一种高集成度的双人对抗式平衡能力训练与评测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种高集成度的双人对抗式平衡能力训练与评测系统，包括数据采集与处理单元、人机交互单元、效果评估与显示单元；数据采集与处理单元实时采集人体前后或左右摇晃时压力中心的轨迹位置，将接收到的数据处理为坐标值，利用蓝牙通过无线传输方式传递给人机交互单元；人机交互单元在接收到数据采集与处理单元传送的坐标值后将坐标值传递给双人对抗游戏，驱使游戏中的物体移动，完成游戏预先布置的任务，实现人体平衡能力训练；本实用新型专利技术具有操作简单、可移动、制造成本低、可大规模推广的优点，同时采用的双人对抗的游戏形式能够为患者提供可选择的训练模式调动患者训练的积极性，避免其产生抵触心理。

【技术实现步骤摘要】
一种高集成度的双人对抗式平衡能力训练与评测系统
本技术属于平衡能力康复设备
，尤其是涉及一种高集成度的双人对抗式平衡能力训练与评测系统。
技术介绍
心血管疾病是非传染性疾病死亡的主要原因，而中风就是一种常见且危害较大的心血管疾病，我国中风发病率连续多年居世界首位。对于患病程度较轻者一次中风发作只影响一侧上肢或一侧下肢等某一部位，较重者可能导致半身全部瘫痪。最严重的中风可发生猝死。中风患者功能平衡和姿势控制减退限制了个人的行走能力，也增加了跌倒的风险，因此，平衡能力的训练是中风康复计划中重要的一部分。据世界卫生组织的数据显示，青年中风的发病率为30.2/10万，且具有上升趋势，可见中风已不再独属于40岁以上中年人，对于青年群体中风的防护与治疗工作迫在眉睫。传统观测法（如患者睁闭眼站立由医师根据其晃动程度定性判断其平衡能力）操作简单，易于实现，但太过依赖经验，缺乏量化标准，难以令患者信服。美国Biodexsys平衡系统仪器为可转动的单板（可旋转和倾斜0～20度），通过测试几种站立状态，给予一个综合的平衡能力评价。该仪器主要针对训练，对于平衡能力明显欠缺或存在障碍的，用处不大，该仪器售价在18到25万元。以色列Tetrax平衡训练系统：仪器由扶手和4个独立压力模块组成，人体的晃动由每块板的垂直压力波动来记录，将晃动的参数与标准数据库进行比对，给予测量评价结果，是目前应用较广的一款平衡仪器。上述近年进口的康复训练仪器如Txtrax平衡训练系统、Biodexsys平衡系统机械结构复杂，定价过高，只有少数大医院的康复科室有资金引进，难以满足庞大的患者群体；且训练模式单一，久而久之容易让患者因枯燥乏味产生抵触心理。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种高集成度的双人对抗式平衡能力训练与评测系统，具有操作简单、可移动、制造成本低、可大规模推广的优点，同时采用的双人对抗的游戏形式能够为患者提供可选择的训练模式调动患者训练的积极性，避免其产生抵触心理。为达到上述目的，本技术采用以下技术方案：一种高集成度的双人对抗式平衡能力训练与评测系统，包括数据采集与处理单元、人机交互单元、效果评估与显示单元；所述数据采集与处理单元实时采集人体前后或左右摇晃时压力中心的轨迹位置，将接收到的数据处理为坐标值，利用蓝牙通过无线传输方式传递给人机交互单元；所述人机交互单元在接收到数据采集与处理单元传送的坐标值后将坐标值传递给双人对抗游戏，驱使游戏中的物体移动，完成游戏预先布置的任务，实现人体平衡能力训练，开始游戏后，人机交互单元将接收到的数据保存在本地的文本中；所述效果评估与显示单元读取本地数据，基于时频域分析给出训练结果，由医师根据该结果为患者制定下一阶段的康复计划。进一步地，所述数据采集与处理单元包括两套测力台，每套测力台连接一套下位机控制系统；所述测力台包括底座、四个压力传感器、一个直流供电电源及一个钢化玻璃板，四个压力传感器分别安装在底座的四角，钢化玻璃板安装在四个压力传感器上部，直流供电电源安装在底座上并为测力台提供电能；所述下位机控制系统包括单片机和主从一体蓝牙模块，用于将压力传感器采集的数据处理成坐标值，并利用主从一体蓝牙模块以无线传输方式传递给人机交互单元。进一步地，所述人机交互单元包括一台装有VisualStudio2017软件和Unity3D软件的能够上网的第一电脑，第一电脑中搭载有利用Unity3D引擎编写的双人对抗游戏，用于平衡能力训练。进一步地，所述效果评估与显示单元包括一台装有VisualStudio2017软件和Unity3D软件的能够上网的第二电脑，所述效果评估与显示搭载在所属人机交互单元的训练与评测系统中，经过时频域分析，自动给出人体平衡能力的评测结果。本技术的有益效果是：本技术针对目前的康复训复杂，定价过高，练仪器大多采用进口设备，只有少数大医院的康复科室有资金引进，难以满足庞大的患者群体；且训练模式单一，久而久之容易让患者因枯燥乏味产生抵触心理的问题。提供一种高集成度的双人对抗式平衡能力训练与评测系统，包括数据采集与处理单元、人机交互单元、效果评估与显示单元；其中，数据采集与处理单元实时采集人体前后或左右摇晃时压力中心的轨迹位置，将接收到的数据处理为坐标值，利用蓝牙通过无线传输方式传递给人机交互单元；其中，人机交互单元在接收到数据采集与处理单元传送的坐标值后将坐标值传递给双人对抗游戏，驱使游戏中的物体移动，完成游戏预先布置的任务，实现人体平衡能力训练，开始游戏后，人机交互单元将接收到的数据保存在本地的文本中；其中，效果评估与显示单元读取本地数据，基于时频域分析给出训练结果，由医师根据该结果为患者制定下一阶段的康复计划。本技术能够提供丰富多样的游戏场景以及双人对抗形式游戏可以为用户提供不同的训练模式，最大程度调动患者的积极性。另外，以系统为通信主体的通信方式有利于软件的功能扩展和集成化，可为用户提供更加简洁的操作环境和更加流畅的用户体验。本技术主要用于医院的康复科室，但由于克服了传统平衡康复器械造价高、结构复杂的问题，具有较大的推广潜力，也可放置在患者家中，辅助其随时进行康复训练。本技术具有操作简单、可移动、制造成本低、可大规模推广的优点，同时采用的双人对抗的游戏形式能够为患者提供可选择的训练模式调动患者训练的积极性，避免其产生抵触心理。附图说明图1为本技术的结构示意图；图2为本技术中测力台的结构示意图；图3为本技术中下位机控制系统的结构框；图4为本技术的使用流程图；附图标记：数据采集与处理单元100；测力台101；底座101a；压力传感器101b；直流供电电源101c；钢化玻璃板101d下位机控制系统102；单片机102a；主从一体蓝牙模块102b；人机交互单元200；效果评估与显示单元300。具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例的附图1至附图4，对本技术实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本技术的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。实施例，参阅附图1至4，本技术针对目前的康复训复杂，定价过高，练仪器大多采用进口设备，只有少数大医院的康复科室有资金引进，难以满足庞大的患者群体；且训练模式单一，久而久之容易让患者因枯燥乏味产生抵触心理的问题。提供一种高集成度的双人对抗式平衡能力训练与评测系统，包括数据采集与处理单元100、人机交互单元200、效果评估与显示单元300。更加适用于青年中风患者的平衡能力训练与评测系统，为患者提供流畅的用户体验。双人对抗形式的游戏为用户本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高集成度的双人对抗式平衡能力训练与评测系统，其特征在于：包括数据采集与处理单元(100)、人机交互单元(200)、效果评估与显示单元(300)；/n所述数据采集与处理单元(100)实时采集人体前后或左右摇晃时压力中心的轨迹位置，将接收到的数据处理为坐标值，利用蓝牙通过无线传输方式传递给人机交互单元(200)；/n所述人机交互单元(200)在接收到数据采集与处理单元(100)传送的坐标值后将坐标值传递给双人对抗游戏，驱使游戏中的物体移动，完成游戏预先布置的任务，实现人体平衡能力训练，开始游戏后，人机交互单元(200)将接收到的数据保存在本地的文本中；/n所述效果评估与显示单元(300)读取本地数据，基于时频域分析给出训练结果，由医师根据该结果为患者制定下一阶段的康复计划；/n所述数据采集与处理单元(100)包括两套测力台(101)，每套测力台(101)连接一套下位机控制系统(102)；/n所述测力台(101)包括底座(101 a)、四个压力传感器(101b)、一个直流供电电源(101c)及一个钢化玻璃板(101d)，四个压力传感器(101b)分别安装在底座(101a)的四角，钢化玻璃板(101d)安装在四个压力传感器(101b)上部，直流供电电源(101c)安装在底座(101a)上并为测力台(101)提供电能；/n所述下位机控制系统(102)包括单片机(102a)和主从一体蓝牙模块(102b)，用于将压力传感器(101b)采集的数据处理成坐标值，并利用主从一体蓝牙模块(102b)以无线传输方式传递给人机交互单元(200)。/n...

【技术特征摘要】
1.一种高集成度的双人对抗式平衡能力训练与评测系统，其特征在于：包括数据采集与处理单元(100)、人机交互单元(200)、效果评估与显示单元(300)；
所述数据采集与处理单元(100)实时采集人体前后或左右摇晃时压力中心的轨迹位置，将接收到的数据处理为坐标值，利用蓝牙通过无线传输方式传递给人机交互单元(200)；
所述人机交互单元(200)在接收到数据采集与处理单元(100)传送的坐标值后将坐标值传递给双人对抗游戏，驱使游戏中的物体移动，完成游戏预先布置的任务，实现人体平衡能力训练，开始游戏后，人机交互单元(200)将接收到的数据保存在本地的文本中；
所述效果评估与显示单元(300)读取本地数据，基于时频域分析给出训练结果，由医师根据该结果为患者制定下一阶段的康复计划；
所述数据采集与处理单元(100)包括两套测力台(101)，每套测力台(101)连接一套下位机控制系统(102)；
所述测力台(101)包括底座(101a)、四个压力传感器(101b)、一个直流供电电源(101c)及一个钢化玻璃板(101d)，四个压力传感器(101b)分别安装在底座(101a...

【专利技术属性】
技术研发人员：张家铭，宫达钦，
申请(专利权)人：张家铭，
类型：新型
国别省市：吉林;22