一种面向脑功能认知障碍人群的训练装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种面向脑功能认知障碍人群的训练装置，包括分别与控制器连接的手柄和键盘组件，手柄内部设有无线模块和AD转换模块，手柄外侧设有第一压力传感器，手柄一端设有第二压力传感器，第一压力传感器和第二压力传感器均与AD转换模块连接，AD转换模块与无线模块连接，无线模块通过控制器与键盘组件连接。利用侧部和底部均带有压力传感器的手柄获取训练者握持手柄时的握力和手柄触碰键盘时的压力，通过获取键盘被按下时的位置和时间帮助训练者提升认知能力。练者提升认知能力。练者提升认知能力。

【技术实现步骤摘要】
一种面向脑功能认知障碍人群的训练装置


[0001]本专利技术涉及康复训练领域，具体为一种面向脑功能认知障碍人群的训练装置。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]人体的认知能力和上肢运动能力存在“一损俱损”的现象，认知能力下降引起上肢运动能力下降引发行为障碍；对于脑功能障碍的人群，由于病理原因的脑功能障碍会导致人的记忆能力损失，引起注意力、语言流程性、视空间能力、执行能力等能力下降，人体依靠自身的认知能力可以对抗病理侵害和自然老化引起的认知下降，但在运动方面，由于认知下降，易出现缺乏主动性、无法理解康复训练任务、无法完成指定康复训练时长、执行能力较差等问题，会发展为行为障碍。
[0004]临床研究中，常见的认知训练方法有经颅直流电刺激(transcranial direct current stimulation,tDCS)、经颅磁刺激(transcranial direct current stimulation,tDCS)、物理刺激(如声音、光照、温度、电等)、以及传统的认知训练(视知觉训练、听知觉训练、记忆力训练、执行力训练)方式。
[0005]经颅直流电刺激起效快，但是效果维持时间不理想，经颅磁刺激有诱发癫痫的风险，而且设备便携性较差；物理刺激方法简单，但容易受到环境影响，且能够调节的认知能力有限；传统认知训练有效时间较长，但所耗费的训练时间也相对较长。
[0006]现有技术应用的上肢训练方法包括有氧运动、等速肌力训练、抗阻训练以及治疗师辅助作业治疗训练等，这类训练方式中，由于训练者自身存在脑功能障碍引发的认知能力下降，因此缺乏积极性，无法完整的完成训练，进而引发训练反馈不及时、训练难度调整情况不理想、训练模式和动作单一等问题。

技术实现思路

[0007]为了解决上述
技术介绍
中存在的至少一项技术问题，本专利技术提供一种面向脑功能认知障碍人群的训练装置，利用侧部和底部均带有压力传感器的手柄获取训练者握持手柄时的握力和手柄触碰键盘时的压力，通过获取键盘被按下时的位置和时间帮助训练者提升认知能力。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0009]本专利技术的第一个方面提供一种面向脑功能认知障碍人群的训练装置，包括分别与控制器连接的手柄和键盘组件，手柄内部设有无线模块和AD转换模块，手柄外侧设有第一压力传感器，手柄一端设有第二压力传感器，第一压力传感器和第二压力传感器均与AD转换模块连接，AD转换模块与无线模块连接，无线模块通过控制器与键盘组件连接。
[0010]手柄为空心圆筒型，第一压力传感器沿手柄圆周方向均匀布置，第二压力传感器位于手柄轴向方向一端。
[0011]第一压力传感器获取手柄被握持的压力，第二压力传感器获取手柄末端接触键盘面板时的压力。
[0012]键盘组件包括与面板连接的触发开关、电源和蜂鸣器，面板背侧连接LED组件。
[0013]面板的每一个按键均与触发开关连接，触发开关基于手柄末端按压按键发出触发信号，向蜂鸣器和对应的LED组件发出触发信号。
[0014]LED组件接收触发信号亮起或熄灭。
[0015]键盘组件还具有时间传感器，时间传感器获取触发开关的动作时间、LED组件亮起和熄灭的时间和蜂鸣器发出声音信号的时间。
[0016]控制器设有输入装置，通过输入装置将设定的键盘组件按压组合输入到控制器中，控制器基于设定的键盘组件按压组合，向键盘组件发出指令，使键盘组件对应的LED组件亮起或熄灭。
[0017]控制器将训练指令发送给键盘组件，键盘组件显示与训练指令对应的图形或数字；
[0018]手柄带有第二压力传感器的一端按压对应按键至LED组件熄灭；
[0019]处理器获取LED组件从亮起到熄灭的时间、LED熄灭的顺序、手柄外侧第一压力传感器检测的握力值以及第二压力传感器检测的压力值；
[0020]利用已构建的多模态学习深度神经网络模型实现脑功能认知障碍训练。
[0021]与现有技术相比，以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：
[0022]1、训练装置适合脑功能障碍人群的交互方式，符合脑功能障碍人群的认知和行为训练规律。
[0023]2、利用输入装置设定不同的键盘亮起顺序对处于不同脑功能障碍阶段的训练者提供差异化的训练方案，阶梯化训练难度，有利于医师对康复训练任务规划。
[0024]3、按压键盘的压力和手柄承受的握力形成压力信号，压力信号的大小和训练者的康复水平有一定的映射关系，通过已建立的神经网络映射模型，压力大小可以体现康复水平。
[0025]4、通过键盘位置数据可以统计训练任务的应答准确率，准确率越高，说明训练者参加康复训练后的认知水平越高，按压的越准确，相应的从LED亮起到被按压熄灭的时间越短。
附图说明
[0026]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0027]图1是本专利技术一个或多个实施例提供的手柄结构示意图；
[0028]图2是本专利技术一个或多个实施例提供的键盘面板结构示意图；
[0029]图3是本专利技术一个或多个实施例提供的多模态学习深度神经网络模型结构示意图；
[0030]图中：1
‑
手柄；2
‑
无线模块；3
‑
AD转换模块；4
‑
第一压力传感器；5
‑
第二压力传感器；6
‑
连接线。
具体实施方式
[0031]下面结合附图与实施例对本专利技术作进一步说明。
[0032]应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0033]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本专利技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0034]大脑组织结构和功能可塑性是康复训练的理论基础。人体正常的思维活动和肢体运动功能依赖于大脑各区域的协同作用，这种协同作用以大脑结构网络为生理基础，通过脑功能网络实现，脑功能网络重构在认知功能的恢复中起到关键作用。对于脑功能障碍而言，常见的脑功能疾病(如脑中风)会造成脑损伤引发脑部功能障碍，致使患者的认知和运动功能受损。
[0035]正如
技术介绍
中所描述的，脑功能障碍的人群通过认知与上肢训练实现康复，而现有技术中的一些康复训练方式效果不理想，因此以下实施例给出了一种面向脑功能认知障碍人群的训练装置的硬件结构，利用侧部和底本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向脑功能认知障碍人群的训练装置，其特征在于：包括分别与控制器连接的手柄和键盘组件，手柄内部设有无线模块和AD转换模块，手柄外侧设有第一压力传感器，手柄一端设有第二压力传感器，第一压力传感器和第二压力传感器均与AD转换模块连接，AD转换模块与无线模块连接，无线模块通过控制器与键盘组件连接。2.如权利要求1所述的一种面向脑功能认知障碍人群的训练装置，其特征在于：所述手柄为空心圆筒型。3.如权利要求2所述的一种面向脑功能认知障碍人群的训练装置，其特征在于：所述第一压力传感器沿手柄圆周方向均匀布置，第二压力传感器位于手柄轴向方向一端。4.如权利要求3所述的一种面向脑功能认知障碍人群的训练装置，其特征在于：所述第一压力传感器获取手柄被握持的压力，第二压力传感器获取手柄末端接触键盘面板时的压力。5.如权利要求1所述的一种面向脑功能认知障碍人群的训练装置，其特征在于：所述键盘组件包括与面板连接的触发开关、电源和蜂鸣器，面板背侧连接LED组件。6.如权利要求5所述的一种面向脑功能认知障碍人群的训练装置，其特征在于：所述面板的每一个按键均与触发开关连接，触发开关基于手柄末端按压按键发出触...

【专利技术属性】
技术研发人员：卜令国，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：