[发明专利]上肢潜能开发训练用的循经导络导引反馈康复训练系统

摘要

上肢潜能开发训练用的循经导络导引反馈康复训练系统，属于上肢功能康复设备领域，其特征在于，是一种中医导引术结合经络传导，进行中枢神经潜能开发的、上肢运动功能重建的计算机人机对话式系统，设定主动肌信号曲线模拟标高，按运动程序形成由弱到强的信号序列，在音配像的六步法中医经络导引训练指导下，疏通经络、调和气血，使之呈潜能开发之前的蓄势待发状态。计算机自动计算正常人与病人在肢体不同运动位置下的肘关节角度和生物电流曲线标高差，使之能够有的放矢的进行运动程序重建等训练，从而提高了治疗的效果。

主权项

上肢运动潜能开发训练用的循经导络导引反馈康复训练系统，其特征在于，是一种“人‑机”对话式、在体疗师指导下基于六步法中医导引方法的、通过病人上肢主动运动进行患侧运动潜能开发的循经导络导引反馈康复训练仪，由计算机、双图像显示式训练屏、传感器以及上肢运动潜能开发训练设备组成，其中：计算机：设有：CCD摄像头输出的病人患病上肢受训练关节运动障碍图像的输入端口，病人的患病上肢肘关节处的连接的电极输出，反映患病上肢的运动障碍的受训练关节生物电流输入端口，还设有：音配像的配音讲解经络传导系统与肢体运动功能之间的关系的模块，简称人体潜能开发推介模块，上肢康复治疗模块：含有：人体上肢正常运动时受训练的诸关节生物电流的波形及其标高尺，并按照关节运动由弱到强，依次组织成标有对应位置受训练关节的生物电流幅度和平均值的序列，以及人体上肢正常运动时，受训练关节的运动图像及关节运动到不同位置下的屈曲角度，其中至少包括：接近0°、90°、180⁰三个关键角度，0°<90°<180°，音乐背景选择模块：在体疗师指导下，由患者自主选择，存储模块：存储患者个人信息，以及以往进行过的康复训练项目、名称、程度和进展，图像显示驱动模块：在所述双图像显示式训练屏上，分别显示正常人在进行上肢屈曲、伸直运动时，配有标高的生物电流波形，以及相对应的上肢运动部位的关节的伸屈角度，控制模块：是一个Vista软件管理平台，依照“人‑‑‑机”对话方式，使病人在体疗师指导下，进行患侧上肢诸关节部位的康复训练，步骤如下：步骤（1）：体疗师输入患者个人信息，以及所述以往进行康复项目的历史数据，步骤（2）：体疗师判断病人是否有禁忌证，若没有，则输入信号(1)。否则输入信号“0”，停止训练，步骤（3）：体疗师判断病人对训练的适应度。若病人已经进行过站立床训练，并具有90⁰位站立30分钟，血压、呼吸、脉搏等生命体征仍属正常的记录时，则病人能适应训练，则输入信号“1”，否则输入信号“0”停止训练，步骤（4）：系统初始化。在病人患病上肢的关节附近安装生物电极，并把在运动状态下的生物电流输入所述计算机，或把CCD摄像头，安装在所述上肢运动潜能开发训练设备的、能拍摄到病人患病上肢受训练关节运动图像的部位上。体疗师根据运动处方，在所述上肢运动潜能开发训练装置上悬挂设定，重量相当于减重量的沙袋，步骤（5）：体疗师启动所述计算机，调取所述人体潜能开发推介模块，并在所述双图像显示式训练屏上，显示音配像的经络传导系统与肢体运动功能之间的运动关系图像，供病人建立潜能开发意识，步骤（6）：患者穿戴吊带，患手戴好手部扩展板，躯干呈俯卧撑姿势，双腿跪于底座的海绵垫上，其位置以能使患者双手恰好位于支撑框架顶端中部减重滑轮的垂直线，把吊带与减重部位的挂钩相连；步骤（7）：依次按一下步骤进行训练：步骤（7.1）：撑起训练。患者于肘关节处于屈曲位开始，缓慢撑起，一直到肘关节伸屈角度≥90°位时止，此时：若为CCD摄像头输入的病人患病上肢的肘关节运动障碍图像，则通过所述图像显示驱动模块，将所述双图像显示在训练屏上，显示病人患病上肢肘关节的运动部位，随着肘关节的运动，实时显示病人患病上肢的运动部位，直至在体疗师施加运动阻力时，病人的患侧上肢达到运动极限时为止，转步骤7.2，若为经由病人患病上肢上连接的生物电极所输出的生物电流波形，则通过所述图像显示运动模块，在所述的双图像显示式训练屏上，显示出病人患病上肢在肘关节处于不同的伸肘角度下的生物电流波形，转步骤7.2，步骤（7.2）：撑落训练：从患者患病上肢的肘关节，处于伸直位开始，缓慢撑落，直到肘关节处于屈曲位时止，重复执行步骤7.1，步骤（7.3）：计算机按正常人与病人在上肢运动图像上不同位显示伸肘角度的实时角差或者生物电流在标高上的实时差异，分别输入到对应的训练效果数据组中，所述计算机按以下步骤，计算病人患侧上肢和正常人同侧上肢肘关节，处在不同运动位置下的实时的肘关节夹角的角度，第1步：计算机控制CCD摄像头，用相同的采集频率摄取自同一个运动起点开始的病人患侧上肢和正常人同侧上肢的肘关节运动序列，直至各自到达运动终点为止，第2步：在同一采样时刻的两张图像上，用Canny边缘检测软件，分别探测上肢运动图像和背景图像交界区域内像素点发生突变的点，得到两段不同的上肢内轮廓曲线，覆盖了部分手肘、全部肘关节和部分上臂，第3步：在手臂部分和手肘部分各任取一点，向肩肘关节方向相向而行，得到曲率变化最大的点，即为内轮廓曲线上的拐点。再背向着肘关节方向的反向而行，找到曲率变化开始不变的点，作为内轮廓曲线的外切点，得到两张不同运动图像的拐点和外切点，第4步：沿着两张不同运动图像的各自两条外切点，作各自内轮廓曲线的外切线，两条所述外切线的夹角，即为两个所述内轮廓曲线各自的夹角，第5步：在每张运动图像上，于任何一条切线上任取一点，向另一条切线作垂线。使垂足、垂线的起点和两条切线的交点形成一个直角三角形，求出两条切线夹角的值，第6步：求出正常人运动图像上，内轮廓曲线的夹角和病人运动图像上所述内轮廓曲线的夹角之差，即为效果数据，第7步：求出每两张不同运动图像上，两条内轮廓线夹角之差，组成效果数据组存储，步骤（7.4）：计算机判断是否达到每训练为20‑30分钟，每天训练2次的时间要求，60次为一个疗程的设定值，若未达到，重复步骤（7.1）‑步骤（7.3），直到满足设定的训练时间及疗程为止，转步骤（8）；若已达到直接转步骤（8），步骤（8）：体疗师在步骤（7.4）中，最后一次康复训练后发出中断指令，根据步骤（7.3）得到的结果，决定下一步康复目标，执行离线康复训练；步骤（9）：重复执行步骤（7）‑步骤（8），直到病人康复为止。