前庭电刺激所致运动感觉记录装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种能够记录人体受到前庭电刺激时产生运动感的装置，包括：感觉记录手柄，用于记录人体在受到前庭电刺激时产生的绕自身矢状轴、冠状轴和垂直轴的运动感觉；前庭电刺激装置，用于改变人体前庭器官半规管输入信号；测力台，用于记录人体受到前庭电刺激时的身体运动；控制计算机，用于控制前庭电刺激装置的刺激方式、刺激电流模式、强度和刺激时间，实时显示相关参数，并记录由手柄实时传输的运动感觉和由测力台实时获得的身体运动。本发明专利技术通过上述装置能够比目前使用的口述感觉记录方式更有效地记录人体的运动感觉，并可将人体的运动感受和自身的运动进行实时对比，进一步可用于前庭电刺激的相关实验，提高前庭电刺激实验结果的准确性和有效性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及航空医学工程研究领域，具体地说是记录人体在受到前庭电刺激时产生旋转感的装置。
技术介绍
空间定向障碍定义为飞行员无法感知到他的飞行器或他自身在三维空间中的位置、运动或高度的情况。发生空间定向障碍时，如果处置不当，飞行员就很有可能失去对飞行器的控制，进而造成机毁人亡的严重事故。目前研究认为，空间定向障碍的本质是人体的空间定向器官无法满足空中三维空间的高速运动环境。因此，飞行员在飞行中不可避免会发生空间定向障碍。正常情况下，飞行员进行正确的空间定向是依赖于视觉系统、前庭系统和本体感觉系统的感觉信息的输入，以及中枢神经系统的整合协调。当这些感觉系统中任何一个感受器功能不正常，或者某些输入信息不恰当时，都将会因出现感觉冲突而影响定向能力，甚至导致空间定向障碍的发生。空间定向障碍按诱发因素可分为视觉性空间定向障碍和前庭性空间定向障碍，并且前庭性错觉所致的前庭性空间定向障碍一般更为致命。前庭性错觉的主要来源之一是半规管的错误感知。半规管在感受复杂空间运动时的局限性是导致其感觉信息不可靠，从而产生错误感知的主要原因。因此，研究半规管的感知模式成为了目前的研究重点。目前，前庭电刺激法被认为是研究半规管感知的重要方法。相比一般的运动刺激研究方法，前庭电刺激法实验成本相对较低，实验实施较为简便，有着很大的实用性。然而，使用前庭电刺激法时的一个重要问题是如何记录受试者的运动感觉。目前研究中常用的记录方法是让受试者在实验中按照特定的规则口述自己感到的运动感。然而这种方法主要存在两个缺陷：一个是受试者在口述自己感到的运动感时需要一段时间进行思考，将运动感觉根据口述规则转换为语言，这便可能使受试者的汇报产生一定的延后，在数据记录的实时性上存在缺陷；另一个是口述任务与感知运动任务之间的差别较大，导致受试者同时处理这两项任务时会占用较多的认知资源，从而可能导致受试者对运动的感知出现偏差，削弱了数据记录的准确性。因此，在本领域迫切需要一种装置，其能够实现以下功能：-对受试者施加前庭电刺激-在受试者受到前庭电刺激时，能够比目前的口述方式更加实时准确记录受试者感到的旋转感觉
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能够对受试者施加前庭电刺激，并可实现对受试者感到的旋转感觉进行较高水平的实时准确记录的装置。本专利技术中的装置包括：前庭电刺激装置，感觉记录手柄，测力台和控制计算机。前庭电刺激装置包括头盔、电源、控制电路、导线、恒流电源和电极片等。该装置可施加三种模式的刺激：对两侧耳后乳突进行电刺激，对两侧耳后乳突和前额进行刺激和对两侧耳后乳突及左右太阳穴进行刺激，来改变被测者的前庭器官半规管的输入信号。电流经输出端通过电极片与人的两侧乳突耦合，实现电流与人体的导通。前庭电刺激装置的控制电路封装在头盔中，电极片由导线与控制电路连接，位于头盔外。感觉记录手柄主要包括手柄摇杆、手柄基座和数据记录电路。手柄摇杆安装于手柄基座上，可以进行左右推动、前后推动和顺时针或逆时针转动三种操作。这三种操作分别对应受试者绕自身矢状轴、冠状轴和垂直轴的旋转感。数据记录电路安装于手柄基座中，可实时记录手柄的运动情况。测力台包括踏板，底座和四个三维测力传感器，四个三维测力传感器放在底座的四个角，并支持踏板，用于获取被测者足部在踏板上的受力情况，并计算得到压力中心数据，从而知晓被测者的身体运动情况。测力台主要用于测量人体在受到前庭电刺激时身体的摆动情况。目前研究已证实人体会在受到前庭电刺激时会发生朝向阳极的相应运动。而测力台可以探测到人体站立姿态下压力中心的实时变化情况，得到人体实时摆动的情况。可将人体对前庭电刺激的感受情况与人体的摆动情况进行实时对比，探究人体感受与自身运动的关系。控制计算机与前庭电刺激装置、感觉记录手柄和测力台连接。通过控制计算机中的特定软件可以设定前庭电刺激的模式、刺激电流类型、强度和刺激时间；同时，控制计算机接收来自前庭电刺激装置的信号，可以实时显示前庭电刺激的模式和电流值。控制计算机还可以接收来自受试者感觉记录装置的信号，可以实时显示受试者对手柄的三种操作的操作幅度。控制计算机还可以接收测力台的信号，可以实时显示受试者自身压力中心的变化情况。本专利技术的有益效果如下：本专利技术设计的前庭电刺激所致运动感觉记录装置可以对受试者的前庭半规管进行有效刺激，并可通过操作手柄的方式记录受试者绕自身矢状轴、冠状轴和垂直轴的旋转感。相对于口述任务，操作手柄运动任务与运动感知任务较为接近，可以使受试者更加实时准确地表达自身所感到的旋转感觉。同时，该装置还可记录受试者身体的运动情况，便于将受试者感受和受试者的自身运动情况进行对照研究。这便可以进一步提高前庭电刺激实验的实验质量，助力空间定向障碍研究进行。附图说明图1为前庭电刺激所致运动感觉记录装置整体示意图图2为感觉记录手柄示意图图3为前庭电刺激装置示意图附图标号说明感觉记录手柄1，测力台2，前庭电刺激装置3，控制计算机4，手柄摇杆5，手柄底座6，头盔7，恒流电源8，电极片9a、9b、9c、9d、9e，导线10具体实施方式根据本专利技术的一种实施方式，装置包括：感觉记录手柄1，测力台2，前庭电刺激装置3，和控制计算机4。前庭电刺激装置3包括头盔7、电源8、控制电路、导线、恒流电源和电极片等。该装置可施加三种模式的刺激：对两侧耳后乳突进行电刺激，对两侧耳后乳突和前额进行刺激和对两侧耳后乳突及左右太阳穴进行刺激，来改变被测者的前庭器官半规管的输入信号。电流经输出端通过电极片与人的两侧乳突耦合，实现电流与人体的导通。前庭电刺激装置的控制电路封装在头盔中，电极片由导线与控制电路连接，位于头盔外。感觉记录手柄1主要包括手柄摇杆、手柄基座和数据记录电路。手柄摇杆安装于手柄基座上，可以进行左右推动、前后推动和顺时针或逆时针转动三种操作。这三种操作分别对应受试者绕自身矢状轴、冠状轴和垂直轴的旋转感。数据记录电路安装于手柄基座中，可实时记录手柄的运动情况。测力台2包括踏板，底座和四个三维测力传感器，四个三维测力传感器放在底座的四个角，并支持踏板，用于获取被测者足部在踏板上的受力情况，并计算得到压力中心数据，从而知晓被测者的身体运动情况，主要用于测量人体在受到前庭电刺激时身体的运动情况。目前研究已证实人体会在受到前庭电刺激时会发生朝向阳极的相应运动。而测力台可以探测到人体站立姿态下压力中心的实时变化情况，得到人体实时运动的情况。可将人体对前庭电刺激的感受情况与人体的摆动情况进行实时对比，探究人体感受与自身运动的关系。控制计算机4与前庭电刺激装置3、感觉记录手柄1和测力台2连接。通过控制计算机中的特定软件可以设定前庭电刺激的模式、刺激电流类型、强度和刺激时间；同时，控制计算机接收来自前庭电刺激装置的信号，可以实时显示前庭电刺激的模式和电流值。控制计算机还可以接收来自受试者感觉记录装置的信号，可以实时显示受试者对手柄的三种操作的操作幅度。控制计算机还可以接收测力台的信号，可以实时显示受试者自身压力中心的变化情况。本装置可实施多种前庭电刺激，并记录受试者在受到前庭电刺激时所感到的旋转感。在具体实施时，受试者头戴头盔，身体保持站立，站在测力台上方，右(左)手握住感觉记录装置的摇杆。前庭电刺激装置3的电极片9d、9e分别贴于双侧耳后乳突处，9本文档来自技高网...

【技术保护点】
前庭电刺激所致运动感觉记录装置，其特征在于，包括：感觉记录手柄(1)，包括手柄底座(6)、手柄摇杆(5)和数据记录电路，所述手柄摇杆(5)用于被测者用左手或右手操作，被测者在感到绕自身矢状轴、冠状轴或垂直轴的旋转感时，分别对应将手柄左右推动、前后推动或顺/逆时针转动；测力台(2)，包括踏板，底座和四个三维测力传感器，四个三维测力传感器放在底座的四个角，并支持踏板，用于获取被测者足部在踏板上的受力情况，并计算得到压力中心数据，从而知晓被测者的身体运动情况；前庭电刺激装置(3)，包括头盔(7)、电源(8)、控制电路、导线、恒流电源和电极片，通过向被测者前额、左右太阳穴或两侧耳后乳突施加可控的电刺激，用于改变被测者的前庭器官输入信号；控制计算机(4)，分别与所述感觉记录手柄(1)、所述测力台(2)和所述前庭电刺激装置(3)连接，用于控制所述前庭电刺激装置(3)的刺激类型、刺激电流模式、强度和刺激时间，实时显示相关参数，并实时记录所述感觉记录手柄(1)三种运动幅度的变化情况，以及记录所述测力台(2)测得的人体压力中心的实时变化情况。

【技术特征摘要】
1.前庭电刺激所致运动感觉记录装置，其特征在于，包括：感觉记录手柄(1)，包括手柄底座(6)、手柄摇杆(5)和数据记录电路，所述手柄摇杆(5)用于被测者用左手或右手操作，被测者在感到绕自身矢状轴、冠状轴或垂直轴的旋转感时，分别对应将手柄左右推动、前后推动或顺/逆时针转动；测力台(2)，包括踏板，底座和四个三维测力传感器，四个三维测力传感器放在底座的四个角，并支持踏板，用于获取被测者足部在踏板上的受力情况，并计算得到压力中心数据，从而知晓被测者的身体运动情况；前庭电刺激装置(3)，包括头盔(7)、电源(8)、控制电路、导线、恒流电源和电极片，通过向被测者前额、左右太阳穴或两侧耳后乳突施加可控的电刺激，用于改变被测者的前庭器官输入信号；控制计算机(4)，分别与所述感觉记录手柄(1)、所述测力台(2)和所述前庭电刺激装置(3)连接，用于控制所述前庭电刺激装置(3)的刺激类型、刺激电流模式、强度和刺激时间，实时显示相关参数，并实时记录所述感觉记录手柄(1)三种运动幅度的变化情况...

【专利技术属性】
技术研发人员：李鸣皋，窦伟娜，李靖，陈鲁佳，蒲放，王豫，
申请(专利权)人：中国人民解放军海军总医院，北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京;11