一种手部康复训练系统技术方案

本发明专利技术提供了一种手部康复训练系统，包括训练手套、脑电帽、ARM控制器、液晶显示器、存储器和触控开关；训练手套包括手指部、手掌部和手腕部，手指部的各个关节处分别设置惯性传感器，惯性传感器检测各个手指关节的运动姿态，惯性传感器位于训练手套的外层，手指部的各个指尖还分别设有触碰传感器。本发明专利技术通过手指各个关节的惯性传感器实现14个自由度的训练，指尖的触碰传感器和手掌的压力传感器训练手部的发力控制，腕部脉搏传感器检测训练过程中患者的脉搏信号，实现了手部创伤治疗中功能恢复期的手指各个关节自由度及指尖和手掌的锻炼，同时通过16导联提取患者脑电信号，将手部动作的检测数据与相应的脑电信号相匹配。

【技术实现步骤摘要】
一种手部康复训练系统
本专利技术涉及康复医疗设备
，特别涉及一种手部康复训练系统。
技术介绍
脑卒中又称中风、脑血管意外，是一种急性脑血管疾病。中国现有脑卒中患者约900万人，每年新发病在150万人以上，大约75％脑卒中患者在发病后会留下不同程度的后遗症。而在众多的后遗症中，以偏瘫发生率最高。在偏瘫的康复中，又以手部功能的康复最为困难。目前行业内大都利用表面肌电信号触发与动态智能控制的互动式生物反馈训练实现患者四指、拇指、手腕三部分单独地运动，然而，手部功能恢复中四指、拇指、手腕三部分共同作用直接影响手部的肌力和屈伸，因此有必要对现有的训练装置进行改进。
技术实现思路
(一)解决的技术问题为了解决上述问题，本专利技术提供了一种手部康复训练系统，通过手部创伤治疗中功能恢复期的手指各个关节自由度及指尖和手掌的锻炼，并结合脑电信号进行适应性调整，穿戴式的设计方便患者基于日常生活辅助的功能训练，提高训练效果。(二)技术方案一种手部康复训练系统，包括训练手套、脑电帽、ARM控制器、液晶显示器、存储器和触控开关；所述训练手套包括手指部、手掌部和手腕部，所述手指部的各个关节处分别设置惯性传感器，所述惯性传感器检测各个手指关节的运动姿态，所述惯性传感器位于所述训练手套的外层，所述手指部的各个指尖还分别设有触碰传感器，所述触碰传感器检测各个手指指尖的触碰压力，所述触碰传感器位于所述训练手套的内层，所述手掌部的掌心位置设有压力传感器，所述压力传感器检测手掌的触碰压力，所述压力传感器位于所述训练手套的内层，所述手腕部的内层内部设有脉搏传感器，所述脉搏传感器检测脉搏信号，所述手腕部的外层表面设有指示灯，所述指示灯用于指示脉搏信号是否异常，所述惯性传感器、所述触碰传感器、所述压力传感器和所述脉搏传感器的数据输出脚分别连接第一数据传输线，所述第一数据传输线从所述训练手套的内层内部贯穿至外部并与所述ARM控制器相连接；所述脑电帽的顶部设置若干电极接口，用于插接脑电电极，所述脑电帽下部设有对称的延伸部，所述延伸部的末端为黏性搭扣，所述脑电帽的顶部还设有第二数据传输线，所述脑电电极的导联线束分别连接于所述第二数据传输线，所述第二数据传输线也与所述ARM控制器相连接；所述ARM控制器对所述训练手套和所述脑电帽的采集数据进行处理，所述ARM控制器的输出端分别连接所述液晶显示器和所述存储器，所述液晶显示器用于显示所述训练手套和所述脑电帽的采集数据，所述存储器对采集的数据进行保存，所述触控开关连接外部DC电源，所述外部DC电源通过所述触控开关为所述训练手套、所述脑电帽、所述ARM控制器、所述液晶显示器和所述存储器提供工作电压。进一步的，所述惯性传感器为加速度传感器或陀螺仪。进一步的，所述触碰传感器为红外触碰传感器。进一步的，所述脉搏传感器为腕部脉搏传感器。进一步的，所述脑电电极的数量为16个。进一步的，所述ARM控制器为32位ARM控制器LPC1768。进一步的，所述第一数据传输线为高速串行接口数据传输线，所述第二数据传输线为导生物电放大缆线。(三)有益效果本专利技术提供了一种手部康复训练系统，通过手指各个关节的惯性传感器实现14个自由度的训练，指尖的触碰传感器和手掌的压力传感器训练手部的发力控制，腕部脉搏传感器检测训练过程中患者的脉搏信号，实现了手部创伤治疗中功能恢复期的手指各个关节自由度及指尖和手掌的锻炼，同时通过16导联提取患者脑电信号，将手部动作的检测数据与相应的脑电信号相匹配，以对手部康复训练过程进行适应性调整，并且穿戴式的设计方便患者基于日常生活辅助的功能训练，提高训练效果，其结构简单，体积轻便，检测精度高，响应速度快，稳定性和可靠性好，具有良好的操控性和扩展性，可应用于手部康复训练及其他手部体感交互的场合。附图说明图1为本专利技术所涉及的一种手部康复训练系统的结构示意图。图2为本专利技术所涉及的一种手部康复训练系统的训练手套背面结构示意图。图3为本专利技术所涉及的一种手部康复训练系统的工作原理图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术所涉及的实施例做进一步详细说明。结合图1～图3，一种手部康复训练系统，包括训练手套、脑电帽9、ARM控制器13、液晶显示器14、存储器15和触控开关16；训练手套包括手指部1、手掌部2和手腕部3，手指部1的各个关节处分别设置惯性传感器4，惯性传感器4检测各个手指关节的运动姿态，惯性传感器4位于训练手套的外层，手指部1的各个指尖还分别设有触碰传感器7，触碰传感器7检测各个手指指尖的触碰压力，触碰传感器7位于训练手套的内层，手掌部2的掌心位置设有压力传感器8，压力传感器8检测手掌的触碰压力，压力传感器8位于训练手套的内层，手腕部3的内层内部设有脉搏传感器，脉搏传感器检测脉搏信号，手腕部3的外层表面设有指示灯5，指示灯5用于指示脉搏信号是否异常，惯性传感器4、触碰传感器7、压力传感器8和脉搏传感器的数据输出脚分别连接第一数据传输线6，第一数据传输线6从训练手套的内层内部贯穿至外部并与ARM控制器13相连接；脑电帽9的顶部设置若干电极接口，用于插接脑电电极10，脑电帽9下部设有对称的延伸部，延伸部的末端为黏性搭扣11，脑电帽9的顶部还设有第二数据传输线13，脑电电极10的导联线束分别连接于第二数据传输线12，第二数据传输线12也与ARM控制器13相连接；ARM控制器13对训练手套和脑电帽9的采集数据进行处理，ARM控制器13的输出端分别连接液晶显示器14和存储器15，液晶显示器14用于显示训练手套和脑电帽9的采集数据，存储器15对采集的数据进行保存，触控开关16连接外部DC电源，外部DC电源通过触控开关16为训练手套、脑电帽9、ARM控制器13、液晶显示器14和存储器15提供工作电压。手指部1的每根手指的各个关节处均设有惯性传感器4，具体为大拇指两个关节计两个惯性传感器4、食指三个关节计三个惯性传感器4、中指三个关节计三个惯性传感器4、无名指三个关节计三个惯性传感器4和小指三个关节计三个惯性传感器4，因此手指部1总计设置有14个惯性传感器4，每个惯性传感器4监测每根手指的每个关节的运动姿态，提供了所有手指全部自由度的训练。惯性传感器4为加速度传感器或陀螺仪。手指部1的每个指尖均设有触碰传感器7，检测手部发力时指尖的受力情况。触碰传感器7为红外触碰传感器，具有更高的检测灵敏度和检测精度。手掌部2的压力传感器8位于掌心处，检测手部发力时手掌的受力情况。由于创伤后康复的患者大都还处于比较虚弱的状态，因此在手腕部3设置腕部脉搏传感器以检测患者的脉搏信号，防止训练过度，引起安全事故。当腕部脉搏传感器检测的脉搏信号出现异常时，指示灯5进行报警提醒。训练手套通过第一数据传输线6将训练数据传输给ARM控制器13进行处理，由于上传的数据量较大，为了保证数据传输的实时性，数据传输线6选用高速串行接口(HSSI)数据传输线，HSSI是由思科公司共同推出的串行接口标准，最高数据传输速率为52Mbps，最远传输距离为15米，类似于通常连接计算机或调制解调器的RS-232和V.35接口，但是传输速度更高。脑电电极10的数量为16个，采用16导联提取患者的脑电信号，脑电电极10分别插接于：1)从枕骨粗隆向上约2cm，左右旁开3cm与左右瞳枕线相交处为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种手部康复训练系统，其特征在于：包括训练手套、脑电帽、ARM控制器、液晶显示器、存储器和触控开关；所述训练手套包括手指部、手掌部和手腕部，所述手指部的各个关节处分别设置惯性传感器，所述惯性传感器检测各个手指关节的运动姿态，所述惯性传感器位于所述训练手套的外层，所述手指部的各个指尖还分别设有触碰传感器，所述触碰传感器检测各个手指指尖的触碰压力，所述触碰传感器位于所述训练手套的内层，所述手掌部的掌心位置设有压力传感器，所述压力传感器检测手掌的触碰压力，所述压力传感器位于所述训练手套的内层，所述手腕部的内层内部设有脉搏传感器，所述脉搏传感器检测脉搏信号，所述手腕部的外层表面设有指示灯，所述指示灯用于指示脉搏信号是否异常，所述惯性传感器、所述触碰传感器、所述压力传感器和所述脉搏传感器的数据输出脚分别连接第一数据传输线，所述第一数据传输线从所述训练手套的内层内部贯穿至外部并与所述ARM控制器相连接；所述脑电帽的顶部设置若干电极接口，用于插接脑电电极，所述脑电帽下部设有对称的延伸部，所述延伸部的末端为黏性搭扣，所述脑电帽的顶部还设有第二数据传输线，所述脑电电极的导联线束分别连接于所述第二数据传输线，所述第二数据传输线也与所述ARM控制器相连接；所述ARM控制器对所述训练手套和所述脑电帽的采集数据进行处理，所述ARM控制器的输出端分别连接所述液晶显示器和所述存储器，所述液晶显示器用于显示所述训练手套和所述脑电帽的采集数据，所述存储器对采集的数据进行保存，所述触控开关连接外部DC电源，所述外部DC电源通过所述触控开关为所述训练手套、所述脑电帽、所述ARM控制器、所述液晶显示器和所述存储器提供工作电压。...

【技术特征摘要】
1.一种手部康复训练系统，其特征在于：包括训练手套、脑电帽、ARM控制器、液晶显示器、存储器和触控开关；所述训练手套包括手指部、手掌部和手腕部，所述手指部的各个关节处分别设置惯性传感器，所述惯性传感器检测各个手指关节的运动姿态，所述惯性传感器位于所述训练手套的外层，所述手指部的各个指尖还分别设有触碰传感器，所述触碰传感器检测各个手指指尖的触碰压力，所述触碰传感器位于所述训练手套的内层，所述手掌部的掌心位置设有压力传感器，所述压力传感器检测手掌的触碰压力，所述压力传感器位于所述训练手套的内层，所述手腕部的内层内部设有脉搏传感器，所述脉搏传感器检测脉搏信号，所述手腕部的外层表面设有指示灯，所述指示灯用于指示脉搏信号是否异常，所述惯性传感器、所述触碰传感器、所述压力传感器和所述脉搏传感器的数据输出脚分别连接第一数据传输线，所述第一数据传输线从所述训练手套的内层内部贯穿至外部并与所述ARM控制器相连接；所述脑电帽的顶部设置若干电极接口，用于插接脑电电极，所述脑电帽下部设有对称的延伸部，所述延伸部的末端为黏性搭扣，所述脑电帽的顶部还设有第二数据传输线，所述脑电电极的导联线束分别连接于所述第二数据传输线，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：董荣琴，
申请(专利权)人：湖州健凯康复产品有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33