[发明专利]用于家庭康复的传感器装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于治疗诸如中风之类的神经运动紊乱的康复和/或物理疗法的系统和方法。

背景技术

在中风后，患者经常遭受运动协调的失调。关于脑损伤后的功能恢复，这些失调是理解最少的，但往往是最令人衰弱的。这些协调缺陷表现为异常肌肉协同(synergy)的形式，并导致功能上使人残疾的有限和僵化的运动模式。肌肉协同的这些局限的结果是例如在手臂中肩外展和屈肘之间的异常耦合，这显著降低了中风生还者相对于重力向上提升受损的手臂的重量时够得到的空间。当前减轻这些异常协同的神经医疗方法产生了有限的功能恢复。在腿部，异常协同的表现导致髋/膝伸展和髋内收之间的耦合。其结果是降低了在站立期间激活受损的腿部中的髋外展肌的能力。

中风生还者遭受的最突出的伤残之一是上肢的半侧瘫痪。康复锻炼被证明在重新获得运动控制中是有效的，只要该训练是剧烈的，并且在治疗中对患者进行导引。

当在医院或康复中心提供传统的治疗时，通常每天一次或两次地，在半小时会话间观察患者。在门诊患者治疗中这减少到每周一次或两次。

当前研究表明，用于改进患者的协调的运动锻炼可以作为远距离康复解决方案的一部分在家中进行。用于无人管理的家庭中风康复的技术方案要求使用标记器或传感器，用于获取患者在锻炼期间的姿态。通过传感器进行姿态采集是有吸引力的并且被大量研究的选择。

这种方法的问题在于，现有的基于标记器或传感器的跟踪系统假设用户足够熟练到将所选择的传感器放置在用户身体上的特定位置，典型地放置在手部、下臂和上臂；因此应当实现一致的结果。因此传感器被标记、上色或计数。

如果用户是中风伤者，并且正遭受认知受损，则该假设变得不实际。相反地在此情况下，从一个使用到另一使用，标记器在肢体上的确切位置将不同，这是因为由于用户对他的手臂手部和/或手指的运动失控，用户不能将标记器或传感器固定到完全相同的位置。根据其放置对各种传感器和分配进行必要的区分对中风伤者是额外的负担。

发明内容

因此，本发明的目的是最小化用于将传感器放置在用户的身体上的指令的量，并且从而促进紧固过程。

该目的通过用于特别是在中风后的家庭康复的传感器装置来解决，所述传感器装置包括要附接到用户的身体的至少两个传感器，每个传感器包括：接收器，用于接收从所述传感器装置的外部的源产生的第一信号；传感器处理单元，用于在接收到所述第一信号后，处理所述第一信号并初始化第二信号，所述第二信号包括关于所述传感器的标识的信息；发送器，用于发送所述第二信号到中央处理单元，其中在接收到所述第一和/或所述第二信号后，对每个传感器产生时间标记(time stamp)，以用于通过不同时间标记的比较确定每个传感器相对于所述第一信号的源的位置。

据此，允许用户采用任何传感器，并将其附接到任何所需要的身体部分，而不用关注哪个传感器必须被放置在身体的哪个部分。

在不同的身体部分上放置了所有的传感器之后，计算每个传感器相对于第一信号的源的距离，以确定每个传感器的位置。可确立若干不同的方式来实现该计算。

根据第一实施例的传感器装置因此包括中央处理单元，所述中央处理单元包括时间标记发生器，其中每当已经接收到第二信号时在所述中央处理单元中产生时间标记。然后，将时间标记与关于所述传感器的标识的信息一起存储在所述中央处理单元中。

在可选实施例中，每个传感器包括时间标记发生器，所有传感器的时间标记发生器彼此同步，其中紧接在接收到第一信号之后在所述传感器处理单元中产生并存储时间标记。在该实施例中，每个传感器包括时间标记发生器。因此在中央处理单元处丢失第二信号的风险不重要，因为可能在期望的任何时间询问存储在传感器处理单元中的时间标记，并且每当期望时就可以重复该询问。

所述第一和/或第二信号可以是声学信号和/或脉冲信号和/或光信号。所述第一信号例如可在用户伸展双臂并击掌时产生。据此，产生声学信号以及脉冲信号，依赖于传感器是声学传感器或脉冲传感器或两者，所述声学信号以及脉冲信号都可由传感器检测到。还可能使用电子或机械设备来触发声音或另一信号。这些设备可包括在中央处理单元中。

由于第一信号应当是使得能够确定在人身体上的各传感器相对于彼此的位置的信号，所以现今声音信号或脉冲信号是有利的，这是因为，在两个相邻传感器处对第一信号的检测之间肯定有时间迟延，并且声波或脉冲的行进相对较慢，使得其可以被容易地检测到。