一种多模态认知检测与康复系统装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种多模态认知检测与康复系统装置，所述装置包括主机(100)、带触摸功能的显示装置触摸屏(200)、播音装置(300)、按键装置(400)、旋钮装置(500)、摇杆装置(600)、视频录入装置(700)、视觉追踪装置(800)、脑电采集装置(900)以及IC卡读卡器(1000)。本发明专利技术中西医结合，通过对AD早期MCI患者的评估以及进行康复训练，符合中医“治未病”的学术思想。在预防保健服务体系环境下认知功能训练与康复技术，实现实时、实地信息的交互。本系统便于广泛推广，不仅提升老年人的生活品质，而且能够减轻社会负担，有较大的应用价值和社会效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及医用检测与康复系统装置，具体涉及一种多模态认知检测与康复系统装置。
技术介绍
阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease，AD)现已成为中国老年人继心血管疾病、恶性肿瘤、脑卒中之后的第四大杀手，随着人口老龄化，AD的发病率呈逐年显著上升趋势。由于AD的病情过程不可逆转，所以AD的早期诊断、干预以及防治尤为重要。以往的研究证实对于良性健忘老人、轻度认知功能损害(Mild Cognition Impairment，MCI)和早期AD患者进行认知检测与康复有助于延缓良性健忘的加重、降低MCI的AD转化率、缓解AD的病程，提高患者生活质量。目前提供康复训练的方式多为开设康复中心，通过人工康复训练与群体生活等改善患者认知功能障碍等问题。由于医务人员欠缺，康复中心或邀请志愿者参与，或使工作人员超负荷工作，导致康复工作的专业性与效率不高。另外，训练方法主要使用机械装置、纸质训练或者利用计算机按键操作的方式，但由于操作不便，并且缺乏趣味性，不利于坚持参与训练，得不到认知康复的机会。因此，开发互动性、趣味性以及参与性强认知康复系统成为关注的热点。目前国内外正开展通过多重数据整合来发现AD的早期临床表现，所使用的参数往往是正电子放射成像技术PET、功能性核磁共振fMRI，核磁共振、相关事件电位P300等，但上述设备必需要在具有相关设备的医院中有专业医师进行诊断和分析。中医对AD及其早期病症MCI在古籍中也有着相似的描述，因而如果早期发现AD和MCI，同时进行认知能力康复训练，具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于克服上述不足之处，研究设计互动性好、趣味性强，有利于改善患者认知功能障碍等的认知康复系统。本专利技术提供了一种多模态认知检测与康复系统装置。本专利技术所述装置包括：主机、带触摸功能的显示装置、播音装置、按键装置、旋钮装置、摇杆装置、视频录入装置、视觉追踪装置、脑电采集装置、IC卡读卡器。所述主机的接口面板上分别设置有VGA接口101、音频接口102、5个USB接口103a-103e，3个串口104a-104b。所述带触摸功能的显示装置(如触摸屏)与主机上的VGA接口101以及USB接口103a连接，用于显示以及人机交互。所述播音装置通过主机100上的音频接口102与主机100相连，用于播放声音。所述按键装置通过串口104c连接于主机；所述按键装置包括多个按键以及单片机，按键的引脚连接到单片机的数字输入输出端口，单片机扫描按键状态并通过串口将按键状态信息打包发送至主机100，测试者按下按键进行选择，以实现训练过程中的交互。所述旋钮装置通过串口104a连接于主机100；所述旋钮装置包括两个旋转电位器以及单片机，旋转电位器引脚连接到单片机的模拟输入输出端口，单片机将来自旋转电位器的模拟电压信号转换成数字信号后打包通过串口发送给主机，所述的两个旋转电位器分别用于控制小球的水平以及垂直运动方向。所述摇杆装置通过串口104b连接于主机100；所述摇杆装置包括两个摇杆以及单片机，摇杆的引脚连接到单片机的模拟输入输出端口，单片机将来自摇杆的模拟电压信号转换成数字信号后打包通过串口发送给主机100，所述的两个摇杆分别用于在训练中控制两个不同小球的运动方向。所述视频录入装置通过USB接口103b连接于主机100；所述视频录入装置为通过USB接口与主机100相连的USB摄像头，用于采集测试者的图像信息。所述视觉追踪装置通过USB接口103c连接于主机100；所述视觉追踪装置为通过USB接口与主机100相连的视觉追踪仪，用于捕捉测试者视线位置并将其映射为屏幕坐标。所述IC卡读卡器通过USB接口103d与主机相连，用于资料录入、信息查询以及快速登录。所述脑电采集装置通过蓝牙接收器上的USB接口103e连接于主机100。所述脑电采集装置包括脑电采集模块、蓝牙接收器和通过3D打印的头套，所述脑电采集模块包括蓝牙发射装置以及脑电采集单元，脑电采集模块被固定安装在头套上，测试者通过佩戴头套便可进行脑电信息的采集，所采集的脑电信息通过脑电采集模块中的蓝牙发射装置发送，主机端通过蓝牙接收器接收。所述主机100内设置多模态认知检测与康复系统总模块。所述多模态认知检测与康复系统总模块，包括登陆界面模块和系统主界面模块。所述登陆界面模块具有一用户名输入框和密码输入框，用户在用户名输入框中输入用户名，在密码输入框内输入登陆密码，单击登陆按钮即可进入多模态认知检测与康复系统，单击退出按钮即可关闭并退出多模态认知检测与康复系统。所述系统主界面模块的中心位置设置有训练选择模块，训练选择模块下端设置认知检测模块、打印模块和退出模块，其中认知检测模块、打印模块和退出模块位于同一行。所述训练选择模块设置三行四列共十个按钮，第一行设置反应力测试按钮、无意义图形再认按钮、人物识别按钮，第二行设置文字识别按钮、理解力测试按钮、双手调节按钮，第三行设置操作能力测试按钮、表情识别按钮、迷宫按钮，第四行设置视觉追踪按钮。当点击所述训练选择模块中的某个按钮，就会进入对应的训练界面；每个训练界面上设置训练内容显示区、参数显示区、开始测试按钮、保存结果按钮、返回按钮，训练内容显示区用于显示训练内容，参数显示区用于显示训练过程中的相关参数(如专注度、反应时间、正确率等)，点击开始测试按钮后训练开始，点击保存结果按钮后将保存训练结果，点击返回按钮将返回系统主界面。所述认知检测模块设置有认知检测按钮，单击认知检测按钮，进行认知功能检测。所述打印报告模块设置打印按钮，单击打印按钮进入打印预览界面后，对训练评估结果进行打印前查看及打印操作。所述退出模块设置退出按钮，单击退出按钮将退出系统。本专利技术所述装置使用时，采集测试和训练过程中的脑电、眼动、反应时间、细微动作等数据，通过采用基于云计算的医学数据挖掘方法，综合运用人工神经网络、模糊逻辑、遗传算法、粗糙集理论和支持向量机等手段构建认知检测模型和康复评定模型，对测试者的认知能力进行检测和评估，检测和评估的结果可由上述打印模块进行打印。本专利技术装置具有以下有益效果：本专利技术以中医理论为指导，以西医检测为手段，通过对AD早期MCI患者受损的认知功能进行的康复训练，符合中医“治未病”的学术思想。在预防保健服务体系环境下认知功能训练与康复技术，实现实时、实地(Any time,Any Place)信息的交互，从而达到能在社区进行检测的眼动、脑电、双手调节等装置。同时也与临床常用的认知能力检测量表形成互补，在诊断和康复方面并不与韦氏学习记忆量表、简易智能状态量表等形成交集。本专利技术的多模态认知检测与康复系统，可以对测试者的认知能力进行检测和评估。系统中的反应力测试用于对测试者的反应力进行训练，以提高其反应力；无意义图形再认、人物识别用于检测和提高测试者的记忆力；文字识别、理解力测试用于检测和提高测试者的理解力和分析能力；双手调节、操作能力测试可用来检测和提高测试者的双手协调能力；表情识别训练用于训练测试者的理解力、判断力和反应能力；迷宫用于检测和改善测试者的视空间能力；视觉追踪用于检测和提高测试者的理解力、判断力和注意力。可以延缓测试者大脑老化，改善测试者的认知能力。本系统便于广泛推广，提升老年人的生活品质的同时也能够减轻本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多模态认知检测与康复系统装置，其特征在于，所述装置包括主机(100)、带触摸功能的显示装置触摸屏(200)、播音装置(300)、按键装置(400)、旋钮装置(500)、摇杆装置(600)、视频录入装置(700)、视觉追踪装置(800)、脑电采集装置(900)以及IC卡读卡器(1000)。

【技术特征摘要】
1.一种多模态认知检测与康复系统装置，其特征在于，所述装置包括主机(100)、带触摸功能的显示装置触摸屏(200)、播音装置(300)、按键装置(400)、旋钮装置(500)、摇杆装置(600)、视频录入装置(700)、视觉追踪装置(800)、脑电采集装置(900)以及IC卡读卡器(1000)。2.根据权利要求1所述一种多模态认知检测与康复系统装置，其特征在于，所述带触摸功能的显示装置触摸屏(200)与主机VGA接口(101)以及USB接口(103)连接；所述播音装置(300)与主机音频接口(102)连接；所述按键装置(400)与主机通过串口(104c)连接；所述旋钮装置(500)与主机通过串口(104a)连接、所述摇杆装置(600)与主机通过串口(104c)连接；所述视频录入装置(700)与主机通过USB接口(103b)连接；所述视觉追踪装置(800)与主机通过USB接口(103c)连接、所述脑电采集装置(900)与主机通过USB接口(103e)连接；所述IC卡读卡器(1000)通过USB接口(103d)与主机(100)相连，用于资料录入、信息查询以及快速登录；所述主机(100)内设置多模态认知检测与康复系统总模块。3.根据权利要求1所述一种多模态认知检测与康复系统装置，其特征在于，所述按键装置(400)包括Arduino单片机(410)、按键模块(420)以及按键模块(430)；所述按键模块(420)从左至右设置有A黄色、B红色、C绿色按键各一个，依次与Arduino单片机(410)上输入输出端口模块(412)中的端口(14、15、16)相连，所述按键模块(430)设置两排共10个按键，其中第一排从左至右依次设置有编号(1、2、3、4、5)的5个按键，第二排从左至右依次设置有编号(6、7、8、9、10)的5个按键，按键模块(430)中的10个按键依次连接到Arduino单片机(410)上输入输出端口模块(412)中的输入输出端口(3、4、5、6、7、8、9、10、11、12)；Arduino单片机(410)扫描按键状态并通过串口(411)将按键状态信息打包发送至主机(100)，测试者按下按键进行选择，以实现训练过程中的交互。4.根据权利要求1所述一种多模态认知检测与康复系统装置，其特征在于，所述旋钮装置(500)包括Arduino单片机(510)、旋转电位器(520)和旋转电位器(530)，所述旋转电位器(530)位于旋转电位器(520)的右侧；所述旋转电位器(520)和旋转电位器(530)的引脚分别连接到Arduino单片机(510)上模拟输入输出端口模块(511)中的端口(A0、A1)；所述Arduino单片机(510)将来自旋转电位器(520)和旋转电位器(530)的模拟电压信号转换成数字信号后，打包通过串口(512)发送给主机(100)；所述的旋转电位器(520)和旋转电位器(530)分别用于在训练中控制小球的水平以及垂直运动方向。5.根据权利要求1所述一种多模态认知检测与康复系统装置，其特征在于，所述摇杆装置(600)包括Arduino单片机(610)、摇杆(620)和摇杆(630)，所述摇杆(630)位于摇杆(620...

【专利技术属性】
技术研发人员：郁志华，蒋皆恢，张敏娜，刘庭伟，
申请(专利权)人：上海精鸣生物科技有限公司，上海市中医老年医学研究所，上海大学，
类型：发明
国别省市：上海;31