一种用于理疗的平衡板训练系统技术方案

一种用于理疗的平衡板训练系统，属于医疗器械领域。包括受训者所站立的平衡板和计算机，其特征是在平衡板周边设置至少四只传感器；各传感器与数据采集卡连接；数据采集卡与计算机连接；设置一数码摄像头与计算机连接；数据采集卡经有线或无线方式与计算机连接；传感器为称重／重量／力矩传感器；数码摄像头以帧为单位摄取／传输图像。本发明专利技术还提供了一种上述系统的工作步骤。其既能同步提供受训者的实时图像和重心变化数据信息、而且采购／使用成本低廉，特别适用于普通家庭／个人使用，可广泛地用于医学领域的理疗康复治疗范畴。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于医疗器械领域，尤其涉及一种用于理疗的平衡训练系统。
技术介绍
平衡感是人类行动的基础。平衡能力主要来自骨架和中枢神经的功能，并在中耳的半规管组成辨识神经体 系，以协调身体和地心引力的能力。这种能力发展自母体的胎位变化开始，初生儿由平躺、 翻身、七坐八爬，才能站立起来，进而灵活操作大小肌肉，这些都是一切行动的基础。人的双耳跟神经系统有着紧密的联系。耳前庭是内耳的组成部分，内可传递神经 元，促进脑垂体分泌内啡肽，控制神经系统的神经条件反应和平衡；外受头部位置变动控 制，维持身体平衡、协调、肌肉紧张度。正是由于耳前庭和神经系统的协调作用，我们才可以 在空间中表达我们的身体，做出各种动作，说出想表达的语言，保持积极的情绪。耳前庭也 是身体传达给肢体所有感官信息的重要中继站，耳前庭出现失衡就会影响人体神经系统和 其他器官功能的发挥。科学试验表明如果发生耳前庭听觉失衡，就会刺激大脑中枢系统也会影响脑垂 体正常工作。使大脑产生焦虑感。平衡感不佳，会形成站无站相、坐无坐相、容易跌倒、拿东 西不稳、走路撞墙、心烦气燥、好动不安、注意力不集中、人际关系不良、有攻击性，甚至由于 中枢神经发育不健全，影响语言能力发展及左脑的组织判断，逻辑能力陷于混乱中。平衡训练，是针对上述病症的有效康复方法之一。其是一种以恢复或改善身体平 衡能力为目的的康复性训练。其主要利用平衡板、平衡木或在窄道上步行、身体移位运动、 平衡运动等方式进行练习，适用于中枢神经系统病变而导致平衡能力差的患者。为了有助于迅速地提高受训者的平衡能力，各种辅助练习/训练器材、装置应运 而生。申请日为2004年3月17日，公告号为CN ^96673Y的中国专利，公开了一种“平 衡灵敏训练器”，其包括一底座；一平衡板，平衡板的中部固定在底座上，并且该平衡板与 该底座固定处形成一平衡支撑体使平衡板的两端能上下翘动；两个脚踏板并行地分别同方 向设置在所述平衡支撑体两侧的平衡板面上，每个脚踏板中部与平衡板衔接固定，并且其 衔接固定处各自形成一脚踏支撑体，使每个脚踏板的前后端可以上下翘动；所述平衡支撑 体与所述脚踏支撑体相互大体垂直；脚踏板与平衡板形成两级跷跷板。当训练者两脚站在 脚踏板上时，达到既训练了脚踝关节的灵活性和柔韧性又训练了身体的协调性和平衡能力 的效果。但是，上述装置过于简单，如何才能掌握平衡，全靠受训者自己体会，受训者(平 衡感不佳的患者)不能直观地、迅速地找到和掌握提高平衡能力的方法。将录像和受训者重心的变化情况结合起来，并实时地显示出来，有助于受训者 (平衡感不佳的患者)直观地、迅速地找到和掌握提高平衡能力的方法。但是，现在市面上的各种与平衡灵敏训练相关的训练辅导系统或装置，多是要么只有录/放像装置，要么只能测试/记录各种数据，缺乏一个能将两者统一起来的同步系 统。由于不能将记录图像和检测数据两者同步起来，加上有些形体、姿态或重心偏移 方面的问题不是用语言能说明白的，导致理疗指导者和受训者不能及时发现/确定存在的 问题，不利于受训者的及时改进或快速提高，这也阻碍了平衡灵敏训练辅导系统的普及。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种用于理疗的平衡板训练系统，其既能同步 提供受训者的实时图像/数据信息、而且采购/使用成本低廉的、特别适用于普通家庭/个 人使用。本专利技术的技术方案是提供一种用于理疗的平衡板训练系统，包括受训者所站立 的平衡板和计算机，其特征是在平衡板周边设置至少四只传感器；各传感器与数据采集 卡连接；数据采集卡与计算机连接；设置一数码摄像头与计算机连接。所述的数据采集卡经有线或无线方式与计算机连接。所述的传感器为称重/重量/力矩传感器。所述的数码摄像头以帧为单位摄取/传输图像。本专利技术还提供了一种用于理疗的平衡板训练系统的工作步骤，包括受训者动作的 图像摄取/录像，其特征是所述的系统按照下列步骤进行工作(1)系统自检、启动；(2)计算机、传感器和摄像头开始工作；(3)计算机收到一帧图像，读取一次传感器数据；(4)计算机将收到的各帧图像与传感器数据建立对应关系；(5)计算机实时地显示图像信号和传感器数据，处于“单纯实时显示”模式；(6)检测是否有“记录开始”信号；(7)当计算机收到“记录开始”信号时，进入“图像/数据同步记录”模式，将T时 刻的图像信号显示并存储至计算机硬盘中的指定位置；(8)将T时刻的传感器数据同步地存储至计算机内存中的指定位置；(9)同步地显示T时刻的图像信号和传感器数据；(10)时间参数指针T的数值+1 ；(11)检测是否有“记录停止”信号；(12)若无“记录停止”信号，重复上述第(7)至第(11)步骤；(13)当收到“记录停止”信号时，将存储至计算机内存中的传感器数据分别存储至 计算机硬盘中的指定位置，并保存其图像/数据的同步对应关系；(14)返回到上述第(3)步骤的“单纯实时显示”模式，继续检测是否有“记录开始” 的信号。所述的同步系统利用存储在计算机中的各帧图像和同步对应的传感器数据，进行 训练图像和传感器数据的同步重放。所述的计算机每收到一帧图像，即同步地依次顺序读取一次各个传感器的数据， 并将该帧图像与各传感器的数据依次分别建立同步对应关系。所述的数码摄像头以帧为单位摄取/传输图像。所述的传感器为称重/重量/力矩传感器，其测量输出值经模/数转换后送入计 算机。所述的计算机利用上述图像和数据信息，可以提供受训者动作图像和受训者重心 位置的同步实时显示；经过数据处理，还可提供受训者重心位置的历史变化轨迹。与现有技术比较，本专利技术的优点是1.利用市面上常见的低价设备，构成采购/使用成本低廉的、能同步提供受训者 的实时图像/数据信息的训练辅导系统，特别适合普通的家庭或个人使用；2.采用图像的帧信号作为数据采集的触发信号，无需设置昂贵的硬件同步系统， 极大地降低了整套装置的造价和成本；3.将采集的传感器数据信息暂存入计算机的内存中，提高了整个系统的运行/反 应速度。附图说明图1是本专利技术的系统构成示意图；图2是本专利技术的工作步骤流程图。图中1为平衡板，21 M为传感器，31 34为数据采集卡，4为摄像头，5为计算 机。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术做进一步说明。图1中，本专利技术在受训者所站立的平衡板周边设置了至少四只传感器；各传感器 与数据采集卡连接；数据采集卡与计算机连接；设置一数码摄像头与计算机连接。其中，所述的数据采集卡可以经有线或无线方式与计算机连接，当采用有线连接 方式时，可以采用一个多通道数据采集卡，以并行或串行方式与计算机进行数据传输；当采 用无线连接方式时，可以用一个多通道数据采集卡，或用多个单通道数据采集卡，将传感器 的数据无线传输到一个与计算机相连的无线接收器。由于其为现有技术，在此不再详述。所述的传感器为称重/重量/力矩传感器。所述的数码摄像头以帧为单位摄取/传输图像。其数码摄像头可以选用市售的普通数码摄像头或DV摄像机，采用USB、 FireWire400或FireWire 800(俗称“火线”)接口方式与计算机连接，其具体连接可参见 IEEE1394工业标准或IEEE 1394B工业标准的相关内容，在此不再叙述。为了更好地采集受训者重心变化的信息，根据平衡板面积的大小来决定传感本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于理疗的平衡板训练系统，包括受训者所站立的平衡板和计算机，其特征是：在平衡板周边设置至少四只传感器；各传感器与数据采集卡连接；数据采集卡与计算机连接；设置一数码摄像头与计算机连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：何长缨，
申请(专利权)人：锐选自动化科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：31