一种自助认知评估的装置和方法与流程

本发明涉及认知评估技术领域，尤其涉及一种用于因神经类疾病导致的认知障碍的一种自助评估的装置和方法。

背景技术：

认知也可以称为认识，是指人认识外界事物的过程，或者说是对作用于人的感觉器官的外界事物进行信息加工的过程。它包括感觉、知觉、记忆、思维、想象、言语，是指人们认识活动的过程，即个体对感觉信号接收、检测、转换、简约、合成、编码、储存、提取、重建、概念形成、判断和问题解决的信息加工处理过程。随着我国逐渐进入老龄化阶段，目前我国65 岁以上老年人AD 患病率为3％～ 7％，依此推算，我国目前约有AD 患者600 多万。预计2050 年将超过2,000 万，AD 致残率高，患者晚期丧失独立生活能力，完全需要他人照顾。认知障碍患者即痴呆的患者现在已成为我们国家的一个非常严重的社会问题。对于临床医学来讲，治疗认知障碍，首先要能够客观的评估认知障碍，并根据患者认知障碍的程度来合理用药，从而起到更好的治疗效果。

目前痴呆和认知障碍等神经类疾病病人在就诊时，医生经常需要对患者总体认知功能进行全面的了解，这对认知障碍和痴呆的诊断及病因分析有重要的作用。目前主要的量表有MMSE、MoCA、DRS、ADAS-cog等。但是在实际评估中，医生的经验和主观因素影响较大，还有不同医生的评估标准的统一性比较难实施，且每次评估时间较长，需要耗费较大的医疗资源来完成评估。

技术实现要素：

针对上述技术中存在的不足之处，本发明提供一种用于因神经类疾病导致的的认知障碍的一种自助评估的装置和方法，以快速地协助医生判断患者的认知情况。

为了达到上述目的，本发明公开一种自助认知评估的装置，包括：

用于感知和识别患者的听觉、力觉和动作的的感知输入系统；

用于跟随患者的动作，并对患者的动作进行捕捉的追踪系统；

用于处理所述的感知输入系统输入的相关数据和追踪系统输入的相关数据，完成测量认知的量表模型虚拟化、图形化，对相关数据进行数字量化的处理系统；以及

用于显示根据测量认知的量表制作的情景画面，引导客户完成相关分级评估的虚拟显示器。

其中，所述感知输入系统上设置有感应力度、位移、心跳和温度的传感器装置，测量时，不同的传感器装置分别佩戴的患者的各个关节和测试位置，且传感器装置将感知到的相关数据同时传送到追踪系统和处理系统中；所述关节和测试位置包括头部、脸颊、肩膀、胸部、 手臂、手肘、手腕、后背、手指、膝盖或脚腕。

其中，所述追踪系统包括头部追踪装置和动作追踪装置，所述头部追踪装置上设置有虚拟显示器和语音装置，所述虚拟显示器位于患者的眼前位置；所述语音装置与处理系统连接进行语音识别，所述动作追踪装置穿戴在患者身上，头部追踪装置与动作追踪装置同时与处理系统连接；动作追踪装置为机械式、光学式、声学式、电磁式、惯性导航式或动作感知式。

其中，所述处理系统包括虚拟界面判断装置，所述虚拟界面判断装置结合感知输入系统、追踪系统的数据与虚拟界面的场景，进行数据处理，判断捕捉到的动作信息是否正确；所述处理系统还包括数据量化装置，所述数据量化装置将相关信息量化转换成数据，并与预先设置的评估表模型进行对比，得出相应的结果，通过虚拟显示器进行显示。

其中，所述处理系统还包括通讯装置，所述通讯装置与客户端进行通讯，并将得出的数据实时传送给客户端。

本发明还提供一种自助认知评估的方法，包括：

对患者的听觉、力觉和动作进行感知，识别和数字化处理；

跟随患者的动作，并对患者的动作进行捕捉，将数据传输出去；

对所述的感知输入系统输入的相关数据和追踪系统输入的相关数据，结合虚拟界面，对相关数据进行数字量化的处理系统；以及

显示根据测量认知的量表制作的情景画面，引导客户完成分级评估。

其中，将不同的传感器装置分别佩戴在患者的各个关节和测试位置，所述关节和测试位置包括头部、脸颊、肩膀、胸部、 手臂、手肘、手腕、后背、手指、膝盖或脚腕，且感应力度、位移、心跳和温度的相关数据；传感器装置将感知到位置信息传送到追踪系统中，剩下的信息传送到处理系统中。

其中，患者佩戴上设置有虚拟显示器的头部追踪装置和动作追踪装置后，通过追踪系统获取患者的头部和身体各个部位的位置变化信息，且头部追踪装置上的语音装置识别语音信息，语音信息与位置变化信息传送至处理系统后通过内置于处理系统中的量表的对比，从而评估判断对错。

其中，所述处理系统结合感知输入系统、追踪系统的数据与虚拟界面的相关数据，进行数据处理，判断捕捉到的动作信息是否正确，所述数据处理系统将相关信息量化转换成数据，并与预先设置的评估表模型进行对比，得出相应的结果，通过虚拟显示器进行显示。

其中，所述处理系统与客户端进行通讯，处理系统将得出的诊断结果实时传递给客户端，客户端也给处理系统进行数据更新。

本发明的有益效果是：

与现有技术相比，本发明的结合了虚拟现实技术，融合传统的认知分级评估量表，协助医生对患者的认知进行判断，减小因医生的主观因素和不同医生的评判标准不一致带来的判断结果不一样的情况，节约了宝贵的医疗资源，而且，使用这套装置和方法，还可以让需要测试的人或者在进行治疗康复中的人自助进行评估，有利于自己对病情的了解与掌控，同时他不仅仅作为一种评估的设备，还可以作为一种恢复认知的训练用的设备，一机多用， 自助认知评估装置上还设置有通讯装置，方便将训练结果或者测试结果直接发送给医生，以方便医生进行实时监控和治疗方向的调整。

附图说明

图1为本发明实施例自助认知评估装置整体结构示意图；

图2为本发明实施例自助认知评估装置的内部模块示意图；

图3为本发明实施例自助认知评估装置工作流程图。

主要元件说明：

10、感知输出入系统 20、追踪系统

30、处理系统 40、虚拟现实器

50、客户端 11、传感器装置

21、头部追踪装置 22、动作追踪装置

31、虚拟界面判断装置 32、数据量化装置

33、通讯装置。

具体实施方式

为了更清楚地表述本发明，下面结合附图对本发明作进一步地描述。

本发明的主要设计思路为根据MMSE、MoCA、DRS、ADAS-cog等用于测量认知的量表进行再次分类整理，并将这些量表的内容转化为3D画面，并在虚拟显示器40中进行场景还原再现，立体地显示，这样的显示方式，较现有技术的通过平面显示的方式，更接近实际的生活场景，更有利于患者的判断和认知，判断的准确率更高。

请参阅图1-图2，在本实施例中，自助认知评估装置包括感知输入系统10、追踪系统20和处理系统30，虚拟显示器40与处理系统30连接，感知输入系统10上设置有多个传感器装置11，该传感器装置11包括感应力度、位移、心跳和温度的传感器装置11，还可以根据不同的场景添加不同的传感器装置11，在本实施例中，检测认知能力，主要是检测人的听觉、触觉、力觉、动作等反应能，在本实施例中，将这些检测用的场景通过画面再现，再在患者身上不同的关节和测试位置设置不同的传感器装置11，以对患者的每一个动作的位置信息进行监控，通常情况下，关节和测试位置包括头部、脸颊、肩膀、胸部、 手臂、手肘、手腕、后背、手指、膝盖或脚腕，这些位置是人体运动过程中最基本的几个位置，头部的传感器装置11，可以判断头部的运动变化，脸颊的传感器可以检测到面部表情的变化，胸部的传感器，可以检测到患者在进行测试过程中心里的反应情况，心情是否平静或者激动，手臂、手肘、手腕、后背、手指、膝盖或脚腕等关节处，均可以用于测量患者在进行测试过程中的变化。

在本实施例中,传感器装置11同时与处理系统30和追踪系统20进行连接，处理系统30接收到传感器装置11的感应信号，追踪系统20包括头部追踪装置21和动作追踪装置22，头部追踪装置21在本实施例中为一款头戴的虚拟现实设备，而虚拟显示器40就设置在该虚拟现实设备中，通过将虚拟现实设备戴在头上，患者可以看到虚拟显示器40上变换的场景，并且听到与场景配套的声音，而感知输入系统10上的传感器装置11与虚拟现实设备连接，虚拟现实设备根据感知输入系统10传送进来的数据，判断当时显示的画面需要执行的动作是否执行完成，当完成时，虚拟显示器40显示下一个场景，当未完成时，且未检测到感知输入系统10有新的动作数据传送进来时，画面停滞不动，等待动作的完成，当检测到有动作执行的相关数据传送进来，但是该动作不正确，也进行下一个场景，无论患者的动作正确与否，虚拟现实设备都将相关的信息传送给处理系统30，与之一起传送的信息还包括在该场景进行过程中的时间信息。在该虚拟现实设备上还设置有语音装置（图未示），可以收集患者发出的声音，语音装置将声音进行语音识别，转换成数字信息传递给处理系统30，处理系统30将该数字信息与量表中的正确数据进行对比，以判断患者答案正确与否。

在本实施例中，追踪系统20除了头部追踪装置21，还包括动作追踪装置22，动作追踪装置22即为一种基于动作捕捉的装置，而动作捕捉包括机械式、光学式、声学式、电磁式、惯性导航式或动作感知式追踪方式，以追踪患者的头部和身体各个部位的动作，并将相关数据传递为处理系统30，该套动作追踪装置22是对输入系统中的传感器装置11的进一步精确的追踪和补充，动作追踪装置22捕捉到的动作结合感知输入装置的动作指令，对动作进行二次判断，判断的精准更高，当患者做完一个动作时，在经过了传感器装置11和动作追踪装置22的双重判断之后，头部追踪装置21上的虚拟显示器40再进行下一个画面场景的切换。

在本实施例中，动作执行的正确与否，虚拟显示器40上的场景是否切换，实际上是通过处理系统30来进行的。处理系统30包括虚拟界面判断装置31和数据量化装置32，虚拟界面判断装置31即执行上述所说的是否切换场景的装置，而场景的切换是通过对患者的动作信息的判断来进行的，经过上述的介绍，患者执行动作的相关信息主要来至于三个装置，分别为传感器装置11、头部追踪装置21和动作追踪装置22，而传感器装置11主要是对患者的动作变化的初步判断，初步判断是否执行了动作，并将这个信号传递给处理系统30，处理系统30中的虚拟界面判断装置31接收到了动作已执行的信息后，无论动作是对是错，都驱动虚拟显示器40切换下一个场景，虚拟界面判断装置31未接收到任何动作指令时，虚拟界面判断装置31不发出任何指令，虚拟显示器40上的界面也停滞不动，等待指令的下发。

在本实施例中，处理系统30还包括数据量化装置32，数据量化装置32即对上述三个捕捉动作的装置的精确分析与判断，数据量化装置32将接收的传感器装置11、头部追踪装置21和动作追踪装置22的动作信号进行数字量化，且数据量化装置32中导入有与虚拟显示器40内的界面配套的标准量化表，数据量化装置32对数字量化后的动作信息与标准量化表进行对比后，进行对错的判断以及最终的分级评估，通过虚拟显示器40进行显示。对于头部追踪装置21中的语音装置收入的语音，在进行语音识别后，传递给处理系统30中的数据量化装置32进行正误的判断。

在本实施例中，处理系统30还进一步地包括通讯装置33，该通讯装置33与客户端50通讯，客户端50可以通过该通讯装置33，进行数据传输，对患者的测试过程进行全程监控查看，并对患者的最终结果进行查看，以方便对患者的病情进行实时跟踪，另外，通过通讯装置33，还可以对处理系统30的量表进行更新，从而使虚拟显示器40中的内容进行更新，该通讯装置33不局限于有线通讯装置33，也可以是无线的远程通讯装置33或者是二者都有的复合型通讯装置33，当使用远程通讯装置33或者复合型通讯装置33时，对应的客户端50为远程客户端50。

综上所述，本发明的具体实现方法可以如图3所示，总结如下：

S1、导入测量认知的量表至处理系统30中，完成测量认知的量表模型虚拟化、图形化，并关联至头部追踪装置21以及虚拟显示器40中；

S2、佩戴传感器装置11至患者身上,佩戴虚拟现实设备以及动作追踪装置22进行数据跟踪准备；

S3、传感器装置11初步感知动作信息；

S4、虚拟界面接收传感器装置11的初步动作信息，判断动作指令，控制虚拟显示器40显示画面进程；

S5、虚拟界面将判断的进程信息发送给头部追踪装置21，显示虚拟的3D界面；

S6、患者根据虚拟显示器40的界面执行动作，动作追踪装置22结合传感器装置11进行双重追踪；

S7、处理系统30的数据量化装置32对动作追踪装置22和传感器装置11的双重动作信息进行处理,并对动作的正确性进行判断,同时与量表进行对比,进行分级评估；

S8、虚拟显示器40显示判断结果及分级评估结果等信息；

S9、与上述S8同步显示在与处理系统30的通讯装置33进行通讯的客户端50上。

在本实施例中，以一套ADAS-cog量表的分析判断为例，在该量表中，包括单词回忆、命名、指令、结构性练习、定向测试、单词辨认测试、回忆测验指令、语言理解、注意力等测试，各个测试环节都有对应的评分标准，如命名测试，患者对虚拟显示器40上显示的物品命名，并语音说出物品名称，语音装置收集语音信息，并进行语音识别，传递给处理系统30的数据量化装置32与已保存的量表中的答案进行对比，从而判断是否正确，其中，当处理系统30中的虚拟界面判断装置31接收到有语音信息输入时，给虚拟显示器40发出进入下一道题的指令，数据量化装置32记录并保存患者的答案，统计最终的结果，根据量表的评分标准，进行打分；当命名测试的所有题目完成后，数据量化装置32得出一个该测试环节的总分，之后进入下一个指令测试的环节，指令测试环节为需要患者根据语音提示，做出相应的动作，比如语音提示“握拳”，患者做出握拳的动作，患者身上配置的传感器装置11和动作追踪装置22对患者的动作进行记录，判断患者是否做出了对应或者相近的动作，并将动作信息传送给处理系统30中，数据量化装置32将动作信息进行量化处理，判断该动作是否与输入的动作指令匹配，并记录，之后进入下一个指令，当所有的指令动作完成，数据量化装置32对指令测试环节进行评分，进入下一个测试环节，依次类推。

在整个测试过程中，医生可以将客户端50连接处理系统30中的通讯装置33，进行全程测试跟踪或者定期接入查看测试结果，以便于掌握患者的病情，从而对病情进行判断，调整治疗方案，患者可以在家中，在家人的帮助下进行测试，大大节省了患者来回医院的时间，且可以随时随地地测试，有效节约了医疗资源，医生也可以同时监控几个患者的动态，使治疗效果更高效，更主要的，通过机器设备，与预定的规则进行判断，避免了不同医生的主观意识对病情判断的干扰，使判断更有说服力。

本发明的优势在于：

1）融合传统的认知分级评估量表，协助医生对患者的认知进行判断，减小因医生的主观因素和不同医生的评判标准不一致带来的判断结果不一样的情况，使判断更有说服力；

2）使用这套装置和方法，还可以让需要测试的人或者在进行治疗康复中的人自助进行评估，有利于自己被病情的了解与掌控，这种装置结构简单，体积小，患者可以自己在家中，在家人的帮助下进行测试，大大节约了患者回来医院的时间，且可以随时随地测试，节约了宝贵的医疗资源；

3）不仅仅作为一种评估的设备，还可以作为一种恢复认知的训练用的设备，一机多用；

4）自助认知评估装置上还设置有通讯装置，方便将训练结果或者测试结果直接发送给医生，以方便医生进行实时监控和治疗方向的调整；医生还可以通过该装置对处理系统中量表进行更新，从而使虚拟显示器中的界面进行更新；

5）医生也可以同时监控几个患者的评估，使治疗更高效。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。