关的导通和/或断开的组合，所述信号处理芯片处理形成为第一逻辑信号和/或第二逻辑信号的组合，从而识别该键码位置中的角度刺激键码。
具体地，所述角度刺激键码包括基底以及凸起于所述基底的上表面上的角度结构，所述基底的下表面设置有凹孔，所述基底的下表面顶压所述微开关使得对应的微开关被触发导通，对应于所述凹孔位置的微开关未被触发导通而保持断开；通过调整所述凹孔的位置以及尺寸大小，使得不同的角度刺激键码能够控制所述若干个微开关形成为不同的导通和/或断开的组合状态。
具体地，所述角度刺激键码的基底为铁质基底，所述键码位置中设置有磁性元件，所述角度刺激键码放置于所述键码位置时通过磁性吸附固定。
具体地，所述中央处理器模块根据所述排列结果计算所述被测试者的角度辨别阈值，包括：
所述中央处理器模块根据所述排列结果，基于正态分布的最大似然估计法，建立所述排列结果AS的概率P(σ，AS)与标准方差σ的函数关系：P(σ，AS)＝f(σ)，求出概率P(σ，AS)最大时对应的标准方差σ 0；
根据所述标准方差σ 0，计算获取所述被测试者的角度辨别阈值。
具体地，所述角度辨别阈值的计算公式为：DT＝k×σ 0，其中，DT为所述角度辨别阈值，k为转换系数，k的取值为0.6～0.7。
具体地，所述触觉认知检测设备还包括确认模块，所述确认模块与所述键码转换模块连接，被测试者按照所述预定规则对所述N个角度刺激键码排列完成时，通过所述确认模块确认完成排列操作，所述键码转换模块根据所述确认模块的触发信号，开始获取位于各个键码位置中的角度刺激键码的特征信息；和/或，所述 触觉认知检测设备还包括通信模块，所述通信单元包括蓝牙模块、USB连接器和RJ45连接器中的一种或两种以上。
具体地，所述信息交互模块为触控显示屏。
为了解决以上问题，本发明的另一方面是提供一种触觉认知检测方法，所述检测方法包括：
提供具有角度可触摸识别的N个角度刺激键码，所述N个角度刺激键码对应的角度呈等差递增数列，N为5以上的整数；
设置N个键码位置，被测试者按照预定规则将所述N个角度刺激键码放置于所述N个键码位置中进行排列；其中，所述预定规则为被测试者通过触摸识别的方式将所述N个角度刺激键码按照角度从小到大的顺序进行排列；
获取所述被测试者对于所述N个角度刺激键码的排列结果；
根据所述排列结果计算所述被测试者的角度辨别阈值，获得所述被测试者触觉认知参数。
具体地，所述N个角度刺激键码的角度呈公差为Δα的等差递增数列，Δα＝0.5°～10°；优选为Δα＝1°～5°。
具体地，所述N的取值为5～10；优选为7。
具体地，所述预定规则为：将角度最小的角度刺激键码预先放置于第一个键码位置以及将角度最大的角度刺激键码预先放置于最后一个键码位置，被测试者通过触摸识别的方式将其余的角度刺激键码按照角度从小到大的顺序进行排列。
具体地，所述被测试者通过触摸识别的方式将其余的角度刺激键码按照角度从小到大的顺序进行排列的过程包括：
被测试者通过触摸识别的方式，从除去已放置于第一个和最后一个键码位置 的其余角度刺激键码中，选取识别判断为角度最小的角度刺激键码放置于第二个键码位置；
被测试者通过触摸识别的方式，从除去已放置于第一个、第二个和最后一个键码位置的其余角度刺激键码中，选取识别判断为角度最小的角度刺激键码放置于第三个键码位置；
被测试者通过触摸识别的方式，从除去已放置于第一个、第二个、第三个和最后一个键码位置的其余角度刺激键码中，选取识别判断为角度最小的角度刺激键码放置于第四个键码位置；
以此类推，直至将最后一个角度刺激键码放置于倒数第二个键码位置。
具体地，所述根据所述排列结果计算所述被测试者的角度辨别阈值，包括：
根据所述排列结果，基于正态分布的最大似然估计法，建立所述排列结果AS的概率P(σ，AS)与标准方差σ的函数关系：P(σ，AS)＝f(σ)，求出概率P(σ，AS)最大时对应的标准方差σ 0；
根据所述标准方差σ 0，计算获取所述被测试者的角度辨别阈值。
具体地，所述角度辨别阈值的计算公式为：DT＝k×σ 0，其中，DT为所述角度辨别阈值，k为转换系数，k的取值为0.6～0.7。
具体地，选取具有角度公差为Δα 1的一组所述N个角度刺激键码供被测试者进行测试，获得相应的排列结果：
(Ⅰ)、若所述排列结果完全按照角度从小到大的顺序依次排列，则选取具有角度公差为Δα 2的另一组所述N个角度刺激键码供被测试者重新进行测试，其中，Δα 2＜Δα 1；
(Ⅱ)、若根据所述排列结果无法计算出相应的角度辨别阈值，则选取具有 角度公差为Δα 3的另一组所述N个角度刺激键码供被测试者重新进行测试，其中，Δα 1＜Δα 3。
本发明实施例中提供的触觉认知检测设备及检测方法，设置具有角度可触摸识别的N个角度刺激键码，且N个角度刺激键码的角度形成为等差递增数量，被测试者通过触摸识别的方式判断各个角度刺激键码的角度大小进行排列，基于被测试者的排列结果，计算出被测试者角度辨别阈值，由此获取触觉认知功能的相关行为参数，可以为相关疾病(例如老年痴呆病)进行预警。另外，所述测试方法的操作过程简单，检测时间短，可以实现快速检测触觉认知功能。
附图说明
图1是本发明实施例提供的触觉认知检测设备的结构框图；
图2是本发明实施例提供的触觉认知检测设备的结构示意图；
图3是如图2的设备中的键码位置的结构示意图；
图4是本发明实施例中的角度刺激键码的结构示意图；
图5a和图5b是本发明实施例中的角度刺激键码的背面结构示意图；
图6是本发明一实施例中的角度排序概率随标准方差变化的曲线图；
图7是本发明另一实施例中的角度排序概率随标准方差变化的曲线图；
图8是本发明另一实施例中的角度排序概率随标准方差变化的曲线图；
图9是本发明一实施例中的累积概率与角度变量的关系曲线图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。这些优选实施方式的示例在附图中进行了例示。附图 中所示和根据附图描述的本发明的实施方式仅仅是示例性的，并且本发明并不限于这些实施方式。
在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
本发明实施例首先提供了一种触觉认知检测设备，参阅图1至图4，所述检测设备包括：角度刺激键码10、排序检测模块20、键码转换模块30、中央处理器模块40和信息交互模块50。下面对所述检测设备的各个部分进行具体说明。
(一)、角度刺激键码10
如图4所示，所述角度刺激键码10包括基底11以及凸起于所述基底11的上表面上的角度结构12，所述角度结构12的角度可被触摸识别，所述角度结构12优选为使用铝材制备获得。
具体的方案中，所述触觉认知检测设备配置有至少一组所述角度刺激键码10，每一组角度刺激键码包括N个角度刺激键码10，所述N个角度刺激键码10对应的角度呈等差递增数列，N为5以上的整数。
具体来说，N个角度刺激键码10记为角度刺激键码K 1、K 2、…、K N-1和K N，N个角度刺激键码10对应的角度依次为α 1、α 2、…、α N-1和α N，其中，α 1、α 2、…、α N-1和α N为等差递增数列，N为5以上的整数。
在优选的方案中，N的取值为5～10，例如N的取值为5、6、7、8、9或10。最为优选的方案中，N的取值为7。
在优选的方案中，所述N个角度刺激键码10的角度呈公差为Δα的等差递增数列，即，等差递增数列α 1、α 2、…、α N-1和α N的公差为Δα，Δα＝0.5°～10°， 例如是Δα＝0.5°、1°、2°、3°、4°、5°、6°、8°、9°或10°。更为优选的方案中Δα＝1°～5°。
在优选的方案中，所述触觉认知检测设备配置有多组所述角度刺激键码10，每一组角度刺激键码包括N个角度刺激键码10。各组所述角度刺激键码10的差别在于：N个角度刺激键码10的角度公差Δα不相同，例如，第一组角度刺激键码中的N个角度刺激键码的角度公差Δα为1°，第二组角度刺激键码中的N个角度刺激键码的角度公差Δα为2°，第三组角度刺激键码中的N个角度刺激键码的角度公差Δα为3°。
(二)、排序检测模块20
如图1和图2所示，所述排序检测模块20包括N个键码位置21，所述N个键码位置21用于供被测试者按照预定规则放置所述N个角度刺激键码10。其中，所述预定规则为被测试者通过触摸识别的方式将所述N个角度刺激键码10按照角度从小到大的顺序进行排列。
具体来说，N个键码位置21可记为键码位置M 1、M 2、…、M N-1和M N，被测试者通过触摸识别的方式，按照角度从小到大的顺序要求，对角度刺激键码K 1、K 2、…、K N-1和K N进行角度识别后放置于键码位置M 1、M 2、…、M N-1和M N进行排列。
在优选的方案中，所述预定规则为：将角度最小的角度刺激键码预先放置于第一个键码位置以及将角度最大的角度刺激键码预先放置于最后一个键码位置，被测试者通过触摸识别的方式将其余的角度刺激键码按照角度从小到大的顺序进行排列。具体来说，测试人员将角度最小的角度刺激键码K 1预先放置于键码位置M 1并将角度最大的角度刺激键码K N预先放置于键码位置M N作为比较基准， 然后被测试者通过触摸识别判断角度的大小，按照角度从小到大的排序顺序要求，将角度刺激键码K 2、K 3、…、K N-2和K N-1放置于键码位置M 2、M 3、…、M N-2和M N-1中进行排列。
在优选的方案中，参阅图3和图4，所述键码位置21具有方形的凹槽状结构，所述角度刺激键码10的基底11具有与所述方形的凹槽相适配的方形结构。
进一步优选的方案中，所述角度刺激键码10的基底为铁质基底，所述键码位置21中设置有磁性元件22，所述角度刺激键码10放置于所述键码位置21时通过磁性吸附固定。
(三)、键码转换模块30
如图1所示，所述键码转换模块30与所述排序检测模块20连接，用于获取位于各个键码位置21中的角度刺激键码10的特征信息，发送至中央处理器模块40。
在一个优选的方案中，参阅图2和图3，所述键码转换模块30包括信号处理芯片(图中未示出)和分别设置于各个键码位置21中的若干个微开关31，所述角度刺激键码10设置有能够控制所述若干个微开关31导通或断开的结构特征。
其中，任意一个所述微开关31被触发导通时，所述信号处理芯片接收到第一电信号并处理形成第一逻辑信号；任意一个所述微开关31未被触发导通而保持断开时，所述信号处理芯片接收到第二电信号并处理形成第二逻辑信号。
例如，在本发明实施例中，任意一个所述微开关31被触发导通时，输出低电平信号至所述信号处理芯片，所述信号处理芯片根据低电平信号处理形成第一逻辑信号“0”；任意一个所述微开关31未被触发导通而保持断开时，输出高电平信号至所述信号处理芯片，所述信号处理芯片根据高电平信号处理形成第二逻辑 信号“1”。在另外的实施例中，所述信号处理芯片也可以是根据低电平信号处理形成第一逻辑信号为“1”而根据高电平信号处理形成第二逻辑信号为“0”。所述信号处理芯片例如是单片机芯片。
所述角度刺激键码10放置于某一个键码位置中，控制所述若干个微开关31中各个微开关的导通和/或断开的组合，所述信号处理芯片处理形成为第一逻辑信号和/或第二逻辑信号的组合，从而识别该键码位置21中的角度刺激键码10。
例如，在本发明实施例中，如图2和图3所示，设置于各个键码位置21中的微开关31的数量为3个，包括微开关31a、微开关31b和微开关31c：若是某一个角度刺激键码10控制使得微开关31a触发导通而微开关31b和微开关31c保持断开，则所述信号处理芯片处理形成逻辑信号为“011”；若是另一个角度刺激键码10控制使得微开关31a断开而微开关31b和微开关31c被触发导通，则所述信号处理芯片处理形成逻辑信号为“100”。
另外，需要进一步说明的是，基于本发明具体实施例中对角度刺激键码进行排序的预定规则为：将角度最小的角度刺激键码预先放置于第一个键码位置以及将角度最大的角度刺激键码预先放置于最后一个键码位置，被测试者通过触摸识别的方式将其余的角度刺激键码按照角度从小到大的顺序进行排列。即，角度最小的角度刺激键码和角度最大的角度刺激键码已预先放置在特定位置，不需要重新识别其放置的键码位置，因此，如图2示出的N个键码位置21中，第一个键码位置21和最后一个键码位置21中不设置所述微开关31。在另外的实施例中，若是预定规则是被测试者需要对一组角度刺激键码10中的所有角度刺激键码10都进行排序，则所有的键码位置21都应当设置有所述微开关31。
基于以上的机理，对于一组角度刺激键码中的N个角度刺激键码10，每一 角度刺激键码10分别设置不同的结构特征来控制微开关31a、微开关31b和微开关31c的导通或断开，每一角度刺激键码10的结构特征对应一个唯一的第一逻辑信号和/或第二逻辑信号的组合，由此使得键码转换模块30可以识别各个键码位置21中的角度刺激键码10的特征信息，发送至中央处理器模块40。
需要说明的是，在各个键码位置21中设置的微开关31的数量为m时，各个微开关的导通和/或断开的组合有2 m个，排序检测模块20可以设置的键码位置21的最大数量为2 m个。因此，在另外的一些实施例中，设置于各个键码位置21中的微开关31的数量可以为4个或更多个，由此可以设置更多数量的键码位置21，识别更多数量的角度刺激键码10。
参阅图5a和图5b，本发明实施例中，所述角度刺激键码10的基底11的下表面设置有凹孔13，所述基底11的下表面顶压所述微开关31使得对应的微开关31被触发导通，对应于所述凹孔13位置的微开关31未被触发导通而保持断开；通过调整所述凹孔13的位置以及尺寸大小，使得不同的角度刺激键码能够控制所述若干个微开关31形成为不同的导通和/或断开的组合状态。例如，将图5a所示的角度刺激键码10放置于如图3示出的键码位置21，微开关31a和微开关31b触发导通而对应于凹孔13位置的微开关31c保持断开，形成逻辑信号为“001”；将图5b所示的角度刺激键码10放置于如图3示出的键码位置21，微开关31a触发导通而对应于凹孔13位置的微开关31b和微开关31c保持断开，形成逻辑信号为“011”。
以上的实施例中，通过设置在各个键码位置21中的微开关31与设置在角度刺激键码10背面的凹孔13的配合，由此获取位于各个键码位置21中的角度刺激键码10的特征信息。在另外的实施例中，键码转换模块30还可以通过其他方 式来获取位于各个键码位置21中的角度刺激键码10的特征信息。
例如：每一个角度刺激键码10的基底11的下表面设置有唯一编码的射频标签，各个键码位置21的底部设置有扫描探头，某一个角度刺激键码10放置于键码位置21时，扫描探头对该角度刺激键码10的射频标签进行扫描，通过射频识别的方式获取位于各个键码位置21中的角度刺激键码10的特征信息。
(四)、中央处理器模块40
如图1所示，所述中央处理器模块40与所述键码转换模块30连接，根据接收到的各个键码位置21中的角度刺激键码10的特征信息，获得被测试者按照所述预定规则对所述N个角度刺激键码10的排列结果，根据所述排列结果10计算所述被测试者的角度辨别阈值，获得所述被测试者触觉认知参数。
在本发明实施例中，所述中央处理器模块40根据所述排列结果计算所述被测试者的角度辨别阈值的过程包括：
所述中央处理器模块40根据所述排列结果AS，基于正态分布的最大似然估计法，建立所述排列结果AS的概率P(σ，AS)与标准方差σ的函数关系：P(σ，AS)＝f(σ)，求出概率P(σ，AS)最大时对应的标准方差σ 0；
根据所述标准方差σ 0，计算获取所述被测试者的角度辨别阈值。
更具体地，所述角度辨别阈值的计算公式为：DT＝k×σ 0，其中，DT为所述角度辨别阈值，k为转换系数，k的取值为0.6～0.7，k的取值优选为0.675。
(五)、信息交互模块50
如图1和图2所示，所述信息交互模块50与所述中央处理模块40连接，用于输入测试信息和/或输出测试结果。
本发明实施例中，所述信息交互模块50为触控显示屏。
本发明实施例中，如图1和图2所示，所述触觉认知检测设备还包括确认模块60，所述确认模块60与所述键码转换模块30连接，被测试者按照所述预定规则对所述N个角度刺激键码10排列完成时，通过所述确认模块60确认完成排列操作，所述键码转换模块30根据所述确认模块60的触发信号，开始获取位于各个键码位置21中的角度刺激键码10的特征信息。
进一步地，本发明实施例中，如图1所示，所述触觉认知检测设备还包括通信模块70和电源模块80，所述通信模块70包括蓝牙模块71、USB连接器72和RJ45连接器73，所述电源模块80用于向该设备提供工作电源。
在本发明实施例中，如图2所示，所述触觉认知检测设备包括设备外壳100，所述触觉认知检测设备中的排序检测模块20(各个键码位置21)、信息交互模块50(触控显示屏)以及确认模块60装配在所述设备外壳100的上表面上。键码转换模块30的处理芯片、中央处理器模块40、通信模块70和电源模块80等其他模块则集成设置在所述设备外壳100内，因此图2中未能示出。其中，电源模块80的电源接口以及通信模块70中的USB接口和RJ45接口设置在如图2示出的设备外壳100的背面。
进一步地，如图2所示，本实施例中的触觉认知检测设备，所述设备外壳100的上表面上还设置有一储物盒90，所述储物盒90主要是用于放置角度刺激键码10，避免角度刺激键码10丢失。
基于以上的触觉认知检测，本发明实施例还提供了一种触觉认知检测方法，所述检测方法包括步骤：
S10、提供具有角度可触摸识别的N个角度刺激键码，所述N个角度刺激键码对应的角度呈等差递增数列，N为5以上的整数。
其中，所述N个角度刺激键码的角度呈公差为Δα的等差递增数列，Δα＝0.5°～10°；优选为Δα＝1°～5°。
其中，所述N的取值为5～10；优选为7。
S20、设置N个键码位置，被测试者按照预定规则将所述N个角度刺激键码放置于所述N个键码位置中进行排列；其中，所述预定规则为被测试者通过触摸识别的方式将所述N个角度刺激键码按照角度从小到大的顺序进行排列。
在优选的方案中，所述预定规则为：将角度最小的角度刺激键码预先放置于第一个键码位置以及将角度最大的角度刺激键码预先放置于最后一个键码位置，被测试者通过触摸识别的方式将其余的角度刺激键码按照角度从小到大的顺序进行排列。
在优选的方案中，所述被测试者通过触摸识别的方式将其余的角度刺激键码按照角度从小到大的顺序进行排列的过程包括：
被测试者通过触摸识别的方式，从除去已放置于第一个和最后一个键码位置的其余角度刺激键码中，选取识别判断为角度最小的角度刺激键码放置于第二个键码位置；
被测试者通过触摸识别的方式，从除去已放置于第一个、第二个和最后一个键码位置的其余角度刺激键码中，选取识别判断为角度最小的角度刺激键码放置于第三个键码位置；
被测试者通过触摸识别的方式，从除去已放置于第一个、第二个、第三个和最后一个键码位置的其余角度刺激键码中，选取识别判断为角度最小的角度刺激键码放置于第四个键码位置；
以此类推，直至将最后一个角度刺激键码放置于倒数第二个键码位置。
S30、获取所述被测试者对于所述N个角度刺激键码的排列结果。
S40、根据所述排列结果计算所述被测试者的角度辨别阈值，获得所述被测试者触觉认知参数。
具体地，所述根据所述排列结果计算所述被测试者的角度辨别阈值，包括：
根据所述排列结果，基于正态分布的最大似然估计法，建立所述排列结果AS的概率P(σ，AS)与标准方差σ的函数关系：P(σ，AS)＝f(σ)，求出概率P(σ，AS)最大时对应的标准方差σ 0；
根据所述标准方差σ 0，计算获取所述被测试者的角度辨别阈值。
具体地，所述角度辨别阈值的计算公式为：DT＝k×σ 0，其中，DT为所述角度辨别阈值，k为转换系数，k的取值为0.6～0.7。
在进一步的方案中，选取具有角度公差为Δα 1的一组所述N个角度刺激键码供被测试者进行测试，获得相应的排列结果：
(Ⅰ)、若所述排列结果完全按照角度从小到大的顺序依次排列，则选取具有角度公差为Δα 2的另一组所述N个角度刺激键码供被测试者重新进行测试，其中，Δα 2＜Δα 1；
(Ⅱ)、若根据所述排列结果无法计算出相应的角度辨别阈值，则选取具有角度公差为Δα 3的另一组所述N个角度刺激键码供被测试者重新进行测试，其中，Δα 1＜Δα 3。
以下通过一个具体的案子对如上实施例所述的触觉认知检测方法进行详细的说明。
以上步骤S10中：本实施例中N的取值为7，即，提供具有角度可触摸识别的7个角度刺激键码K 1、K 2、K 3、K 4、K 5、K 6和K 7，角度刺激键码K 1、K 2、 K 3、K 4、K 5、K 6和K 7对应的角度分别为α 1＝20°、α 2＝22°、α 3＝24°、α 4＝26°、α 5＝28°、α 6＝30°和α 7＝32°，7个角度刺激键码K 1、K 2、K 3、K 4、K 5、K 6和K 7的角度公差Δα＝2°。
以上步骤S20中：设置7个键码位置M 1、M 2、M 3、M 4、M 5、M 6和M 7。
测试开始前，测试人员在被测试者可视情况下演示并讲解测试操作流程。
测试开始时，包含所述7个键码位置的测试设备水平放置在被测试者正前方，被测试者佩戴眼罩以排除视觉干扰，佩戴眼罩的被测试者端坐在桌子前，调节椅子与桌子的高度，确保被试者的手臂和设备上需要进行角度排列操作的台面的高度适配，避免操作疲劳而影响被试者触觉感知。
本实施例中的测试规则是：所述预定规则为：将角度最小的角度刺激键码预先放置于第一个键码位置以及将角度最大的角度刺激键码预先放置于最后一个键码位置，被测试者通过触摸识别的方式将其余的角度刺激键码按照角度从小到大的顺序进行排列。
即，测试人员将角度最小的角度刺激键码K 1预先放置于键码位置M 1以及将角度最大的角度刺激键码K 7预先放置于键码位置M 7，被测试者通过触摸识别的方式将其余的角度刺激键码按照角度从小到大的顺序进行排列，包括如下步骤：
被测试者通过触摸识别的方式，从角度刺激键码K 2、K 3、K 4、K 5和K 6中，选取识别判断为角度最小的角度刺激键码放置于键码位置M 2；
被测试者通过触摸识别的方式，从除去已放置于键码位置M 2的其余角度刺激键码中，选取识别判断为角度最小的角度刺激键码放置于键码位置M 3；
被测试者通过触摸识别的方式，从除去已放置于键码位置M 2和M 3的其余角度刺激键码中，选取识别判断为角度最小的角度刺激键码放置于键码位置M 4；
以此类推，直至将最后一个角度刺激键码放置于键码位置M 6。
步骤S30中，基于以上步骤S20的操作过程，获得所述被测试者对于角度刺激键码K 2、K 3、K 4、K 5和K 6的排序结果AS。
在本实施例中，以所述被测试者获得的排序结果AS的角度刺激键码顺序为K 4、K 2、K 3、K 5和K 6为例继续下一步的说明，即，排序结果AS的角度大小顺序为α 4＝26°、α 2＝22°、α 3＝24°、α 5＝28°、α 6＝30°。
步骤S40中，根据所述排列结果AS，基于正态分布的最大似然估计法，建立所述排列结果AS的概率P(σ，AS)与标准方差σ的函数关系：P(σ，AS)＝f(σ)，求出概率P(σ，AS)最大时对应的标准方差σ 0。
基于正态分布
Figure PCTCN2021138053-appb-000001
进行以下计算：
A、计算各个角度刺激键码被选中放置于键码位置M 2的概率，其中，μ 1＝min(α 2,α 3,α 4,α 5,α 6)，即，μ 1取可以选择放置于该位置(位置M 2)的所有角度中的最小值。具体的计算过程如下：
角度α 2被选中放置于位置M 2的概率为：
Figure PCTCN2021138053-appb-000002
角度α 3被选中放置于位置M 2的概率为：
Figure PCTCN2021138053-appb-000003
角度α 4被选中放置于位置M 2的概率为：
Figure PCTCN2021138053-appb-000004
角度α 5被选中放置于位置M 2的概率为：
Figure PCTCN2021138053-appb-000005
角度α 6被选中放置于位置M 2的概率为：
Figure PCTCN2021138053-appb-000006
本实施例中，被测试者在键码位置M 2放置的角度刺激键码为K 4，即角度为α 4，则被测试者对于位置M 2的排序角度的归一化概率是：
Figure PCTCN2021138053-appb-000007
B、计算各个角度刺激键码被选中放置在键码位置M 3的概率，其中，μ 2＝min(α 2,α 3,α 5,α 6)；即，μ 2取可以选择放置于该位置(位置M 3)的所有角度中的最小值。具体的计算过程如下：
角度α 2被选中放置于位置M 3的概率为：
Figure PCTCN2021138053-appb-000008
角度α 3被选中放置于位置M 3的概率为：
Figure PCTCN2021138053-appb-000009
角度α 4被选中放置于位置M 3的概率为：
Figure PCTCN2021138053-appb-000010
需要说明的是，由于角度α 4已经被选择放置于键码位置M 2，所以
Figure PCTCN2021138053-appb-000011
角度α 5被选中放置于位置M 3的概率为：
Figure PCTCN2021138053-appb-000012
角度α 6被选中放置于位置M 3的概率为：
Figure PCTCN2021138053-appb-000013
本实施例中，被测试者在键码位置M 3放置的角度刺激键码为K 2，即角度为α 2，则被测试者对于位置M 3的排序角度的归一化概率是：
Figure PCTCN2021138053-appb-000014
C、计算各个角度刺激键码被选中放置在键码位置M 4的概率，其中，μ 3＝min(α 3,α 5,α 6)；即，μ 3取可以选择放置于该位置(位置M 4)的所有角度中的最小值。具体的计算过程如下：
角度α 2被选中放置于位置M 4的概率为：
Figure PCTCN2021138053-appb-000015
需要说明的是，由于角度α 2已经被选择放置于键码位置M 3，所以
Figure PCTCN2021138053-appb-000016
角度α 3被选中放置于位置M 4的概率为：
Figure PCTCN2021138053-appb-000017
角度α 4被选中放置于位置M 4的概率为：
Figure PCTCN2021138053-appb-000018
需要说明的是，由于角度α 4已经被选择放置于键码位置M 2，所述
Figure PCTCN2021138053-appb-000019
角度α 5被选中放置于位置M 4的概率为：
Figure PCTCN2021138053-appb-000020
角度α 6被选中放置于位置M 4的概率为：
Figure PCTCN2021138053-appb-000021
本实施例中，被测试者在键码位置M 4放置的角度刺激键码为K 3，即角度为α 3，则被测试者对于位置M 4的排序角度的归一化概率是：
Figure PCTCN2021138053-appb-000022
参照以上的计算方式，计算获得被测试者对于位置M 5的排序角度的归一化概率P L5＝ω 5(σ)，计算获得被测试者对于位置M 6的排序角度的归一化概率P L6＝ω 6(σ)。
所述排列结果AS的概率P(σ，AS)与标准方差σ的函数关系：
P(σ,AS)＝f(σ)＝ω 2(σ)ω 3(σ)ω 4(σ)ω 5(σ)ω 6(σ)。
基于以上，当被测试者的排列结果AS确定时，可以建立，以正态分布标准方差σ为自变量，排列结果AS为概率的数学模型。换句话说，当排列结果AS确定时，每一个标准方差σ对应一个概率P(σ，AS)，这样就可以建立一个随着σ变化的概率P(σ，AS)＝f(σ)。
并且可以求出求出概率P(σ，AS)最大时对应的标准方差σ 0。
例如，本实施例中，排序结果AS的角度大小顺序为α 4＝26°、α 2＝22°、α 3＝24°、α 5＝28°、α 6＝30°，取σ＝1.4计算：
以上步骤A中，在键码位置M 2的实际角度为26°，μ 1＝22°，则：P 2,22＝f(x＝22；μ 1＝22；σ＝1.4)＝0.2850；
P 2,24＝f(x＝24；μ 1＝22；σ＝1.4)＝0.1027；
P 2,26＝f(x＝26；μ 1＝22；σ＝1.4)＝0.0048；
P 2,28＝f(x＝28；μ 1＝22；σ＝1.4)＝0；
P 2,30＝f(x＝30；μ 1＝22；σ＝1.4)＝0；
在键码位置M 2的实际角度为26°，该位置M 2的排序角度的归一化概率是：
Figure PCTCN2021138053-appb-000023
以上步骤B中，在键码位置M 3的实际角度为22°，μ 2＝22°，则：
P 3,22＝f(x＝22；μ 2＝22；σ＝1.4)＝0.2850；
P 3,24＝f(x＝24；μ 2＝22；σ＝1.4)＝0.1027；
P 3，26＝0；
P 3，28＝f(x＝28；μ 2＝22；σ＝1.4)＝0；
P 3，30＝f(x＝30；μ 2＝22；σ＝1.4)＝0；
在键码位置M 3的实际角度为22°，该位置M 3的排序角度的归一化概率是：
Figure PCTCN2021138053-appb-000024
参照以上的计算方式：在键码位置M 4的实际角度为24°计算该位置的排序角度的归一化概率P L4＝0.9833；在键码位置M 5的实际角度为28°计算该位置的排序角度的归一化概率P L5＝0.7350；在键码位置M 6的实际角度为30°计算该位置的排序角度的归一化概率P L6＝1.0000。
对于标准方差σ取值为1.4，排序结果AS(α 4＝26°、α 2＝22°、α 3＝24°、α 5＝28°、α 6＝30°)的概率P(σ,AS)＝P L2P L3P L4P L5P L6＝0.0065。
改变变量标准方差σ重新进行计算，每一个标准方差σ对应一个概率P(σ，AS)，得出概率P(σ，AS)随标准方差σ变化的曲线如图6所示的曲线图，基 于图6，对于排序结果AS(α 4＝26°、α 2＝22°、α 3＝24°、α 5＝28°、α 6＝30°)，概率P(σ，AS)最大时(如图6中的A点)对应的标准方差σ 0为2.6，此时P(σ,AS)＝0.0327。
进一步地，基于所述标准方差σ 0，根据计算公式为：DT＝k×σ 0计算获取所述被测试者的角度辨别阈值。本实施例中，转换系数k的取值为0.675，则，被测试者的角度辨别阈值DT＝0.675×2.6＝1.755°。
需要说明的是，转换系数k的具体取值可以根据以下方式确定：
(1)、根据累积分布函数
Figure PCTCN2021138053-appb-000025
计算并拟合出累积概率与角度变量的关系曲线；
其中，以上累积分布函数的计算过程中：变量x为角度变量，x从提供给被测试者的角度数列α 1、α 2、…、α N-1和α N中的最小值α 1至最大值α N变化；μ＝α 0，α 0为角度数列α 1、α 2、…、α N-1和α N的平均值；σ＝σ 0。
(2)、基于拟合获得的累积概率与角度变量的关系曲线，取累积概率为75％对应的角度值θ 1和累积概率为25％对应的角度值θ 2；
(3)、k的具体取值为：
Figure PCTCN2021138053-appb-000026
例如，在以上具体案例中，提供给被测试者的角度刺激键码对应的角度数列为α 1＝20°、α 2＝22°、α 3＝24°、α 4＝26°、α 5＝28°、α 6＝30°和α 7＝32°，角度数列的平均值α 0＝26°，σ 0＝2.6，将这些参数代入累积分布函数：
Figure PCTCN2021138053-appb-000027
再将角度变量x从20°到32°变化计算，根据计算结果拟合出累积概率与角度变量的关系曲线，如图9所示。
基于如图9所示的关系曲线，累积概率为75％对应的角度值θ 1＝27.77°(如图9中D点)，累积概率为25％对应的角度值θ 2＝24.26°(如图9中C点)。
由此，本实施例中，
Figure PCTCN2021138053-appb-000028
需要进一步说明的是，对于提供给被测试者的不同的角度序列，根据以上计算方式得到的转换系数k会存在一些差别，但是基于多次实验统计，转换系数k都是在0.6至0.7之间，因此，本发明提供的方案中，k的取值为0.6～0.7。
在另外的一些实施例中，若是被测试者的排序结果AS 1的角度大小顺序为α 2＝22°、α 3＝24°、α 4＝26°、α 5＝28°、α 6＝30°，即角度排序完全正确，得出概率P(σ，AS)随标准方差σ变化的曲线如图7所示的曲线图，基于图7，对于排序结果AS 1(α 2＝22°、α 3＝24°、α 4＝26°、α 5＝28°、α 6＝30°)，概率P(σ，AS)最大时(如图7中的B点)对应的标准方差σ 0为0.44，此时P(σ,AS)＝1，说明被测试者的辨别能力很好，则选取具有更小的角度公差(例如公差为1°)的另一组角度刺激键码供被测试者重新进行测试。
在另外的一些实施例中，若是被测试者的排序结果AS 2的角度大小顺序为α 6＝30°、α 5＝28°、α 4＝26°、α 3＝24°、α 2＝22°，计算得出概率P(σ，AS)随标准方差σ变化的的曲线如图8所示的曲线图，基于图8，对于排序结果AS 2(α 6＝30°、α 5＝28°、α 4＝26°、α 3＝24°、α 2＝22°)，此时无法得到合适的σ 0。这样的结果说明被测试者无法有效识别公差为2°角度刺激键码，则选取具有更大的角度公差(例如公差为3°、4°或5°)的另一组角度刺激键码供被测试者重新进行测试。
综上所述，本发明实施例中提供的触觉认知检测设备及检测方法，设置具有角度可触摸识别的N个角度刺激键码，且N个角度刺激键码的角度形成为等差递增数量，被测试者通过触摸识别的方式判断各个角度刺激键码的角度大小进行 排列，基于被测试者的排列结果，计算出被测试者角度辨别阈值，由此获取触觉认知功能的相关行为参数，可以为相关疾病(例如老年痴呆病)进行预警。另外，所述测试方法的操作过程简单，检测时间短，可以实现快速检测触觉认知功能。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (20)

  1. 一种触觉认知检测设备，其特征在于，包括：
    具有角度可触摸识别的N个角度刺激键码，所述N个角度刺激键码对应的角度呈等差递增数列，N为5以上的整数；
    排序检测模块，包括N个键码位置，用于供被测试者按照预定规则放置所述N个角度刺激键码；其中，所述预定规则为被测试者通过触摸识别的方式将所述N个角度刺激键码按照角度从小到大的顺序进行排列；
    键码转换模块，与所述排序检测模块连接，用于获取位于各个键码位置中的角度刺激键码的特征信息，发送至中央处理器模块；
    中央处理器模块，与所述键码转换模块连接，根据接收到的各个键码位置中的角度刺激键码的特征信息，获得被测试者按照所述预定规则对所述N个角度刺激键码的排列结果，根据所述排列结果计算所述被测试者的角度辨别阈值，获得所述被测试者触觉认知参数；
    信息交互模块，与所述中央处理模块连接，用于输入测试信息和/或输出测试结果。
  2. 根据权利要求1所述的触觉认知检测设备，其特征在于，所述N个角度刺激键码的角度呈公差为Δα的等差递增数列，Δα＝0.5°～10°；优选为Δα＝1°～5°。
  3. 根据权利要求1所述的触觉认知检测设备，其特征在于，所述N的取值为5～10；优选为7。
  4. 根据权利要求1-3任一所述的触觉认知检测设备，其特征在于，所述触觉认知检测设备配置有多组角度刺激键码，每一组角度刺激键码包括角度公差不同的所述N个角度刺激键码。
  5. 根据权利要求1所述的触觉认知检测设备，其特征在于，所述预定规则为：将角度最小的角度刺激键码预先放置于第一个键码位置以及将角度最大的角度刺激键码预先放置于最后一个键码位置，被测试者通过触摸识别的方式将其余的角度刺激键码按照角度从小到大的顺序进行排列。
  6. 根据权利要求1所述的触觉认知检测设备，其特征在于，所述键码转换模块包括信号处理芯片和分别设置于各个键码位置中的若干个微开关，所述角度刺激键码设置有能够控制所述若干个微开关导通或断开的结构特征；其中，任意一个所述微开关被触发导通时，所述信号处理芯片接收到第一电信号并处理形成第一逻辑信号；任意一个所述微开关未被触发导通而保持断开时，所述信号处理芯片接收到第二电信号并处理形成第二逻辑信号；
    所述角度刺激键码放置于某一个键码位置中，控制所述若干个微开关中各个微开关的导通和/或断开的组合，所述信号处理芯片处理形成为第一逻辑信号和/或第二逻辑信号的组合，从而识别该键码位置中的角度刺激键码。
  7. 根据权利要求6所述的触觉认知检测设备，其特征在于，所述角度刺激键码包括基底以及凸起于所述基底的上表面上的角度结构，所述基底的下表面设置有凹孔，所述基底的下表面顶压所述微开关使得对应的微开关被触发导通，对应于所述凹孔位置的微开关未被触发导通而保持断开；通过调整所述凹孔的位置以及尺寸大小，使得不同的角度刺激键码能够控制所述若干个微开关形成为不同的导通和/或断开的组合状态。
  8. 根据权利要求7所述的触觉认知检测设备，其特征在于，所述角度刺激键码的基底为铁质基底，所述键码位置中设置有磁性元件，所述角度刺激键码放置于所述键码位置时通过磁性吸附固定。
  9. 根据权利要求1所述的触觉认知检测设备，其特征在于，所述中央处理器模块根据所述排列结果计算所述被测试者的角度辨别阈值，包括：
    所述中央处理器模块根据所述排列结果，基于正态分布的最大似然估计法，建立所述排列结果AS的概率P(σ，AS)与标准方差σ的函数关系：P(σ，AS)＝f(σ)，求出概率P(σ，AS)最大时对应的标准方差σ 0；
    根据所述标准方差σ 0，计算获取所述被测试者的角度辨别阈值。
  10. 根据权利要求9所述的触觉认知检测设备，其特征在于，所述角度辨别阈值的计算公式为：DT＝k×σ 0，其中，DT为所述角度辨别阈值，k为转换系数，k的取值为0.6～0.7。
  11. 根据权利要求1所述的触觉认知检测设备，其特征在于，所述触觉认知检测设备还包括确认模块，所述确认模块与所述键码转换模块连接，被测试者按照所述预定规则对所述N个角度刺激键码排列完成时，通过所述确认模块确认完成排列操作，所述键码转换模块根据所述确认模块的触发信号，开始获取位于各个键码位置中的角度刺激键码的特征信息；和/或，
    所述触觉认知检测设备还包括通信模块，所述通信单元包括蓝牙模块、USB连接器和RJ45连接器中的一种或两种以上。
  12. 根据权利要求1所述的触觉认知检测设备，其特征在于，所述信息交互模块为触控显示屏。
  13. 一种触觉认知检测方法，其特征在于，包括：
    提供具有角度可触摸识别的N个角度刺激键码，所述N个角度刺激键码对应的角度呈等差递增数列，N为5以上的整数；
    设置N个键码位置，被测试者按照预定规则将所述N个角度刺激键码放置 于所述N个键码位置中进行排列；其中，所述预定规则为被测试者通过触摸识别的方式将所述N个角度刺激键码按照角度从小到大的顺序进行排列；
    获取所述被测试者对于所述N个角度刺激键码的排列结果；
    根据所述排列结果计算所述被测试者的角度辨别阈值，获得所述被测试者触觉认知参数。
  14. 根据权利要求13所述的触觉认知检测方法，其特征在于，所述N个角度刺激键码的角度呈公差为Δα的等差递增数列，Δα＝0.5°～10°；优选为Δα＝1°～5°。
  15. 根据权利要求13所述的触觉认知检测方法，其特征在于，所述N的取值为5～10；优选为7。
  16. 根据权利要求13所述的触觉认知检测方法，其特征在于，所述预定规则为：将角度最小的角度刺激键码预先放置于第一个键码位置以及将角度最大的角度刺激键码预先放置于最后一个键码位置，被测试者通过触摸识别的方式将其余的角度刺激键码按照角度从小到大的顺序进行排列。
  17. 根据权利要求16所述的触觉认知检测方法，其特征在于，所述被测试者通过触摸识别的方式将其余的角度刺激键码按照角度从小到大的顺序进行排列的过程包括：
    被测试者通过触摸识别的方式，从除去已放置于第一个和最后一个键码位置的其余角度刺激键码中，选取识别判断为角度最小的角度刺激键码放置于第二个键码位置；
    被测试者通过触摸识别的方式，从除去已放置于第一个、第二个和最后一个键码位置的其余角度刺激键码中，选取识别判断为角度最小的角度刺激键码放置 于第三个键码位置；
    被测试者通过触摸识别的方式，从除去已放置于第一个、第二个、第三个和最后一个键码位置的其余角度刺激键码中，选取识别判断为角度最小的角度刺激键码放置于第四个键码位置；
    以此类推，直至将最后一个角度刺激键码放置于倒数第二个键码位置。
  18. 根据权利要求13所述的触觉认知检测方法，其特征在于，所述根据所述排列结果计算所述被测试者的角度辨别阈值，包括：
    根据所述排列结果，基于正态分布的最大似然估计法，建立所述排列结果AS的概率P(σ，AS)与标准方差σ的函数关系：P(σ，AS)＝f(σ)，求出概率P(σ，AS)最大时对应的标准方差σ 0；
    根据所述标准方差σ 0，计算获取所述被测试者的角度辨别阈值。
  19. 根据权利要求18所述的触觉认知检测方法，其特征在于，所述角度辨别阈值的计算公式为：DT＝k×σ 0，其中，DT为所述角度辨别阈值，k为转换系数，k的取值为0.6～0.7。
  20. 根据权利要求13-19任一所述的触觉认知检测方法，其特征在于，选取具有角度公差为Δα 1的一组所述N个角度刺激键码供被测试者进行测试，获得相应的排列结果：
    (Ⅰ)、若所述排列结果完全按照角度从小到大的顺序依次排列，则选取具有角度公差为Δα 2的另一组所述N个角度刺激键码供被测试者重新进行测试，其中，Δα 2＜Δα 1；
    (Ⅱ)、若根据所述排列结果无法计算出相应的角度辨别阈值，则选取具有角度公差为Δα 3的另一组所述N个角度刺激键码供被测试者重新进行测试，其 中，Δα 1＜Δα 3。
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