用于将康复训练动作转化成鼠标指令的系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于将康复训练动作转化成鼠标指令的系统，包括：肢体动作感知传感器，其用于捕捉肢体运动轨迹，并传输捕捉到的运动信息；信号处理系统，其用于将肢体动作感知传感器捕捉到的动作信息转化为鼠标指令；信号传输系统，用于传输信号处理系统产生的鼠标指令；计算机，用于执行所述鼠标指令。通过本发明的系统，中风患者在康复训练过程中可参与计算机的操作，增加康复训练的趣味性。
【专利说明】用于将康复训练动作转化成鼠标指令的系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及医疗康复训练器材领域，具体涉及用于将康复训练动作转化成鼠标指令的系统。
【背景技术】
[0002]在临床实践中，对于伴有肢体运动功能障碍的病人，如中风患者，脊索损伤患者，脑瘫患者等，多采用肢体动作训练的方式进行康复治疗。肢体动作训练的康复治疗以治疗师的手法操作为主，或在一些简单的训练器械的辅助下，进行被动运动训练和主动运动训练来达到防止肌肉萎缩，促进神经功能恢复的目的。由于患者患侧肢体的运动能力有限，需通过肢体锻炼方式进行康复。患者在接受康复治疗过程中，往往要长期、重复地进行肢体动作训练:如肘关节的屈伸，腕关节的屈伸，手掌的抓握与张开，肩关节的抬起与放下，以及膝关节的屈伸等。然而这些训练项目过于枯燥，缺乏趣味性，多数患者无法长期自主坚持训练，从而导致训练的疗效不能达到预期效果。
[0003]计算机是家庭中普遍使用的重要娱乐设备。鼠标是计算机的重要输入设备，利用鼠标的点击功能，计算机使用者可完成绝大多数计算机操作。如果能够将患者的康复训练动作转换为鼠标指令，那么患者就能将注意力从枯燥、重复的康复训练转移到计算机操作上来，从而增加康复训练的趣味性，并增强患者参与康复训练的积极性。因此，如何将康复训练动作与计算机操作进行结合，并吸引患者更主动参与训练，是本发明需要解决的问题。
【发明内容】
[0004]基于增加患者康复训练趣味性的考虑，本发明提供了一种用于将康复训练动作转化成鼠标指令的系统。该系统将患者的康复训练动作转化为鼠标指令，达到利用康复训练动作完成计算机操作的目的。
[0005]一种用于将康复训练动作转化成鼠标指令的系统，包括:
[0006]肢体动作感知传感器，其用于捕捉肢体运动轨迹，并传输捕捉到的运动信息；
[0007]信号处理系统，其用于将肢体动作感知传感器捕捉到的动作信息转化为鼠标指令；
[0008]信号传输系统，用于传输信号处理系统产生的鼠标指令；
[0009]计算机，用于执行所述鼠标指令。
[0010]本发明通过将患者进行康复训练时肢体弯曲的角度与鼠标指令相对应，使得患者通过康复训练的动作来进行计算机的一系列控制，从而增加了患者进行康复训练的趣味性。
[0011]所述肢体动作感知传感器为以下一种:角度传感器、加速度传感器、摄像头、霍尔传感器以及压力传感器。
[0012]可以根据参与康复训练的患者的需求以及患者患侧肢体残余运动能力的差异选择不同肢体动作感知传感器来采集患者的肢体动作，用于后续的指令转换。[0013]所述肢体动作感知传感器为固定于不同束紧带上的两组三轴加速度传感器。
[0014]通过将三轴加速度传感器固定于不同束紧带上，可以根据固定的肢体部位来调整各个束紧带的位置，从而适应不同的康复训练需求。
[0015]所述三轴加速度传感器为贴片式三轴加速度传感器，其贴置于所述束紧带上。
[0016]贴片式三轴加速度传感器体积小，重量轻，适合患者使用。
[0017]所述信号处理系统为以下一种:嵌入式系统、个人电脑以及手机。
[0018]可以根据不同的处理速率、尺寸大小和系统要求选择对应的信号处理系统对采集到的肢体动作信息进行信号处理，从而将肢体动作转换为对应的鼠标动作，用于操作计算机。
[0019]所述信号传输系统的传输方式为无线传输或有线传输。
[0020]信号传输系统的不同传输方式可适应不同场合下的信号传输。
[0021]所述信号传输系统的传输方式为蓝牙传输。
[0022]蓝牙通信具有短距离内稳定通信的特点。
[0023]中风患者在佩戴本发明系统后可将康复训练动作与计算机操作结合，利用计算机上的广阔资源，如种类繁多的各类游戏，增加患者参与训练的积极性。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1为本发明第一实施例三轴加速度传感器的佩戴方法示意图；
[0025]图2为本发明第二实施例三轴加速度传感器的佩戴方法示意图；
[0026]图3及图4为本发明三轴加速度传感器其他位置佩戴方法示意图；
[0027]图5为本发明实施例的装置结构示意图，其中未绘示计算机；
[0028]图6为本发明系统的连接关系示意图。
【具体实施方式】
[0029]现结合附图和实施例，对本发明进行具体解释。
[0030]如图5所示，本发明第一实施例和第二实施例用于将康复训练动作转化成鼠标指令的系统包括:作为肢体动作感知传感器的三轴加速度传感器1、与两组三轴加速度传感器配合的束紧带2、信号处理系统3、信号传输系统4以及计算机(未绘示)，人机交互装置的连接关系如图6所示。其中，肢体动作感知传感器可以是以下的任意一种:角度传感器、力口速度传感器、摄像头、霍尔传感器以及压力传感器；信号处理系统3可以为以下任意一种:嵌入式系统、个人电脑以及手机。
[0031]其中一组三轴加速度传感器I和信号处理系统3固定在同一束紧带2上，另外一组三轴加速度传感器I固定在另一束紧带2上。可以根据需要训练的部位调整两个束紧带2之间的距离，以适应不同部位之间的位置，可进行松紧的调整，适应不同的人体部位。具体佩戴方式为:1.如果训练肘部动作，可将三轴加速度传感器I佩戴在肱二头肌和位于腕关节与肘关节之间的手臂内侧，如图1所示；2.如果训练腕部动作，可将三轴加速度传感器I佩戴在手掌背侧和位于腕关节与肘关节之间的手臂背部，如图2所示；3.如果训练膝关节动作，可将三轴加速度传感器I佩戴在胫骨前肌与股四头肌所对应的位置，如图3所示；
4.如果训练手指动作，可将三轴加速度传感器I佩戴在手背侧指骨与掌骨对应的位置，如图4所示。
[0032]信号传输系统4与信号处理系统3之间通过蓝牙进行通信。其中，信号传输系统4包括:与信号处理系统3进行无线通信的无线接收模块；指令转换模块，其预存有与各个角度值对应的鼠标指令，用于将接收到的角度值转换为鼠标指令；输出模块，用于将转换后的鼠标指令输入至计算机，在本发明实施例中，信号传输系统4的无线接收模块为蓝牙接收模块，输出模块为USB接口，与计算机上的USB接口相配合。信号传输系统4插接在计算机上，且被计算机系统识别成鼠标。
[0033]本发明第一实施例以图1为例，中风患者佩戴三轴加速度传感器I进行肘关节的屈伸训练，将其中一组束紧带2绑缚在中风患者的肱二头肌上，另一组束紧带I绑缚在患者的位于腕关节与肘关节之间的手臂上，用于计算肘关节的弯曲角度。信号处理系统3判断肘关节的弯曲角度，当肘关节的弯曲角度小于第一阈值时，指令转换模块输出鼠标左键按下指令，当指令转换模块检测到患者肘关节角度大于第二阈值时，指令转换模块输出左键放开指令。在训练过程中患者可根据自身需求借助健侧手臂等光标移动装置操控移动计算机上显示的光标，如游戏摇杆，键盘等。
[0034]本发明的第二实施例如图2所示，中风患者佩戴三轴加速度传感器I进行腕关节屈伸训练。当指令转换模块接收到三轴加速度传感器I传来的腕关节角度信息，且腕关节内屈角度大于第三阈值时，指令转换模块输出鼠标左键按下指令；当腕关节背伸角度小于第四阈值时，指令转换模块输出鼠标左键松开指令。计算机执行接收到的鼠标指令。在训练过程中患者可根据自身需求借助健侧手臂操控计算机上的光标移动，如游戏摇杆，键盘等。
[0035]通过本发明将康复训练动作转化成鼠标指令的系统，中风患者在康复训练过程中可参与计算机的操作，增加康复训练的趣味性。
【权利要求】
1.一种用于将康复训练动作转化成鼠标指令的系统，其特征在于，包括: 肢体动作感知传感器，其用于捕捉肢体运动轨迹，并传输捕捉到的运动信息； 信号处理系统，其用于将肢体动作感知传感器捕捉到的动作信息转化为鼠标指令； 信号传输系统，用于传输信号处理系统产生的鼠标指令； 计算机，用于执行所述鼠标指令。
2.如权利要求1所述用于将康复训练动作转化成鼠标指令的系统，其特征在于，所述肢体动作感知传感器为以下一种:角度传感器、加速度传感器、摄像头、霍尔传感器以及压力传感器。
3.如权利要求1所述用于将康复训练动作转化成鼠标指令的系统，其特征在于，所述肢体动作感知传感器为固定于不同束紧带上的两组三轴加速度传感器。
4.如权利要求3所述用于将康复训练动作转化成鼠标指令的系统，其特征在于，所述三轴加速度传感器为贴片式三轴加速度传感器，其贴置于所述束紧带上。
5.如权利要求1用于将康复训练动作转化成鼠标指令的系统，其特征在于，所述信号处理系统为以下一种:嵌入式系统、个人电脑以及手机。
6.如权利要求1用于将康复训练动作转化成鼠标指令的系统，其特征在于，所述信号传输系统的传输方式为无线传输或有线传输。
7.如权利要求6用于将康复训练动作转化成鼠标指令的系统，其特征在于，所述信号传输系统的传输方式为蓝牙传输。
【文档编号】G06F3/033GK103809749SQ201410021122
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2014年1月17日 优先权日:2014年1月17日
【发明者】郑筱祥, 胡晓翎, 涂浚波 申请人:浙江大学