适用于姿势稳定度评估与训练的复健系统技术方案

本发明专利技术提供了一种适用于姿势稳定度评估与训练的复健系统。该复健系统包含一传感器、一微电脑控制器及一无线传输单元，该传感器为惯性传感器。通过本发明专利技术提供的姿势稳定度评估与训练系统，以微型惯性组件被设置于人体上来感测人体晃动的角度，通过微型惯性组件对人体质量中心垂直于地面的倾斜角度进行感测，因而只需要设置高精密度的微型惯性组件，即可到良好的侦测效果，结构简单，成本不高，且不必经由足底压力中心讯号推算人体晃动数据之后处理，易于佩戴和使用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种复健系统，尤其涉及一种利用微型惯性组件量测人体姿势稳定评 估与训练的复健系统。
技术介绍
维持姿势稳定度是一般人体质量中心（Center of Mass, COM)受到干扰时，最常用 来维持平衡的平衡策略之一，亦是日常生活中常见的功能性动作，对于平衡控制是很大的 挑战。人体若无法保持姿势稳定，则容易跌倒。目前临床上人体重心稳定度训练的相关设 备缺乏，导致相关平衡性复健中难以有针对性地进行阶段性系统训练。因此，如何量测人体 姿势稳定度及实时反馈病人复健状况所最适宜的复健角度范围，即是本专利技术所欲解决的问 题。 现有技术中研究"动作"的实验室利用人体动作的生物力学分析人体姿势稳定度 是否正常，并且病理动作对身体的控制方式可藉由实验室之仪器设备来侦测。然而人体姿 势稳定度侦测牵涉复杂的神经肌肉骨骼系统以及各种外在环境因素影响，因此合理的实验 设计、实验设备，与实验分析者的耐心与细心皆对研究结果影响很大。另外，在实验分析后， 如何判断和解读各类动作分析参数的数据，并从众多的时间与空间参数、运动学参数、动力 学参数与肌肉活动参数资料中，归纳出合理的解释，都在考验人体姿势稳定度研究者的智 慧与经验。 人体姿势稳定度侦测因受到设备及量测环境的限制，因此一般仅局限于实验室环 境以测力板（force plate)测得足底压力中心（C0P)讯号再经运算间接推估出人体质量中 心（COM)的变化并搭配复杂的动作分析系统方可精确地获得人体姿势稳定度参数。由于人 体动作分析系统是通过记录固定于人体身上的传感器，进而推算出人在三维空间中静态站 立的晃动轨迹与坐标。该人体动作分析系统不仅价格昂贵，且其人体相对参考坐标的推算 过程与晃动数据的后处理相当繁琐。此外，人体动作分析系统及其外围设备的架设步骤繁 琐更需要特定的空间。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是克服现有技术的不足，提供一种构成简单、使用方便的人体 姿势稳定度评估与训练系统。 为实现该目的，本专利技术的适用于姿势稳定度评估与训练的复健系统包含：一传感 器、一微电脑控制器及一无线传输单元，该传感器包含一惯性传感器。 进一步地，传感器所量测之身体晃动角度变化，经微电脑控制器转换成模拟讯号 后，由无线传输单元与一处理单元进行数据交换传输。 进一步地，处理单元包含一发声器和一显示屏。 进一步地，传感器、微电脑控制器、无线传输单元被装在一个壳体内。 进一步地，壳体可通过一固定部固定于人体。 进一步地，惯性传感器为三轴惯性传感器。 进一步地，三轴惯性传感器为一三轴加速度计、或三轴陀螺仪、或三轴电子罗盘、 或高度计。 进一步地，三轴惯性传感器包含三个坐标方向的X、Y、Z轴，定义代表左右方向上 的测量值为a，代表上下方向上的测量值为b，代表前后方向上的测量值为c，人体晃动倾斜 角度值的计算式为： 进一步地，测量到的受测者在前、后、左、右方向上的最大倾斜角度被设定为复健 训练的目标倾斜角度值。 进一步地，当受测者在某一方向上的倾斜角度超过目标值三次时，系统自动增加 复健角度范围的值作为新的目标倾斜角度值。 通过本专利技术提供的姿势稳定度评估与训练系统，以微型惯性组件被设置于人体上 来感测人体晃动的角度，通过微型惯性组件对人体质量中心垂直于地面的倾斜角度进行感 测，因而只需要设置高精密度的微型惯性组件，即可到良好的侦测效果。【附图说明】 图1为本专利技术首选实施方式的复健系统的结构方块示意图。 图2为本专利技术首选实施方式的复健系统的架构示意图。 图3为本专利技术首选实施方式的复健系统的人体晃动倾斜角度计算的示意图。【具体实施方式】 下面结合附图和【具体实施方式】，对本专利技术进行进一步的阐述。 如图1和图2所示，本专利技术首选实施方式的人体姿势稳定评估与训练之复健系统， 包含有一微型惯性量测单元10和一处理单元20。其中该微型惯性量测单元10包含一个或 一组传感器101、一微电脑控制器102及无线传输单元103。首选地，传感器101为惯性传 感器，且为惯性加速度计，在其他实施方式中，也可以是陀螺仪、电子罗盘、高度计等合适的 传感器。且在本首选实施方式中，传感器101首选地是三轴惯性传感器。 当人体晃动时，传感器101感测病人的人体晃动的角度变化，并输出传感器角度 变化感测信号。首选地，传感器101的三轴惯性传感器包含X、Y、Z三个轴向。以三轴加速 度计为例，当传感器位于人体质心处时，定义各轴向如下：χ轴加速度为人体质心左右移动 的加速度，并定义向左为正值；Y轴加速度为人体质心上下移动的加速度，并定义向上为正 值；Z轴加速度为人体质心前后移动的加速度，并定义向后为正值。三轴加速度计输出的加 速度信号经与传感器101相连的微电脑控制器102转换成模拟信号后，由无线传输单元103 传输至处理单元20,处理单元20再通过一系列计算得到针对该病人而言最适合的复健角 度范围值和一最大倾斜角度值，从而方便医生或病人根据该复健角度范围值调整复健训练 的进程安排。 在本专利技术的首选实施方式中，无线传输单元103为蓝牙单元。本领域普通技术人 员可以理解到，无线传输单元还可以有很多其他形式，例如WiFi、群峰无线网络（ZigBee)、 超宽带（Ultra WideBand ;UWB)、Sub-GHz (1GHz以下频段）、以及其他合适的形式等。当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于人体姿势稳定评估与训练的复健系统，所述复健系统包含一传感器、一微电脑控制器及一无线传输单元，其特征在于，所述传感器包含一惯性传感器。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：林志峰，孙国顺，
申请(专利权)人：爱力实业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71