一种基于VR的吞咽障碍训练方法及其设备技术

本发明专利技术公开了一种基于VR的吞咽障碍训练方法及其设备，所述设备包括吞咽状态识别设备、头戴式吞咽障碍康复训练VR设备，吞咽识别设备用于识别张口、吞咽、反复吞咽、呛咳和窒息时的喉部状态，头戴式吞咽障碍康复训练VR设备用于引导和辅助训练者完成吞咽训练；所述方法包括基础吞咽训练和虚拟摄食吞咽训练，其中基础吞咽训练包括：口唇闭锁练习、下颌运动训练、声带内收训练、促进吞咽反射训练、声门上吞咽训练；根据训练结果给出吞咽障碍评分。本发明专利技术通过VR技术和机械臂对吞咽障碍患者的吞咽训练进行正确的引导和辅助，可以避免动作不标准、呛咳甚至窒息等情况，同时对训练者的吞咽障碍给出定量评价标准，有助于吞咽障碍的康复训练。训练。训练。

【技术实现步骤摘要】
一种基于VR的吞咽障碍训练方法及其设备


[0001]本专利技术涉及老龄康复训练领域，尤其是涉及一种基于VR的吞咽障碍训练方法及其设备。

技术介绍

[0002]老年人由于从口腔前部到贲门的吞咽通道中的某一部分发生病变，吞咽反射径路的某一部位受损或受到邻近病变的影响，皆可导致不同程度的吞咽障碍，出现吞咽不畅、食管内食物积留、饮食向鼻腔反流或部分进入气管等病征，即吞咽障碍(deglutition disorder，DD)。吞咽障碍表现为呛咳，流口水、饭后总是清嗓子、进餐时间过长等。年龄是个重要的吞咽障碍相关因素，不仅老年脑卒中患者、老年性痴呆患者、帕金森患者多数伴有吞咽障碍，许多看起来正常的老年人其实已患有慢性吞咽障碍。据调查，约有50％老年人进食有困难，并因此而营养不足，体质量减轻。另一报道，老年人的吞咽障碍由多种因素造成，包括牙齿缺失、口腔敏感性减退、味觉和嗅觉改变、视力减退、目光注视与手的协调动作减退、独自进食、情绪抑郁等。吞咽障碍可导致营养不足和肌肉萎缩，后者加重了吞咽障碍的程度，这些因素在许多老年人中可能已经构成一种不良循环，相互影响，日益趋于严重。
[0003]目前吞咽障碍的康复训练可分为基础训练及摄食训练。
[0004]基础训练是针对那些与摄食、吞咽活动有关的器官进行训练，不用食物、针对吞咽功能障碍的间接训练。例如呼吸道训练(深吸气—憋气—咳出)的目的是提高咳出能力和防止误咳；反复轮换吞咽训练(进食吞咽后进行多次空吞咽)的目的是强化吞咽意识，除去咽部残留物。
[0005]摄食训练是实际进食的训练，在进食的同时，通过调整体位及食物种类/量，应用辅助吞咽动作练习的直接进食训练。
[0006]综上所述，对老年吞咽障碍的康复训练是非常重要的，对吞咽障碍患者进行康复护理训练越早越好，系统的康复训练可显著地提高吞咽功能。然而，目前针对吞咽障碍训练的设备较少：
[0007](1)《一种用于吞咽障碍的吞咽训练及辅助的进食勺》(CN214260519U)提供了一种新型的进食勺，能够对患者进行咬合训练的同时，给与患者吞咽信号，使得患者的吞咽功能逐渐恢复；
[0008](2)《一种新型吞咽训练器》(CN213994725U)提供了一种新型的吞咽训练器，满足咀嚼吞咽训练的需求，同时壳体的设计便于抓握，设计人性化，在吞咽训练的过程中通过小孔将食物吞咽至口腔，达到触觉、味觉的双重刺激，避免误吸，同时本技术结构简单，使用方便，为病患以及医护人员提高便利。
[0009]上述现有技术的功能比较单一，对患者缺乏足够的引导，并且没有评估功能。康复医院的吞咽障碍训练主要由康复科医生进行指导，临床护理人员协助进行训练。临床护理人员工作繁重，也没有经过系统训练；病人在进行基础训练过程中易出现动作不标准的情况，康复训练师根据经验指导病人训练，无定量评价标准；另进食训练存在一定的危险性，
容易出现呛咳甚至窒息等危险情况。

技术实现思路

[0010]针对现有技术存在的上述问题，本申请提供了一种基于VR的吞咽障碍训练方法及其设备，通过VR技术和机械臂对训练者的吞咽训练进行正确的引导和辅助，并且能对患者的吞咽障碍情况给出定量评分，给训练计划的制订提供更科学的指导。
[0011]本专利技术的技术方案如下：
[0012]基于VR的吞咽障碍训练设备，包括吞咽状态识别设备、头戴式吞咽障碍康复训练VR设备；
[0013]所述吞咽识别设备包括加速度传感器1、角速度传感器2、PVDF压力传感器3、麦克风4和通信模块，用于识别张口、吞咽、反复吞咽、呛咳和窒息时的喉部状态；
[0014]所述加速度传感器1和角速度传感器2设置在下颌下方、喉部上方的位置，用于测量喉部软骨的微小上下运动；
[0015]所述PVDF压力传感器3设置在喉部的左侧或右侧位置，用于测量吞咽相关肌肉的机械肌电信号；
[0016]所述麦克风4用于记录吞咽音；
[0017]所述加速度传感器1、角速度传感器2、PVDF压力传感器3和麦克风4通过电缆连接到通信模块；通信模块通过蓝牙或WIFI连接到头戴式吞咽障碍康复训练VR设备的计算模块5，并将来自加速度传感器1、角速度传感器2、PVDF压力传感器3和麦克风4的测量数据传输到计算模块5；所述计算模块5包括桌面个人电脑和软件；
[0018]所述头戴式吞咽障碍康复训练VR设备包括计算模块5、数据传输模块、显示模块6、机械臂8、摄像头9；
[0019]所述显示模块6通过VR电缆7连接到计算模块5，用于显示来自计算模块5的VR视频数据；
[0020]所述摄像头9设置在机械臂8上，其位置靠近机械臂8的触手，用于监测机械臂8的触手是否移动到位；
[0021]所述机械臂8一共有两个，分别设置在喉部的两侧；
[0022]所述机械臂8和摄像头9通过电缆连接到数据传输模块；数据传输模块通过机械臂电缆10连接到计算模块5，并将摄像头9的视频数据传输到计算模块5。
[0023]一种基于VR的吞咽障碍训练设备的吞咽训练方法，所述训练方法包括基础吞咽训练和虚拟摄食吞咽训练；
[0024]所述基础吞咽训练包括5种训练模式：
[0025](1)口唇闭锁练习，即：紧闭口唇；
[0026](2)下颌运动训练，即：先尽量张口，然后松弛并且下颌向两侧运动；
[0027](3)声带内收训练，即：先深吸气，两手按住桌子或在胸前对掌，然后用力推压并且闭唇、憋气5秒钟；
[0028](4)促进吞咽反射训练，即：用手指上下摩擦甲状软骨至下颌下方的皮肤，引起下颌的上下运动和舌部的前后运动，继而引发吞咽；
[0029](5)声门上吞咽训练，即：由鼻腔深吸一口气，然后屏住气进行空吞咽，吞咽后立即
咳嗽。
[0030]进一步的，所述口唇闭锁练习的方法如下：
[0031]S1
‑
1、训练者按照头戴式吞咽障碍康复训练VR设备的提示和演示，拿起系于两侧机械臂8的大纽扣，并放置于口中内衔，紧闭口唇；
[0032]S1
‑
2、两侧机械臂8通过系线对大纽扣施加拉力；
[0033]S1
‑
3、如果加速度传感器1的测量值的变化幅度小于预定的阈值，就认为口唇闭锁练习成功。
[0034]进一步的，所述下颌运动训练的方法如下：
[0035]S2
‑
1、训练者按照头戴式吞咽障碍康复训练VR设备的提示和演示，执行张口和松弛下颌的动作；
[0036]S2
‑
2、如果加速度传感器1和角速度传感器2的测量值的变化幅度都大于预定的阈值，就认为下颌运动训练成功。
[0037]进一步的，所述声带内收训练的方法如下：
[0038]S3
‑
1、训练者按照头戴式吞咽障碍康复训练VR设备的提示和演示，先深吸气，两手按住桌子或在胸前对掌，然后用力推压并且闭唇、憋气5秒钟；
[0039]S3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于VR的吞咽障碍训练设备，其特征在于：包括吞咽状态识别设备、头戴式吞咽障碍康复训练VR设备；所述吞咽识别设备包括加速度传感器(1)、角速度传感器(2)、PVDF压力传感器(3)、麦克风(4)和通信模块，用于识别张口、吞咽、反复吞咽、呛咳和窒息时的喉部状态；所述加速度传感器(1)和角速度传感器(2)设置在下颌下方、喉部上方的位置，用于测量喉部软骨的微小上下运动；所述PVDF压力传感器(3)设置在喉部的左侧或右侧位置，用于测量吞咽相关肌肉的机械肌电信号；所述麦克风(4)用于记录吞咽音；所述加速度传感器(1)、角速度传感器(2)、PVDF压力传感器(3)和麦克风(4)通过电缆连接到通信模块；通信模块通过蓝牙或WIFI连接到头戴式吞咽障碍康复训练VR设备的计算模块(5)，并将来自加速度传感器(1)、角速度传感器(2)、PVDF压力传感器(3)和麦克风(4)的测量数据传输到计算模块(5)；所述计算模块(5)包括桌面个人电脑和软件；所述头戴式吞咽障碍康复训练VR设备包括计算模块(5)、数据传输模块、显示模块(6)、机械臂(8)、摄像头(9)；所述显示模块(6)通过VR电缆(7)连接到计算模块(5)，用于显示来自计算模块(5)的VR视频数据；所述摄像头(9)设置在机械臂(8)上，其位置靠近机械臂(8)的触手，用于监测机械臂(8)的触手是否移动到位；所述机械臂(8)一共有两个，分别设置在喉部的两侧；所述机械臂(8)和摄像头(9)通过电缆连接到数据传输模块；数据传输模块通过机械臂电缆(10)连接到计算模块(5)，并将摄像头(9)的视频数据传输到计算模块(5)。2.一种基于权利要求1所述设备的吞咽障碍训练方法，其特征在于：所述吞咽障碍训练方法包括基础吞咽训练和虚拟摄食吞咽训练；所述基础吞咽训练包括5种训练模式：(1)口唇闭锁练习，即：紧闭口唇；(2)下颌运动训练，即：先尽量张口，然后松弛并且下颌向两侧运动；(3)声带内收训练，即：先深吸气，两手按住桌子或在胸前对掌，然后用力推压并且闭唇、憋气5秒钟；(4)促进吞咽反射训练，即：用手指上下摩擦甲状软骨至下颌下方的皮肤，引起下颌的上下运动和舌部的前后运动，继而引发吞咽；(5)声门上吞咽训练，即：由鼻腔深吸一口气，然后屏住气进行空吞咽，吞咽后立即咳嗽。3.根据权利要求2所述的一种基于权利要求1所述设备的吞咽障碍训练方法，其特征在于，所述口唇闭锁练习的方法如下：S1
‑
1、训练者按照头戴式吞咽障碍康复训练VR设备的提示和演示，拿起系于两侧机械臂(8)的大纽扣，并放置于口中内衔，紧闭口唇；S1
‑
2、两侧机械臂(8)通过系线对大纽扣施加拉力；S1
‑
3、如果加速度传感器(1)的测量值的变化幅度小于...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱睿，吴韬，沈夏锋，杨轶婷，傅潇然，郑叶龙，曹宇汀，周哲，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：