平衡矫正装置、身体重心测量装置、平衡矫正系统及平衡矫正方法与流程

平衡矫正装置、身体重心测量装置、平衡矫正系统及平衡矫正方法


背景技术：

[0001]
患有神经和平衡失调的许多人在维持身体平衡方面存在问题。例如，患有由帕金森病、共济失调(ataxia)、多发性硬化症、事故、中风、视觉/前庭/本体感觉系统的退化等引起的平衡失调的许多人在进行简单的日常活动(如站立或行走)时可能会有一系列困难。
[0002]
美国专利no.7,708,673描述了用于为患有平衡失调或本体感受丧失的患者提供加重的服装或矫正装置(以下称为“bv”)的方法和装置，所述方法和装置倾向于通过将患者的重心(cog)与他们的支撑基底生物力学地(biomechanically)或本体感觉地(proprioceptively)(例如，通过接收源自肌肉、肌腱和其他内部组织的刺激)进行对准来改善患者的平衡。“bv”对平衡失调患者有不同程度的改善作用。
[0003]
然而，根据现有技术的bv具有许多限制和问题。例如，在对患者执行诸如扰动测试之类的各种测试之后，进行针对患者定制的bv。此外，由于测试是由训练有素的物理治疗师或医疗专业人员(专门为测量和安装bv所需的配重而接受培训)进行的，如果没有来访的训练有素的物理治疗师或医疗专业人员，患者无法获得bv。因此，对于需要长途跋涉和长时间接受各种测试的患者来说，这通常是麻烦和耗时的。
[0004]
此外，由于bv上所附配重的大小和放置位置通常决定改善程度，因此bv的有效性由物理治疗师或医疗专业人员的经验和技能决定，因为他们利用通过培训和经验获得的技能进行测试，并确定配重的策略性位置。
[0005]
患有诸如帕金森病或共济失调的平衡失调的许多患者在身体的一个或多个部位有震颤，并且这种震颤经常引起头痛或复视，从而妨碍这些患者进行正常的日常活动。


技术实现要素：

[0006]
根据本公开的一个方面，可以提供能够矫正具有平衡障碍的人的平衡的平衡矫正装置，以及使普通人能够制造能够矫正具有平衡障碍的人的平衡的平衡矫正装置的身体重心测量装置、平衡矫正系统及平衡矫正方法。
[0007]
根据本公开的一个方面，可以提供能够减少在身体的一个或多个部位中患有震颤的人的震颤的震颤矫正装置，以及使普通人能够制造能够减少在身体的一个或多个部位中患有震颤的人的震颤的震颤矫正装置的震颤测量装置、震颤矫正系统及震颤矫正方法。
附图说明
[0008]
图1是示出根据本公开的平衡矫正系统的框图；
[0009]
图2是示出根据本公开的身体重心测量装置的图；
[0010]
图3是示出根据本公开的身体重心测量装置的配置的框图；
[0011]
图4是示出根据本公开的显示传感器的测量值的显示单元的示例的图；
[0012]
图5是示出根据本公开的信息处理装置的配置的框图；
[0013]
图6是示出根据本公开的其中处理单元计算患者的重心(cog)并且在显示单元上
显示患者的重心的示例的图；
[0014]
图7是示出根据本公开的具有配重放置位置的指示的平衡矫正马甲的背面的图；
[0015]
图8是示出根据本公开的具有配重放置位置的指示的平衡矫正马甲的正面的图；
[0016]
图9是示出根据本公开的平衡矫正系统的操作的流程图；
[0017]
图10是示出根据本公开的通过确定附接到平衡矫正马甲的配重的大小和放置位置来制造平衡矫正马甲的过程的流程图；
[0018]
图11是示出根据本公开的在信息处理装置未连接到身体重心测量装置时由操作者矫正患者的平衡的方法的流程图；
[0019]
图12是示出根据本公开的指示以一秒为单位测量具有共济失调的患者a的cog值的结果的日志数据的图；
[0020]
图13是示出根据本公开的指示通过将由cog值计算单元计算的cog值(cgx，cgy)转换为配重而获得的配重大小的数据的图；
[0021]
图14是示出根据本公开的由cog值波动计算单元计算的cog值(cgx，cgy)波动的数据；
[0022]
图15是示出根据本公开的存储在数据库(db)中的平衡矫正历史信息的图；
[0023]
图16是示出根据本公开的由感测触摸或压力的传感器板构成的身体重心测量装置的平台的图；
[0024]
图17是示出根据本公开的平衡矫正系统的图；
[0025]
图18是示出根据本公开的使用图13中的wx值计算cog值(cgx)波动的方法的图；
[0026]
图19是示出根据本公开的使用图13中的wy值计算cog值(cgy)波动的方法的图；
[0027]
图20是示出根据本公开的平衡矫正程序的操作屏幕1000的图，并且是示出在患者没有穿戴平衡矫正马甲的状态下的测量结果的图；
[0028]
图21是示出根据本公开的平衡矫正程序的操作屏幕1000的图，并且是示出在患者穿戴平衡矫正马甲的状态下的测量结果的图；
[0029]
图22是示出作为执行根据本公开的平衡矫正程序的记录器功能的结果而存储的表的图；
[0030]
图23是示出根据本公开的以0.1秒为单位测量30秒的患者的cog值的分布图；
[0031]
图24是示出根据本公开的包括在图23的分布图中的cog值中的除了正常范围(nr)中的正常cog值之外的异常cog值的分布图。
[0032]
图25是示出根据本公开的包括在图23的分布图中的异常cog值中影响患者的平衡的代表性矫正目标cog值的曲线图。
[0033]
图26是用于描述根据本公开的使用图25中所示的cog值来确定配重大小和配重放置位置的方法的表。
[0034]
图27是示出根据本公开的在图7和图8中所示的图中示出如上所述确定的配重大小和配重放置位置的示例的图；以及
[0035]
图28是示出根据本公开的通过图24至图28所示的过程确定配重大小和配重放置位置来制作平衡矫正马甲的过程的流程图。
[0036]
图29是示出使用9轴传感器计算的人的偏航角、俯仰角和侧倾角的图。
[0037]
图30是示出根据本公开的平衡(震颤)矫正装置的另一示例的图。
[0038]
图31是示出根据本公开的平衡矫正装置的另一示例的图。
具体实施方式
[0039]
在下文中，将参照附图描述根据本公开实施例的平衡(震颤)矫正装置、身体重心(震颤)测量装置、平衡(震颤)矫正系统和平衡(震颤)矫正方法。然而，应理解，以下解释在描述本公开的装置和方法时仅是示例性的。因此，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，预期任何数量的合理的和可预见的修改、改变和/或替换。
[0040]
平衡矫正马甲可以包括平衡矫正装置，该平衡矫正装置用于矫正具有由诸如帕金森病、共济失调、多发性硬化、事故、中风、视觉/前庭/本体感觉系统退化等平衡失调引起的平衡障碍的人的平衡，但是这仅仅是示例，并且本公开不限于此。
[0041]
用于矫正具有平衡障碍的人的平衡的平衡矫正装置可应用于可附接到患者身体或由患者佩戴的任何装置，例如可穿戴装置，例如服装、矫正器或矫形器。例如，平衡矫正装置可以用塑料材料制成，配重使用3d打印机策略性地放置和压印。
[0042]
此外，在本公开中，震颤矫正马甲将被描述为用于减少身体的一个或多个部位中的患者的震颤的装置的示例，但是这仅仅是示例，并且本公开不限于此。
[0043]
在本说明书中，术语“震颤”包括涉及身体的一个或多个部位的振荡或抽搐运动或者身体的一个或多个部位的无意的震颤或摇动运动的不自主的肌肉收缩和松弛。
[0044]
平衡矫正装置、身体重心测量装置、平衡矫正系统和平衡矫正方法(统称为“平衡矫正功能”)可以是也可以不是震颤矫正装置、震颤测量装置、震颤矫正系统和震颤矫正方法(以下统称为“震颤矫正功能”)。平衡矫正功能和震颤矫正功能可以由单个设备/装置/系统/方法来实现，或者它们可以由分离的设备/装置/系统/方法来实现。
[0045]
本公开描述了平衡矫正功能和震颤矫正功能，但是为了方便起见，本公开的描述将集中于平衡矫正功能。应用于平衡矫正功能的描述可用于描述震颤矫正功能。
[0046]
此外，在本公开中，配重将被描述为用于矫正平衡和/或患者震颤的对象或刺激，但这仅仅是示例，并且用于矫正平衡和患者震颤的对象或刺激不限于特定对象或刺激，只要其可以用于矫正平衡和/或患者震颤即可。
[0047]
在本公开中，术语“矫正”可以与术语“校正”能互换地使用，并且这两个术语都包括改善或减少患者的平衡障碍或震颤。
[0048]
图1是示出根据本公开的平衡矫正系统1000的框图。如图1所示，本公开的平衡矫正系统1000包括身体重心测量装置100和信息处理装置200。
[0049]
身体重心测量装置100是测量诸如患者的身体重心的患者信息的装置，并且信息处理装置200是执行在坐标系上使用测量信号或从身体重心测量装置100输出的测量值来显示诸如患者的身体重心的患者信息的处理、使用所述测量信号或所述测量值来确定附接到平衡矫正马甲的配重的大小和放置位置的处理、以及使用患者信息来测量和显示患者的震颤的处理的装置。因此，身体重心测量装置100也可以被称为震颤测量装置。在此意义上，平衡矫正系统1000也可称为震颤矫正系统。
[0050]
这里，通过身体重心测量装置100测量患者的身体重心包括输出信号，通过输出信号可以知晓患者的身体重心是否处于正常位置，并且包括通过显示装置显示由传感器测量的测量值，使得可以知晓患者的身体重心是否处于正常位置或者使用测量信号或测量值通
过将在后面描述的坐标系(例如图6)显示患者的身体重心。
[0051]
患者的身体重心指示当患者站立、行走或奔跑时患者的姿势被维持的身体重心，并且在本公开中，身体重心(cog)被描述为患者的身体重心的示例，但是患者的身体重心不限于cog，并且可以使用诸如例如压力中心(cop)或质量中心(com)的信息。
[0052]
身体重心测量装置100具有例如能够测量患者的体重的秤。然而，本公开的身体重心测量装置100不限于秤并且不限于特定形式，只要可以测量患者的身体重心即可。
[0053]
为了便于理解本公开，将使用秤的身体重心测量装置100作为示例进行描述。
[0054]
图2是示出根据本公开的身体重心测量装置100的图，图3是示出根据本公开的身体重心测量装置100的配置的框图。
[0055]
如图2和图3所示，身体重心测量装置100包括：多个传感器10lc1、10lc2、10lc3和10lc4；处理传感器10lc1、10lc2、10lc3和10lc4的测量信号的处理单元10a；显示通过处理单元10a执行预定处理而获得的测量值的显示单元10b；以及下面设置有多个传感器10lc1、10lc2、10lc3和10lc4且患者站立在上面的平台10c。
[0056]
传感器10lc1、10lc2、10lc3和10lc4中的每一个包括例如负载传感器，并且测量其施加的重量并输出测量信号。
[0057]
在本实施例中，使用四个负载传感器测量身体重心，但传感器的数量不限于四个，传感器的数量也不特别限制，只要能够测量身体重心即可。
[0058]
在本实施例中，对使用了负载传感器的示例进行了说明，但传感器的类型没有特别限制。例如，可以使用力板。在力板的情况下，压力中心(cop)表示身体重心。
[0059]
处理单元10a对传感器10lc1、10lc2、10lc3和10lc4的测量信号执行诸如信号放大或数字转换的处理，并将处理后的信号输出到显示单元10b或信息处理装置200。
[0060]
显示单元10b显示传感器10lc1、10lc2、10lc3和10lc4的测量信号或测量值。
[0061]
在下文中，显示在显示单元10b上的指示传感器10lc1、10lc2、10lc3和10lc4的测量信号的测量值被称为lc1、lc2、lc3和lc4。
[0062]
当一个正常人(例如，一个没有平衡障碍的人)站在一个位置达几秒钟时，身体可能会轻微地前后摇摆或移动。因此，患者可能会像正常人一样前后摇摆或移动，在这种情况下，身体重心会波动。为了获得更精确的测量值，可以执行滤波处理以获得测量值lc1、lc2、lc3和lc4。获取测量值lc1、lc2、lc3两次或更多次并对其求平均值的处理可以是滤波处理的示例。可以通过将预定误差范围或预定阈值应用于传感器10lc1、10lc2、10lc3和10lc4的测量信号来获得测量值lc1、lc2、lc3和lc4。
[0063]
平台10c是患者站在上面进行身体重心测量的板。在平台10c中的“c”表示指示平台10c本身的中心的位置，其也可以是平台10c本身的cog，并且是当没有平衡障碍的正常人站在平台10c上时与正常人的cog一致的点。
[0064]
平台10c可以具有当人站在上面时能够将负载均等地分配给传感器10lc1、10lc2、10lc3和10lc4的形状。优选地，平台10c具有方形形状。在这种情况下，传感器10lc1、10lc2、10lc3和10lc4可以安装在距平台10c的“c”相同的距离处。
[0065]
平台10c可以具有不同于方形的形状，并且在这种情况下，优选地，传感器10lc1、10lc2、10lc3和10lc4安装在距平台10c的中心“c”相同的距离处，使得患者的负载均匀地施加到传感器10lc1、10lc2、10lc3和10lc4。
[0066]
然而，平台不限于这样的形状，并且也可以使用具有不相等的负载分布的形状。当平台的形状和传感器的位置提供不相等的分布时，可以将变换应用于测量信号以对其进行归一化以便进一步处理。
[0067]
平台10c包括与患者应该站立的双脚的cog相对应的位置(fl，fr)的指示。当没有平衡障碍的正常人站立使得双脚的cog与位置(fl，fr)一致时，平台10c的cog与正常人的cog彼此一致。
[0068]
位置fl是将“c”和传感器10lc4之间的中间位置与“c”和传感器10lc1之间的中间位置连接起来的线段的中间位置，并且位置fr是将“c”和传感器10lc3之间的中间位置与“c”和传感器10lc2之间的中间位置连接起来的线段的中间位置，并且如果平台10c在与稍后描述的线sl垂直的同时被穿过“c”的假想线切成两半，则位置(fl)和位置(fr)是与平台10c的两半的cog相对应的位置。
[0069]
为了准确地测量患者的cog，患者优选地站在位置(fl，fr)上，使得患者的负载均匀地施加到传感器10lc1、10lc2、10lc3和10lc4。
[0070]
当将平台10c分成两半时穿过“c”的线sl可被指示用于对准。当从侧面观察时，与cog相对应的脚的一部分可以对应于患者的踝区，并且当指示线sl时，通过确定线sl是否与脚的踝区对准，可以容易地看到患者是否正确地站在位置(fl，fr)上。
[0071]
图4是示出当体重100磅的正常人站在身体重心测量装置100的平台100c上时显示传感器10lc1、10lc2、10lc3和10lc4的测量值lc1、lc2、lc3和lc4的显示单元10b的图。
[0072]
如图4所示，显示单元10b分别显示传感器10lc1、10lc2、10lc3和10lc4的测量值lc1、lc2、lc3和lc4。此外，显示单元10b可以显示传感器10lc1、10lc2、10lc3和10lc4的测量值lc1、lc2、lc3和lc4的和。
[0073]
由于分别显示传感器10lc1、10lc2、10lc3和10lc4的测量值lc1、lc2、lc3和lc4，所以当传感器10lc1、10lc2、10lc3和10lc4的测量值lc1、lc2、lc3和lc4彼此不相等时，可以将站在身体重心测量装置100的平台100c上的人的cog识别为偏离正常cog。
[0074]
此外，当具有平衡障碍的患者站在平台100c上且具有刺激对象时(例如，配重被附接在患者正穿着的平衡矫正马甲上)，可以理解，如果传感器10lc1、10lc2、10lc3和10lc4的测量值lc1、lc2和lc3和lc4都是彼此相等的，则通过平衡矫正马甲将患者的cog校正为正常cog。可以通过身体重心测量装置100容易地矫正患者的cog，而无需信息处理装置200的帮助。稍后将描述进一步的详细操作。
[0075]
显示单元10b可以被配置为显示指示如图6中所示的患者的cog的坐标系。
[0076]
身体重心测量装置100可以包括用于调节平台100c的每个传感器的高度的高度调节机构和用于指示平台10c的水平状态的调平机构，该调平机构指示平台100c的传感器10lc1、10lc2、10lc3和10lc4是否处于相等的水平，使得相等的负载被施加到平台100c的传感器10lc1、10lc2、10lc3和10lc4。优选地，要安装的高度调节机构的数量对应于传感器的数量，并且可以单独地调节各个高度调节机构，从而调节平台100c的高度。作为调平机构，可以使用数字水平或水位或其他调平传感器。
[0077]
图5是示出信息处理装置200的配置的框图。信息处理装置200例如是智能电话、个人计算机(pc)或用于平衡矫正的专用终端。信息处理装置200包括输入单元20a、处理单元20b、存储单元20c和显示单元20d。
[0078]
输入单元20a从身体重心测量装置100接收测量信号或测量值lc1、lc2、lc3和lc4，并将测量信号或测量值lc1、lc2、lc3和lc4提供给处理单元20b。输入单元20a包括通信接口，并且可以是诸如usb或hdmi的有线接口或诸如蓝牙的无线接口。身体重心测量装置100c和信息处理装置200可以经由有线或无线通信进行连接。
[0079]
存储单元20c具有数据库300，数据库300存储从输入单元20a接收的测量信号或测量值lc1、lc2、lc3和lc4，并存储患者的平衡矫正历史信息。平衡矫正历史信息包括身体重心值(例如，cog值(cgx，cgy))(例如，平均值)、平衡障碍类型、配重大小、身体重心(cog)值波动、放置位置等。在下文中，为了便于描述，cog值将被描述为身体重心值的示例。
[0080]
处理单元20b从输入单元20a接收测量信号或测量值lc1、lc2、lc3和lc4。当接收到测量信号时，处理单元20b计算测量值lc1、lc2、lc3和lc4。处理单元20b根据测量值lc1、lc2、lc3和lc4计算患者的cog值(cgx，cgy)，并使cog值(cgx，cgy)显示在cog坐标系(xy坐标)上。此外，处理单元20b使用根据测量值(lc1、lc2、lc3、lc4)算出的cog值(cgx，cgy)，计算后述的配重(例如刺激)的大小，并在显示单元20d上显示配重大小。此外，处理单元20b使用cog值(cgx，cgy)计算cog值波动，并使该cog值波动显示在显示单元20d上。此外，处理单元20b使用cog值(cgx，cgy)和/或cog值波动来计算平衡矫正马甲上的配重放置位置，并使配重放置位置显示在显示单元20d上。可以通过软件来执行处理单元20b的处理。下文将描述处理单元20b的更详细操作。
[0081]
患者的平衡障碍可大致分为8种类型：(1)前部平衡障碍；(2)后部平衡障碍；(3)横向-左侧平衡障碍；(4)横向-右侧平衡障碍；(5)前部横向-左侧平衡障碍；(6)前部横向-右侧平衡障碍；(7)后部横向-左侧平衡障碍；和(8)后部横向-右侧平衡障碍。
[0082]
前部平衡障碍是指患者在前向方向上失去平衡的患者状况，后部平衡障碍是指患者在后向方向上失去平衡的状况。横向-左侧平衡障碍是指患者在左方向上失去平衡的状况，而横向-右侧平衡障碍是指患者在右方向上失去平衡的状况。前部横向-左侧平衡障碍是指患者在左前方向上失去平衡的状况，前部横向-右侧平衡障碍是指患者在右前方向上失去平衡的状况，后部横向-左侧平衡障碍是指患者在左后方向上失去平衡的状况，后部横向-右侧平衡障碍是指患者在右后方向上失去平衡的状况。
[0083]
在现有技术中，物理治疗师通过进行扰动测试(物理治疗师向前、向后、向左和向右推动或拉动患者的肩部)来识别平衡障碍的类型。
[0084]
然而，在本公开中，当患者站在身体重心测量装置100的平台10c上时，测量值lc1、lc2、lc3和lc4显示在显示单元10b上，使得可以基于测量值lc1、lc2、lc3和lc4的关系来识别平衡障碍的类型。
[0085]
在本实施例中，患者朝向图2中的显示单元10b站立，患者的左脚在靠近传感器10lc1和10lc4的位置fl处，并且患者的右脚在靠近传感器10lc2和10lc3的位置fr处。在该假设下，将描述用于识别平衡障碍的方法。然而，应当理解，该取向是示例性的和说明性的，并且也可以使用其他取向。
[0086]
根据本公开的一个实施例，可以由人(下文中称为“操作者”)来执行下文将描述的平衡障碍识别方法，并且操作者可以仅根据从使用身体重心测量装置100收集的数据来识别平衡障碍。根据本公开的另一实施例，基于测量值lc1、lc2、lc3、lc4(例如，cog值(cgx，cgy))，由以有线或无线方式连接到身体重心测量装置100的信息处理装置200执行平衡障
碍的识别。
[0087]
具有平衡障碍的患者具有以下平衡障碍中的至少一种：
[0088]
当测量值lc4具有与测量值lc3相同的值，测量值lc1具有与测量值lc2相同的值，并且lc4+lc3的值大于lc1+lc2的值时(患者的cog位于稍后描述的坐标系中的+y轴上，例如，cog值为(0，+cgy))(这里，cgx指示患者在x轴上的cog值，cgy指示患者在y轴上的cog值，并有“+”或
“-”
的符号指示cgx或cgy是具有负值还是正值)，识别出前部平衡障碍。
[0089]
当测量值lc4具有与测量值lc3相同的值，测量值lc1具有与测量值lc2相同的值，并且lc1+lc2的值大于lc4+lc3的值时(患者的cog位于坐标系中的-y轴上。cog值为(0，-cgy))，识别出后部平衡障碍。
[0090]
当测量值lc4具有与测量值lc1相同的值，测量值lc3具有与测量值lc2相同的值，并且lc4+lc1的值大于lc3+lc2的值时(例如，患者的cog位于坐标系中的-x轴上。cog值为(-cgx，0))，识别出横向-左侧平衡障碍。
[0091]
当测量值lc4具有与测量值lc1相同的值，测量值lc3具有与测量值lc2相同的值，并且lc3+lc2的值大于lc4+lc1的值时(例如，患者的cog位于稍后描述的坐标系中的+x轴上。cog值为(+cgx，0))，识别出横向-右侧平衡障碍。
[0092]
当测量值lc4具有最大值，并且测量值lc2具有最小值时(患者的cog位于坐标系中的-x+y平面上。在该示例中，cog值是(-cgx，+cgy))，识别出前部横向-左侧平衡障碍。
[0093]
当测量值lc3具有最大值，并且测量值lc1具有最小值时(例如，患者的cog位于坐标系中的+x+y平面上。在该示例中，cog值是(+cgx，+cgy))，识别出前部横向-右侧平衡障碍。
[0094]
当测量值lc1具有最大值，并且测量值lc3具有最小值时(例如，患者的cog位于坐标系中的-x-y平面上。在该示例中，cog值是(-cgx，-cgy))，识别出后部横向-左侧平衡障碍。
[0095]
当测量值lc2具有最大值，并且测量值lc4具有最小值时(例如，患者的cog位于坐标系中的+x-y平面上。在该示例中，cog值是(+cgx，-cgy))，识别出后部横向-右侧平衡障碍。
[0096]
操作者能够在查看身体重心测量装置100的显示单元10b或信息处理装置200的显示单元20d的同时，利用上述的平衡障碍识别方法来识别平衡障碍。可以通过可以是硬件或软件形式的处理单元20b来实现该平衡障碍识别方法。
[0097]
可以理解，相同的值可以但不要求相同的数值。也可以应用阈值或死区(deadband)来确定测量何时足够接近使得出于上述处理的目的它们被认为是相同的。
[0098]
处理单元20b包括平衡障碍识别单元30、配重大小确定单元40、配重放置位置确定单元50、以及cog值计算单元60。
[0099]
cog值计算单元60是计算身体重心值并且使用测量值lc1、lc2、lc3和lc4计算cog值(cgx，cgy)的身体重心值计算单元。cog值(cgx，cgy)可以通过下面的公式(1)来计算。
[0100]
cgx＝(lcl
×
xl+lc2
×
x2+lc3
×
x3+lc4
×
x4)/(lcl+lc2+lc3+lc4)
[0101]
cgy＝(lcl
×
yl+lc2
×
y2+lc3
×
y3+lc4
×
y4)/(lcl+lc2+lc3+lc4)
[0102]
…
(1)
[0103]
这里，lc1、lc2、lc3和lc4指示测量值，并且x1、x2、x3和x4指示传感器从原点起的x
轴位置(长度)。y1、y2、y3和y4指示传感器从原点起的y轴位置(长度)。
[0104]
图12是示出指示以一秒为单位测量具有共济失调的患者a的cog值的结果的日志数据的表。图12中的日志数据是从原始日志数据中排除预定误差范围之外的值的数据。例如，具有异常大值或异常小值的日志数据被确定为错误，并且被从原始日志数据中排除。
[0105]
在图12中，cog值以一秒为单位测量，但cog值可以在不到一秒(例如以0.5秒为单位或以0.1秒为单位)的时间内测量。例如，当以0.1秒的间隔测量cog值时，可以更精确地测量cog值波动。
[0106]
图12中的日志数据是包括尺寸为19.55英寸
×
19.55英寸的平台10c的身体重心测量装置100参照位于平台10c下方的传感器的位置获得的测量结果。
[0107]
在下面的描述中，在图12和后续的附图(图13和图14)中使用的数据是使用包括尺寸为19.55英寸
×
19.55英寸的平台10c的身体重心测量装置100从患有共济失调的患者a测量的数据。
[0108]
平衡障碍识别单元30基于由cog值计算单元60计算出的cog值(cgx，cgy)，识别患者的平衡障碍。可以基于所计算的cog值(cgx，cgy)的符号(+，-)来识别患者的平衡障碍的类型，并且所计算的cog值例如可以是平均cog值。
[0109]
配重大小确定单元40基于由cog值计算单元60计算出的cog值(cgx，cgy)来确定配重大小。例如，通过将由cog值计算单元60计算的cog值(cgx，cgy)转换为配重来确定配重大小。例如，cgx的配重(wx)和cgy的配重(wy)通过使用以下公式(2)将计算出的cog值(cgx，cgy)乘以cog值的每单位的配重(例如，每英寸的配重)来计算，并使用wx和wy来确定配重大小。
[0110]
wx＝w
总
/2/lx
×
cgx
[0111]
wy＝w
总
/2/ly
×
cgy...(2)
[0112]
这里，w
总
表示患者的体重，lx表示平台在横向方向(x轴方向)上的长度，ly表示平台在纵向方向(y轴方向)上的长度。
[0113]
图13示出了指示通过将由cog值计算单元60计算的cog值(cgx，cgy)转换成配重而获得的配重大小的数据。在图13中，wx表示与cgx对应的配重大小，并且表示患者的cog在x轴方向(横向方向)上与原始的偏差程度(配重大小)。wy表示对应于cgy的配重大小，并且表示患者的cog在y轴方向(前后方向)上与原始的偏差程度(配重大小)。w1由wx的平方与wy的平方之和的平方根值获得，并且指示第一配重大小。w2通过wx和wy之和获得，并且表示第二配重大小。当wx和wy中的每一个具有值0时，其指示正常人的cog测量。
[0114]
配重大小确定单元40确定要附接到平衡矫正马甲的配重(例如，刺激)的配重大小。优选地，配重大小确定单元40确定第一配重大小w1至第二配重大小w2的范围，并将配重大小范围显示为配重大小。配重大小确定单元40可以基于在预定时间内测量的cog值(cgx，cgy)的平均值来确定第一配重大小w1至第二配重大小w2的范围。
[0115]
在患者a的情况下，确定与正常人的cog相比，cog在左(-x轴)方向上偏离0.39磅并且在前(+y轴)方向上偏离2.91磅。因此，当将范围为2.97磅(第一配重大小)至3.31磅(第二配重大小)的配重附接到平衡矫正马甲时，可以将患者a的cog校正为正常人的cog。
[0116]
配重放置位置确定单元50基于由cog值计算单元60计算的cog值(cgx，cgy)确定要附接配重(刺激)的平衡矫正马甲的位置。例如，作为图6中的原点，表示正常人的cog值，由
cog值计算单元60计算的患者的cog值(cgx，cgy)可以使用包括从患者的原点延伸到cog值(cgx，cgy)的假想线的矢量v来指示，并且基于矢量v的长度和方向来确定要放置配重的平衡矫正马甲上的位置。
[0117]
下文将描述一种确定要附接配重的平衡矫正马甲上的位置的方法。
[0118]
处理单元20b的平衡障碍识别单元30、配重大小确定单元40、配重放置位置确定单元50和cog值计算单元60的功能例如可以通过从存储单元20c读出平衡矫正程序，并通过中央处理设备(cpu)执行该平衡矫正程序来实现。
[0119]
图6是示出计算处理单元20b的cog值，并将计算出的cog值显示在显示单元20d上的示例的图。参照图6，xy坐标系是与人体相对应的cog坐标系。x轴对应于额状轴(人体的额状平面)，y轴对应于矢状轴(人体的矢状平面)。
[0120]
在图6中，原点o表示正常人无平衡障碍时的cog。当测量值lc1、lc2、lc3和lc4彼此基本相等时，正常人的cog位于原点o。处理单元20b的平衡障碍识别单元30使用上述平衡障碍识别方法来识别上述患者的平衡障碍中的至少一个。
[0121]
处理单元20b的平衡障碍识别单元30在患者的cog位于+y轴上时识别前部平衡障碍；在患者的cog位于-y轴上时识别后部平衡障碍；在患者的cog位于-x轴上时识别横向左侧平衡障碍；在患者的cog位于+x轴时识别横向右侧平衡障碍；在患者的cog位于-x+y平面时识别前部横向-左侧平衡障碍；在患者的cog位于+x+y平面时识别前部横向-右侧平衡障碍；在患者的cog位于-x-y平面时识别后部横向-左侧平衡障碍；并且在患者的cog位于+x-y平面上时识别后部横向-右侧平衡障碍。在图6的xy坐标系中，诸如-x或-y等
“-”
符号用于区分后部和前部，或区分左侧和右侧。
[0122]
平衡障碍可以通过患者在xy坐标系中的cog坐标系中的矢量v来指示。矢量v在xy坐标系中的方向对应于平衡障碍的类型，并且矢量v的长度对应于刺激的配重大小。配重(刺激)的放置位置由矢量v在xy坐标系中的位置确定。
[0123]
在图6所示的cog坐标系中，平衡障碍(可包括前部横向-左侧平衡障碍、前部横向-右侧平衡障碍、后部横向-左侧平衡障碍和后部横向-右侧平衡障碍)中的每一个分为三个区域，共12个区域，这12个区域又构成12种平衡障碍类型。12个区域中的每一个可以被划分为三个子区域。因此，在图6中定义了总共12种平衡障碍类型和总共36个子区域，并且36个子区域对应于患者躯干的不同位置，其也对应于患者要穿戴的平衡矫正马甲的不同位置。在图6中，限定36个子区域，但是本公开不限于此，并且子区域的数量可以小于或大于36。
[0124]
图6中所示的cog坐标系的每个区域和每个子区域对应于上面放置有用作刺激的配重的平衡矫正马甲上的区域和子区域。在图6至图8所示的示例中，因为患者的平衡障碍不可能与前部平衡障碍、后部平衡障碍、横向-左侧平衡障碍和前部横向-左侧平衡障碍准确一致，所以没有限定对应于前部平衡障碍、后部平衡障碍、横向-左侧平衡障碍和前部横向-左侧平衡障碍中的每一个的区域或子区域。即使患者具有前部平衡障碍、后部平衡障碍、横向-左侧平衡障碍和前部横向-左侧平衡障碍中的一种，前部平衡障碍、后部平衡障碍、横向-左侧平衡障碍和前部横向-左侧平衡障碍也可以通过各自侧上的相邻两个区域来矫正。
[0125]
现在将描述由处理单元20b基于cog值(cgx，cgy)确定患者的平衡障碍的区域的过程。
[0126]
处理单元20b的配重放置位置确定单元50首先基于cog值(cgx，cgy)确定平衡障碍所属的区域，并确定平衡矫正马甲上要附接配重的位置。例如，将由cog值(cgx，cgy)指定的36个区域之一确定为配重的放置位置。配重放置位置确定单元50可以例如使用cog值(cgx，cgy)与区域a至l中的一个相关联的对应表从图6所示的区域a至l中确定患者的平衡障碍所属的区域。将该对应表存储在存储单元20c的db 300中。在图6中，例如，当矢量v的方向被确定为对应于区域a时，根据矢量v的长度或cog值波动来确定在子区域a1至a3中矢量v所属的子区域。例如，配重放置位置确定单元50可以基于第一参考值确定配重放置位置为a1或a2，配重放置位置确定单元50可以基于第二参考值确定配重放置位置为a2或a3。
[0127]
由第一参考值和第二参考值反映的值可以是相同类型或不同类型的。例如，第一参考值和第二参考值都可以反映配重大小，或者第一参考值可以例如反映配重大小并且第二参考值可以反映cog值波动。
[0128]
具有对应于子区域a1的平衡障碍的患者被理解为经历比具有对应于子区域a2的平衡障碍的患者更严重的平衡障碍。相同的评估适用于其他区域(例如，b到l)和其他子区域(例如，具有对应于b1的平衡障碍的患者比具有对应于b2的平衡障碍的患者具有更严重的平衡障碍，等等)。
[0129]
在本实施例中，例如，每个区域(由字母a至l表示)被划分为三个子区域(由字母和数字表示，例如，a1、a2和a3)，但是这是一个示例，并且每个区域可以被划分为四个或更多个区域。在本实施例中，整个区域被划分为12个区域(由字母a至l表示)，并且每个区域被细分为三个子区域(由字母和数字表示，例如a1、a2和a3)，但是这是示例，并且子区域可以被划分为更多的子区域。因此，更多的区域和子区域可用于平衡矫正马甲中的配重大小和放置确定。
[0130]
矢量v的方向对应于平衡障碍的类型，矢量v的大小对应于平衡障碍的严重程度。矢量v的方向对应于平衡矫正马甲上附接有配重的位置，并且矢量v的长度对应于配重(刺激)的配重大小。
[0131]
处理单元20b基于cog值(cgx，cgy)确定患者的平衡障碍区域或方向以及配重要附接于其上的位置，并使用图7和图8所示的图像显示配重要附接于其上的至少一个区域。
[0132]
如图7中所示，-x+y平面上的区域(a1至a3、b1至b3和c1至c3)以及+x+y平面上的区域(d1至d3、e1至e3和f1至f3)是与平衡矫正马甲的背面相对应的区域，并且如图8所示，+x-y平面上的区域(g1至g3、h1至h3和i1至i3)和-x-y平面上的区域(j1至j3、k1至k3和l1至l3)是与平衡矫正马甲的正面相对应的区域。
[0133]
在确定具有横向-左侧平衡障碍的患者的配重放置时，例如，根据矢量v的位置，将配重附接到对应于患者的右肩、右腋中线或患者的右前和右后侧面区域的区域。例如，在确定具有横向-右侧平衡障碍的患者的配重放置时，根据矢量v的位置，配重附接在患者的左肩、左腋中线或左前和左后侧面区域。
[0134]
参照图6，作为示例，配重附接到图7中的平衡矫正马甲中的对应的子区域c3，因为矢量v位于子区域c3中。
[0135]
在图6、图7和图8所示的子区域a1、a2、a3、b1、b2、b3、...、l1、l2和l3中，相同的附图标记彼此对应。当矢量v位于区域a1中时，配重附接在平衡矫正马甲的区域a1周围。
[0136]
当矢量v位于特定(子)区域中时，可以在(子)区域中附接一个或更多个配重。然
而，不期望将所确定大小的所有配重附接到单个(子)区域，因为配重集中在患者身体的一个部位对于患者来说可能是繁重的，配重的放置优选地分布在矢量v的端点周围。参照图6作为示例，矢量v的端点位于由点表示的子区域c3中，并且在这种情况下，所确定大小的配重可以在子区域c3内被放置在作为中心的点的周围。坐标系的平衡障碍区域和平衡矫正马甲的区域之间的对应关系优选地以对应表的形式存储在存储单元20c中。
[0137]
在图7和图8所示的示例中，a1、b1、c1、d1、e1、f1、g1、h1、i1、j1、k1和l1位于平衡矫正马甲的上部，a3、b3、c3、d3、e3、f3、g3、h3、i3、j3、k3、l3位于平衡矫正马甲的下部。当配重附接在患者躯干的上部时，配重附接效应更大。例如，当相同大小的配重附接在子区域a1的位置上时，与相同大小的配重附接在子区域a3的位置上时相比，可以使患者的cog更接近原点o。
[0138]
一般来说，期望将配重放在躯干的下部，因为将配重放在躯干的上部也会移动身体的cog。然而，当患者的平衡障碍表现为突然向一个方向倾斜或摇摆时，可以考虑将配重放置在患者的上躯干或中躯干中。
[0139]
除了上述平衡障碍之外，患者可能具有旋转平衡障碍。旋转平衡障碍是指患者在进行诸如u型转弯、左转弯或右转弯的转弯时失去平衡的功能障碍。当患者具有旋转平衡障碍时，基于平衡障碍的类型和矢量v的长度，期望在d和c或j和i的区域(所述区域是患者的脊柱附近的区域)上附接配重。
[0140]
处理单元20b还可以包括cog值波动计算单元70。cog值波动计算单元70是身体重心值波动计算单元，其计算身体重心值波动并计算由cog值计算单元60测量的cog值(cgx，cgy)的波动，作为身体重心值波动的示例。
[0141]
对于具有平衡障碍的患者，他们的身体重心值可能随时间波动，并且cog值波动是这样的身体重心值波动的示例，并且是指示在前后方向和横向方向上具有震颤的患者摇动程度的值。在本公开中，cog值波动计算单元70可以通过计算cog值的平均波动宽度(例如，如图14所示的在预定时间内的wx和wy的平均波动宽度)来测量cog值波动。
[0142]
可替代地，可以使用以如图18和图19中所示的预定间隔测量的之前的wx和wy值与当前的wx和wy值之间的差来计算在预定时间内的cog值波动。
[0143]
图14示出由cog值波动计算单元70计算出的患者a的cog值(cgx，cgy)的波动。在图14所示的示例中，cog值波动以磅(配重)为单位表示，但也可以以cog值为单位或以英寸(长度)为单位表示。
[0144]
在图14中，由于患者a的平均cog值为(-cgx，+cgy)，因此cgx波动(波动lb)中的负值指示患者a的躯干朝向原点移动(在该示例中在向右方向上)，并且正值指示患者a的躯干远离原点移动(在该示例中在向左方向上)。cgy波动(波动lb)中的负值指示患者a的躯干远离原点移动(在该示例中在向前方向上)，并且正值指示患者a的躯干朝向原点移动(在该示例中在向后方向上)。
[0145]
在图14中，cgx波动(波动lb)中的负值的数目是23，而正值的数目是13，cgy波动(波动lb)中的正值的数目是15，而负值的数目是21。在-x轴(左方向)上的cgx波动(波动lb)的平均值是0.346磅，并且在+x轴方向(右方向)上的平均值是0.186磅，因此患者a的躯干在横向方向上以大约0.532磅的宽度摇动。
[0146]
同样，在图14中，在-y轴方向(向前方向)上的cgy波动(波动1b)的平均值是0.677
磅，并且在+y轴方向(向后方向)上的平均值是0.483磅，因此患者a的躯干在前后方向上以大约1.16磅的宽度摇动。可以理解，在前后方向上的cgy波动大约是在横向方向上的cgx波动的两倍。此外，由于大部分cgy波动(波动lb)为负，这表明患者a的躯干更频繁地向前倾斜。
[0147]
参照图14，大部分cgx波动(波动lb)为负，这表明患者a的躯干具有朝向原点的强趋势，但是在横向方向上存在摇动。由于人体结构的原因，横向方向上的摇动对患者平衡的影响大于前后方向上的摇动对患者平衡的影响。因此，当观察到横向方向上的摇动连同前后方向上的摇动时，患者的走动平衡受到很大影响，并且患者在行走时更难找到平衡。
[0148]
在图14的示例中，患者a有前部横向-左侧平衡障碍。更具体地，患者a被确定为具有平衡障碍，因为患者a的躯干在前后方向和横向方向上都摇动，同时频繁地向左倾斜。因此，期望考虑这样的分析来确定配重大小和配重放置位置。
[0149]
图13是示出指示通过将由cog值计算单元计算的cog值(cgx，cgy)转换为患者a的配重而获得的配重大小的数据的图。在图13的示例中，针对患者a确定的配重大小在2.97磅至3.3磅的范围内。为了简单地将患者a的cog校正到原点，期望将配重(从配重大小范围中选择)放置在患者a躯干的中背和腋中线上。为了减少震颤，期望将确定放置在中背上的配重移动到胸椎的t7和t9之间的位置，该位置对应于躯干的上部和下部之间的部分。该震颤可以被认为是用于确定子区域的标准。期望放置在患者身上的配重大小尽可能轻，以免对患者造成额外负担。因此，期望从来自配重大小范围的最小配重大小开始，并且逐渐增加配重大小，直到实现对于患者的最佳结果为止。
[0150]
期望测量cgx波动和cgy波动(例如，以0.1秒或0.5秒为单位)，并在显示单元10b上显示cgx波动和cgy波动。还期望例如使用图20所示的曲线图实时显示cgx波动和cgy波动，参考线表示正常人cgx波动和cgy波动的正常范围。在这种情况下，当患者的cgx波动和cgy波动落入当配重附接到适当位置时的正常范围内时，可以使用声音或显示器来给出通知。
[0151]
可以如图6所示通过跟踪功能，通过显示在显示单元10b上显示的cog值(cgx，cgy)的变化轨迹来观察cog值波动。例如，可以以特定颜色显示cog值(cgx，cgy)变化的路径(轨迹)。
[0152]
在这种情况下，在患者穿戴平衡矫正马甲之前，cog值(cgx，cgy)变化的路径(轨迹)在相对大的范围内以特定颜色显示，但是当患者穿戴配重以适当大小附接在适当位置处的平衡矫正马甲时，患者的cog值(cgx，cgy)以减小的波动移动得更靠近原点，因此，可以容易地确认平衡矫正马甲的平衡改善效果。
[0153]
图18和图19是示出图13中的使用wx值和wy值计算cog值波动的方法的另一示例的图。
[0154]
图18是示出计算患者的身体的波动(例如cgx值波动)的方法的图。使用以一秒为间隔测量的之前wx值与当前wx值之间的差(wx_
之前-wx_
当前
)来计算cog值波动。
[0155]
在图18中，当之前wx值与当前wx值之间的差(wx_
之前-wx_
当前
)为负值时，表示患者躯干向右摆动，当差(wx_
之前-wx_
当前
)为正值时，表示患者躯干向左摆动。
[0156]
当指示之前wx值与当前wx值之间的差(wx_
之前-wx_
当前
)的值具有相同的符号(+或-)时，其指示患者的躯干在相同的方向上摆动，并且因此具有相同符号的值的和指示cgx值波动。
[0157]
具有相同符号的值的和对应于图18中的cgx波动。cgx波动(％)指示患者的躯干相对于患者的体重横向摇动的配重的百分比(％)。
[0158]
图19是示出计算cgy值波动(例如，患者的躯干前后摆动的程度)的方法的图。cog值波动是使用以一秒为间隔测量的之前wy值与当前wy值(wy_
之前-wy_
当前
)之间的差来计算的。
[0159]
在图19中，之前wy值与当前wy值之间的差(wy_
之前-wy_
当前
)为负值时，表示患者躯干向前摆动，当差(wy_
之前-wy_
当前
)为正值时，表示患者躯干向后摆动。
[0160]
当指示之前wy值与当前wy值之间的差(wy_
之前-wy_
当前
)的值具有相同的符号(+或-)时，其指示患者的躯干在相同的方向上摆动，因此具有相同符号的值的和指示cgy值波动。
[0161]
具有相同符号的值的和对应于图19中的cgy波动。cgy波动(％)指示患者的躯干相对于患者的体重向前或向后摇动的配重的百分比(％)。
[0162]
如图18和图19中所示，当使用之前wx值与当前wx值之间的差(wx_
之前-wx_
当前
)以及之前wy值与当前wy值之间的差(wy_
之前-wy_
当前
)来测量患者的震颤时，可以测量患者的cog值波动(震颤)，而不管患者在平台10c上的位置，因为仅使用之前值和当前值来执行测量。即使患者没有准确地站在某个位置，也可以精确测量患者的震颤。因此，可以先测量和校正患者的平衡障碍，然后测量和校正患者的震颤。例如，当测量和校正同一患者的震颤时，同时患有平衡障碍和震颤的患者可能穿戴平衡矫正马甲(作为测量和校正平衡障碍的结果)，因为无论患者的站立位置如何，都可以精确测量患者的震颤。
[0163]
如果震颤超出正常范围，则可以通过在相同区域内(例如，在图6中患者a的区域c内)向上或向下移动已经放置在患者上的用于校正平衡障碍的配重来减少震颤，不改变用于纠正平衡障碍的基本配重放置位置。例如，将放置在子区域c3上的配重向上移动到子区域c2或c1以减少震颤。
[0164]
当图18和图19中的cgx波动(％)和cgy波动(％)所对应的值小于预定值(例如，0.5％)时，可以认为患者的cgx波动和cgy波动(例如，震颤)在正常范围内。
[0165]
图20是示出平衡(震颤)矫正程序的操作画面1000的图。操作画面1000包括cog坐标系1100、cogy值波动图1200和cogx值波动图1300。cog坐标系1100包括圆形光标1100a，并且光标1100a的位置指示患者在cog坐标系上的cog位置。
[0166]
图20示出了显示平衡矫正测量结果的画面。各个传感器的测量值lc1、lc2、lc3和lc4显示在cog坐标系1100的四个角上，并且光标1100a位于原点，因为患者没有站在身体重心测量装置上，所以患者的平衡障碍没有被测量。在图20中，-1.767、1.167、-1.653和1.055分别显示为lc1、lc2、lc3和lc3。在测量患者的cog之前，应将lc1、lc2、lc3和lc3校准到0，这通过将平台10c调平来完成。当平台10c完全水平时，lc1、lc2、lc3和lc3应该为零(0.000)，假设在每个负载传感器中没有固有的灵敏度误差。在cog坐标系1100的底部处显示的avg 2.743～2.305指示患者的测量的配重大小范围。
[0167]
cogy值波动图1200和cogx值波动图1300示出了在患者没有穿戴平衡矫正马甲的状态下以0.1秒为单位执行测量60秒的结果。cogy值波动图1200和cogx值波动图1300是显示cgx波动(％)和cgy波动(％)的图，所述cgx波动(％)和cgy波动(％)是以与针对图18和图19描述的方式类似的方式计算的。
[0168]
操作画面包括用于设置用于记录cogy值波动图1200和cogx值波动图1300的记录
器的测量间隔的部分和用于设置测量持续时间的部分以及记录开始按钮。
[0169]
在cogy值波动图1200中，负值指示患者的身体在向前(前)方向上摇动，正值指示患者的身体在向后(后)方向上摇动，cogx值波动图1300中的负值指示患者的身体在向右方向上摇动，并且cogx值波动图1300中的正值指示患者的身体在向左方向上摇动。
[0170]
操作者可以在查看图中的峰值的同时比较患者的前向摇动和后向摇动，并且在查看图中的峰值的同时比较向右摇动和向左摇动。因此，操作者能够参考峰值来调整配重放置位置。
[0171]
在执行平衡矫正程序之后，在患者站在身体重心测量装置100上的同时，cog坐标系1100的光标1100a实时地显示患者的cog值(cgx，cgy)。当操作者设置测量持续时间和测量间隔，然后按下记录开始按钮时，如图20所示的画面在测量持续时间后显示。
[0172]
有些患者可能有平衡障碍而没有震颤，而有些患者可能有平衡障碍，伴有不同程度的震颤。对于有震颤的平衡障碍患者，操作者可以采取额外的步骤来调整如下所述的配重放置，以减少患者的震颤。
[0173]
为了测量患者震颤的cog值波动，使用参照图18和图19描述的技术。对于震颤测量(例如震颤的cog值波动)，患者可以站在不同于图2所示的fl和fr位置的位置上，因为患者的cog可以通过由上述步骤确定的配重大小和放置位置移动到原点o，并且用于减少震颤的步骤可以例如通过在如上所述的相同区域内移动配重来执行。根据参照图18和图19描述的技术，患者以舒适的姿势站立在身体重心测量装置100的平台10c上，将之前值与当前值比较。
[0174]
除了患者的cog值之外，患者的横向摇动和前后摇动通过图表显示，操作者或患者可以容易地知晓患者的横向摇动和前后摇动，并且采取额外的步骤来减少患者的震颤。操作者在查看患者的横向摇动和前后摇动的同时，在所确定的基本配重放置位置内进行用于减少震颤的调整。
[0175]
图21是示出测量穿戴平衡矫正马甲的患者的cog值波动的结果的曲线图。如图21所示，当由配重大小确定单元40确定的配重大小被附接到由配重放置位置确定单元50确定的放置位置时，患者的cog接近原点，并且患者的cog值波动也落在正常范围内。因此，当患者的cog值波动落在正常范围内时，患者的震颤减少。
[0176]
减少平衡障碍患者的震颤有许多好处。例如，头痛、复视等症状往往伴随有平衡障碍患者的震颤，并且震颤的减少常常导致这些症状的改善，从而导致患者生活质量的改善。
[0177]
在图20和图21中，将患者体重的0.5％(+0.5％和-0.5％的范围)设置为可以改善患者的步态并且可以改善患者身体的震颤的正常范围。正常范围由虚线指示。因此，操作者通过查看cog值波动是否在正常范围内，可以容易地检测患者是否具有震颤，以及患者的震颤是否通过对患者应用平衡(震颤)矫正马甲而减少。
[0178]
图20中所示的cogy值波动图1200和cogx值波动图1300可以被实时地显示。在执行平衡(震颤)矫正程序之后，在患者站在身体重心(震颤)测量装置100的平台10c上的同时，可以实时显示cogy值波动图1200和cogx值波动图1300。
[0179]
在这种情况下，参考所确定的配重大小，将所确定的配重大小的配重附接到站在身体重心测量装置100上的患者，实时显示cogy值波动图1200和cogx值波动图1300，同时显示指示横向摇动和前后摇动的峰值。因此，除了患者的cog是否得到改善之外，操作者还可
以通过cogy值波动图1200和cogx值波动图1300容易地知晓患者的震颤是否减少，由此患者的cog和患者身体的震颤都可以容易地在短时间内得到矫正。
[0180]
例如，当cogy值波动图1200示出指示向前摇动的峰值时，操作者可以将放置在平衡矫正马甲的背面上的配重向上移动或者将放置在平衡矫正马甲的正面上的配重向下移动，而当cogy值波动图1200示出指示向后摇动的峰值时，操作者可以将放置在平衡矫正马甲的背面上的配重向下移动，或者将放置在平衡矫正马甲的正面上的配重向上移动。
[0181]
附接在患者上的配重优选地具有允许容易附接和拆卸的钩环紧固件等，并且当患者站在身体重心(震颤)测量装置100的平台10c上时，可以通过将配重附接在平衡(震颤)矫正马甲上和从平衡(震颤)矫正马甲上拆卸配重来找到用于减少患者震颤的正确放置位置。
[0182]
图22是示出在执行图21中的记录器之后要记录在表中的值的图。一旦执行图21中的记录器，就显示图21中所示的cogy值波动图1200和cogx值波动图1300，同时，患者的体重、平均cog值(cgx，cgy)和配重大小范围被存储在图22所示的表中。此外，一旦执行记录器，就存储例如正值cgy波动、负值cgy波动、正值cgx波动和负值cgx波动的最大三个值。
[0183]
如果操作者参考cogy值波动图1200和cogx值波动图1300确定患者的cog和震颤没有被充分校正，其中由配重大小确定单元40计算的配重大小附接到由配重放置位置确定单元50确定的放置位置，则操作者可以参照记录在图22的表中的值来调整配重大小和放置位置。
[0184]
另一方面，参考在配重大小确定单元40中计算的配重大小和由配重放置位置确定单元50确定的放置位置，操作者可以在查看图21所示的平衡矫正程序的操作画面的同时调整配重大小和放置位置。
[0185]
可以调整配重大小和放置位置，使得在查看cog坐标系1100的同时使患者的cog朝向原点移动，并且还可以调整配重大小和放置位置，使得在观看cogy值波动图1200和cogx值波动图1300的同时震颤落入正常范围内。
[0186]
当将(由配重大小确定单元40确定的)配重施加到患者时，患者可能感觉不舒服。更重的配重可能会给患者带来更大的压力。因此，只要患者的重心在支撑基部内是稳定的并且患者的震颤落在正常范围内，就期望在由配重大小确定单元40提供的配重大小范围内将配重调整到可能的最小负担配重大小。
[0187]
假设患者的cog在支撑基部内是稳定的，则期望调整配重以影响患者的横向平衡，使得cgx值尽可能接近原点，而不是调整前后平衡(例如cgy值)以减小放置在患者上的配重大小。
[0188]
配重放置位置确定单元50能够呈现患者能够选择的配重放置位置的两个、三个或更多个组合。
[0189]
期望在执行诸如步态测试、弓步测试、旋转测试、串联站立测试以及重复的坐姿和离椅站立测试之类的其他测试之后，选择配重放置位置的组合。
[0190]
如图15所示，处理单元20b可将患者的cog值(cgx，cgy)、平衡障碍类型、配重大小、cog值波动和配重放置位置作为平衡矫正历史信息存储在数据库300中。图15示出了存储在数据库300中的平衡矫正历史信息。
[0191]
在db 300中存储有多个患者的平衡矫正历史信息的情况下，当处理单元20b进行诸如机器学习等学习时，能够根据平衡障碍的类型、配重大小和cog值波动来确定配重放置
位置。随着更多的数据被积累和分析，有可能增强各种平衡失调患者的配重大小确定和放置。
[0192]
虽然在本实施例中，身体重心测量装置100和信息处理装置200作为单独的设备进行了说明，但也可以将身体重心测量装置100的功能和信息处理装置200的功能作为单个设备来实现。例如，信息处理装置的处理单元20b和存储单元20c可以在身体重心测量装置100中实现。
[0193]
虽然在本实施例中将存储平衡矫正历史信息和平衡矫正程序的db 300描述为安装在信息处理装置200中，但是db 300可以安装并存储在以如图17中所示的有线或无线方式连接到信息处理装置200的服务器设备400中。在这种情况下，可以经由网络连接多个信息处理装置200，因此可以通过使用更多患者的平衡矫正历史信息执行的学习来确定配重大小和配重放置位置。
[0194]
当多个信息处理装置200连接到服务器设备400，并且由信息处理装置200获得的平衡矫正历史信息被存储在服务器设备的db 300中时，例如，执行机器学习，使得可以提供更高级的平衡矫正程序，并且信息处理装置200可以使用平衡矫正程序来确定配重大小和配重放置位置，从而实现优良的平衡矫正性能。
[0195]
同时，期望患者穿戴尺寸与患者的身体形状一致的平衡矫正马甲。特别地，期望调整平衡矫正马甲的下端以对应于患者的cog。在女性的情况下，cog处于55％的高度的位置处，而在男性的情况下，cog处于57％的高度的位置处。正常人的cog通常位于肚脐下方。优选地，平衡矫正马甲的底部的位置与患者的cog的位置一致。
[0196]
优选地，平衡矫正马甲由能够保持其形状的轻质材料制成。例如，钩环紧固件的钩附接到配重(刺激)，并且钩环紧固件的环附接到平衡矫正马甲的内侧，使得配重(刺激)可从平衡矫正马甲重复地附接和拆卸，并且当确定患者的平衡被充分矫正时，确定配重大小和配重放置位置。
[0197]
可替代地，当确定配重大小和配重放置位置时，可以通过缝纫等将配重固定地附接到平衡矫正马甲或患者穿戴的衣服上。可以预先准备各种尺寸的平衡矫正马甲，并且当患者就诊并选择尺寸适合于患者身体形状的平衡矫正马甲时，配重大小和配重放置位置由平衡矫正系统1000确定，并且配重根据由平衡矫正系统1000确定的配重大小和配重放置位置固定地附接到所选择的平衡矫正马甲。
[0198]
平衡矫正马甲是示例，并且平衡矫正装置可以具有各种形式。例如，平衡矫正装置可以是女子运动胸罩或可附接配重的悬吊物。例如，平衡矫正装置可以是具有由平衡矫正系统1000确定的配重大小和配重放置位置的矫正器、支架或任何对象。具有由平衡矫正系统1000确定的配重大小和配重放置位置的对象可以由3d打印机等制成。可以将配重(刺激)集成到平衡矫正装置中。
[0199]
配重的材料没有特别限制，可以使用橡胶、硅酮、凝胶、砂、液体等。例如，可从获得的flexible可用作配重(刺激)。为了精细平衡矫正，优选地，可以以一磅(lb)、0.5磅(lb)、0.25磅(lb)、0.125磅(lb)等为单位来确定配重的大小。可以使用一个配重或几个配重来满足所确定的配重放置位置处的所确定的配重大小。
[0200]
接下来，将使用流程图描述本实施例的平衡矫正系统1000的操作。
[0201]
图9是示出平衡矫正系统1000的操作的流程图。
[0202]
当患者站在身体重心测量装置100的平台100c上时，本实施例的平衡矫正系统1000的操作开始。
[0203]
在步骤s110中，确定患者是否站在身体重心测量装置100的平台100c上。如果在步骤s110中确定患者站在身体重心测量装置100的平台100c上，则在步骤s120中，传感器10lc1、10lc2、10lc3和10lc4测量所施加的负载，并将测量信号提供给处理单元10c。
[0204]
在步骤s130中，处理单元10c对测量信号进行诸如信号放大或数字转换等处理，获得测量值lc1、lc2、lc3和lc4，将测量值lc1、lc2、lc3和lc4发送到显示单元10b。
[0205]
在步骤s140中，显示单元10b接收测量值，并显示由传感器单元测量的配重。
[0206]
如果身体重心测量装置100以有线或无线方式连接到信息处理装置200，则在步骤s150中，身体重心测量装置100将测量信号或测量值发送到信息处理装置200。
[0207]
如果身体重心测量装置100没有连接到信息处理装置200，则可以跳过步骤s150至s180的处理，并且操作者可以参照显示单元10b上显示的测量值手动地执行确定配重大小和配重放置位置的处理(步骤s180)以及确认患者的平衡是否得到矫正的处理(步骤s190)。
[0208]
在步骤s160中，输入单元20a接收测量信号或测量值，并将测量信号或测量值提供给处理单元20b。
[0209]
在步骤s170中，处理单元20b基于测量值lc1、lc2、lc3和lc4计算患者的cog值(cgx，cgy)，并使患者的cog值(cgx，cgy)显示在显示单元20d上，如图6中所示。
[0210]
在步骤s180中，处理单元20b基于cog值(cgx，cgy)确定患者的平衡障碍的类型、用于矫正平衡障碍的配重大小、以及附接有对应于配重大小的配重的平衡矫正马甲上的配重放置位置，并且使配重大小和配重放置位置显示在显示单元20d上。
[0211]
在步骤s190中，当患者穿戴具有在步骤s180中确定的配重大小和配重放置位置的平衡矫正马甲并且站立在身体重心测量装置100的平台10c上时，或者在步骤s180中确定的配重大小和配重放置位置被应用到站在身体重心测量装置100的平台10c上的患者穿戴的平衡矫正马甲时，可以确认患者的平衡是否得到矫正。
[0212]
可以基于显示单元10b上显示的测量值lc1、lc2、lc3和lc4或者通过显示在显示单元20d上的图20至图22中所示的平衡矫正程序的操作画面来执行在步骤s190中根据在步骤s180中确定的配重大小和配重放置位置是否矫正了患者的平衡的确定。
[0213]
当显示在显示单元10b上的测量值lc1、lc2、lc3和lc4彼此基本相等时，可以认为患者的cog得到了校正，并且当患者的cog得到校正时，患者的cog位于图6中所示的原点o。另外，在图20至图22所示的平衡矫正程序的操作画面中，cog值波动也落在正常范围内。
[0214]
因此，未经物理治疗或医学训练的操作者可使用本公开中公开的设备、系统、装置和方法，以使平衡矫正马甲能够矫正患者的平衡障碍。
[0215]
另外，通过查看患者的cog被移动到正常位置，患者还能够知晓患者的平衡障碍被平衡矫正马甲校正。
[0216]
图10是示出确定平衡矫正马甲的配重大小和配重放置位置并制造平衡矫正马甲的过程的流程图。
[0217]
在步骤s210中，当患者站在身体重心测量装置100的平台10c上时，传感器10lc1、10lc2、10lc3和10lc4输出指示施加到各个传感器的负载的测量信号。
[0218]
在步骤s220中，接收测量信号并计算测量值lc1、lc2、lc3和lc4。
[0219]
在步骤s230中，基于测量值lc1、lc2、lc3和lc4计算矢量v的坐标(cgx，cgy)和矢量v的长度。
[0220]
在步骤s240中，基于矢量v的坐标(cgx，cgy)和矢量v的大小(w1)来识别平衡障碍的类型，并且识别与平衡障碍相对应的区域。
[0221]
在步骤s250中，计算cog值波动。
[0222]
在步骤s260中，识别平衡矫正马甲上与所识别的平衡障碍对应区域相对应的区域，并且基于所识别的区域和cog值波动来确定配重放置位置。
[0223]
在步骤s260中，可以呈现一个或更多个区域的至少一个组合作为与所识别的平衡障碍相对应的区域，并且当呈现多个区域的组合时，可以通过进行诸如步态测试、弓步测试、旋转测试和坐椅测试的更多测试来确定优选的组合。
[0224]
图11是示出当信息处理装置200未连接到身体重心测量装置100时矫正患者的平衡的方法的流程图。
[0225]
在步骤s310中，患者站在身体重心测量装置100的平台10c上，并且传感器10lc1、10lc2、10lc3和10lc4输出指示施加到各个传感器的负载的测量信号。
[0226]
在步骤s320中，根据测量信号计算测量值lc1、lc2、lc3和lc4。
[0227]
在步骤s320中，显示单元10b显示测量值lc1、lc2、lc3和lc4。
[0228]
可以显示图6中所示的指示cog值(cgx，cgy)的xy坐标系。
[0229]
在步骤s330中，操作者参照显示在显示单元10b上的测量值lc1、lc2、lc3和lc4，使用公式(1)和来计算矢量v的坐标(cgx，cgy)和矢量v的长度。
[0230]
在步骤s340中，操作者基于矢量v的坐标和矢量v的长度来识别平衡障碍的类型，并识别与平衡障碍相对应的区域。
[0231]
在步骤s350中，计算cog值波动。
[0232]
在步骤s360中，在患者站在身体重心测量装置100的平台10c上的状态下，操作者鉴于cog值波动将与矢量的长度相对应的配重放置在与平衡障碍区域相对应的平衡矫正马甲的区域上。
[0233]
如果患者没有正确地站立在身体重心测量装置100的平台10c上指示的位置(fl，fr)上，则上述的配重大小和配重放置位置可能偏离理想的配重大小，并且配重放置位置可能包括误差。
[0234]
为了减少测量误差的发生，优选地，重复执行步骤s310至步骤s320的处理，并且可以采用重复测量的测量值lc1、lc2、lc3和lc4中的一个，或者可以采用重复测量的测量值lc1、lc2、lc3和lc4的平均值。
[0235]
另外，尽管根据上述的配重大小和配重放置位置将配重附接到平衡矫正马甲，但是当患者没有正确地站在身体重心测量装置100的平台10c上显示的位置(fl，fr)上时，患者的cog可能与原点“o”不完全一致。在这种情况下，操作者可以精细地调整上面确定的配重大小和配重放置位置。
[0236]
然而，由于患者可能不容易准确地站在身体重心测量装置100的平台10c上所指示的位置fl和fr上，可以采用能够使用触摸检测技术或压力检测技术来检测患者的双脚的cog坐标的传感器板10c
’
作为平台10c，如图17所示。在另一实施例中，例如，如果患者不能
站在身体重心测量装置100的平台10c上指示的位置fl和fr上，则可以使用触摸检测技术或压力检测技术。
[0237]
参照图16，坐标系(第二坐标系)被定义为使得将连接由传感器板10c
’
检测到的患者的双脚的cog坐标(位置p1和p2)的直线设置为x
’
轴，将患者的双脚的位置p1和p2之间的中点设置为原点，并且将垂直穿过原点的直线设置为y
’
轴。
[0238]
然后，通过图6所示的cog坐标系(第一坐标系)来计算cog值(cgx，cgy)(第一cog值)。通过计算cog值(cgx，cgy)(第一cog值)与第二坐标系中的x
’
轴和y
’
轴的距离来获得新的cog值(cgx
’
，cgy
’
)(第二cog值)。
[0239]
使用与上述方法类似的方法，使用第二cog值(cgx
’
，cgy
’
)来执行平衡障碍类型的识别、cog值波动计算、配重大小计算和配重放置位置确定。
[0240]
由于平台10c是由传感器板10c
’
构成的，患者不需要精确地站在位置fl和fr上进行精确的cog测量。无论患者的站立位置如何，都可以精确测量患者的cog值(cgx，cgy)。
[0241]
在另一示例中，将连接由传感器板10c
’
检测到的患者的双脚的cog坐标(位置p1和p2)的直线设置为x
’
轴，并且获得患者的双脚的位置p1和p2之间的中点的坐标(cx，cy)和患者的cog值(cgx，cgy)。
[0242]
然后，获得(cgx-cx，cgy-cy)。这是为了将cog值(cgx，cgy)转换成对应于原始原点(c)的坐标，但是在这种状态下，连接p1和p2的直线不平行于x轴。
[0243]
此后，计算连接p1和p2的直线与x轴之间的角度θ，并且对(cgx-cx，cgy-cy)执行对应于角度θ的旋转转换，由此可以计算患者相对于原点o的身体重心或cog值(cgx
’
，cgy
’
)。
[0244]
对应于(cgx-cx，cgy-cy)的角度θ的旋转转换可以通过公式(3)和(4)来执行。公式(3)对应于用于顺时针旋转转换的公式，并且公式(4)对应于用于逆时针旋转转换的公式。
[0245]
cgx
’
＝x cosθ+y sinθ,cgy
’
＝y cosθ-x sinθ...(3)
[0246]
cgx
’
＝x cosθ-y sinθ,cgy
’
＝y cosθ+x sinθ...(4)
[0247]
(这里，x＝cgx-cx,y＝cgy-cy)
[0248]
在步骤s370中，当通过显示单元10b或20d确定患者的cog与原点“o”一致时，根据所确定的配重大小和配重放置位置，将配重附接到待由患者佩戴的平衡矫正马甲。
[0249]
在步骤s370中，当患者的cog与原点o不一致时，操作者可以如上所述手动调整配重大小和配重放置位置。
[0250]
上面已经描述了使用在预定时段内测量的患者的cog值的平均值来确定配重大小和配重放置位置的示例。该技术对轻度震颤患者有效。
[0251]
在患者具有严重震颤的情况下，期望使用影响患者的平衡的两个或更多个cog值来确定配重大小和配重放置位置。在具有严重震颤的患者的情况下，躯干在两个或更多个方向上摆动，因此期望识别各个方向上的平衡障碍，并且确定在识别出平衡障碍的每个方向上的配重大小和放置位置。
[0252]
图23至图27是示出根据本公开的确定配重大小和配重放置位置的平衡矫正处理的另一示例的图。
[0253]
图23是示出以0.1秒为单位测量了30秒的患者的cog值的分布的分布图。如图23所示，患者的cog值集中在+x+y平面、-x+y平面和-x-y平面上。这意味着患者的躯干在右前方向、左前方向和左后方向上摇动。
[0254]
图24是示出图23的分布图中所包括的cog值中的除了正常范围“nr”中的cog值之外的异常cog值的分布的分布图。例如，通过分析正常人的cog值的分布，可以将预定cgx范围和预定cgy范围设置为正常范围nr，并且在图24所示的示例中，将-0.15英寸至+0.15英寸的范围设置为正常cgx范围，将-0.3英寸至+0.3英寸的范围设置为正常cgy范围，并且仅示出了排除了包括在正常范围nr中的cog值之外的异常cog值。如可以在图24中看到的，当排除正常cog值时，影响患者平衡的cog值集中在+x+y平面、-x+y平面和-x-y平面上。
[0255]
图25是示出包括在图24的分布图中的异常cog值中影响患者的平衡的代表性矫正目标cog值的曲线图。矫正目标cog值可以通过以下方式获得：将cog坐标系除以30
°
以获得图6中所示的12个方向，并且提取在每个方向上具有最大矢量值(尺寸)(cgx的平方与cgy的平方之和的最大平方根值)或最大w1(wx的平方与wy的平方之和的最大平方根值)的cog值。
[0256]
这里，总共12个方向是患者的躯干摇动或患者失去平衡的方向，并且方向的数量不限于12个。方向的数量可以是8个、16个或任何其他偶数。可以通过使用公式(5)计算cog值(cgx，cgy)的角度来识别每个cog值所属的方向。
[0257]
atan2(cgx,cgy)
×
180/pi()...(5)
[0258]
患者的cog坐标系分为12个方向或12个角度范围：0至30
°
、30
°
至60
°
、60
°
至90
°
、90
°
至120
°
、120
°
至150
°
、150
°
至180
°
、-0
°
至-30
°
、-60
°
至-90
°
、-90
°
至-120
°
、-120
°
至-150
°
以及-150
°
至-180
°
。具有图26所示的点或cog值的曲线图是通过提取每个角度范围中具有最大矢量值或最大w1的cog值而获得的。本文中，0
°
至30
°
、30
°
至60
°
、60
°
至90
°
、90
°
至120
°
、120
°
至150
°
、150
°
至180
°
、-0
°
至-30
°
、-60
°
至-90
°
、-90
°
至-120
°
、-120
°
至-150
°
以及-150
°
至-180
°
对应于图6至图8中所示的区域f、区域e、区域d、区域c、区域b、区域a、区域g、区域h、区域i、区域j、区域k和区域l。可以设置不同的角度范围，例如，-15
°
至15
°
、15
°
至45
°
、45
°
至75
°
、...、165
°
至-165
°
、-15
°
至-45
°
、...以及-135
°
至-165
°
。
[0259]
图26是用于描述使用图25所示的cog值的点来确定配重大小和配重放置位置的方法的表。在图26中，x1和y1分别表示图25中所示的每个cog值的cgx和cgy，并且w_1表示与每个cog值相对应的配重。
[0260]
x2和y2表示连接原点o和cog值(x1，y1)的假想线与正常范围nr(例如，正常cgx范围和正常cgy范围)之间的交点的x坐标和y坐标，并且w_2表示对应于(x2，y2)的配重。w_com表示用于平衡矫正的配重，并且通过从w_1中减去w_2(w_1-w_2)而获得。用于每个方向上的平衡矫正的w_com可以通过从图25所示的每个cog值的w_1中减去属于正常范围(nr)的w_2来获得。
[0261]
在图26中，w_com的总配重被确定为3.115磅(lb)，但对于体重为106 lb的患者来说，这可能太重了。因此，2.8磅(lb)被确定为来自上述获得的配重大小范围(w1至w2)的配重大小。w_com％表示各个方向的w_com相对于所有方向的w_com的总和的比例。％输入是操作者能够输入值的字段，例如，当操作者输入2.5时，输入2.5％的患者体重作为输入值，输入2.8磅作为输入值。此后，将各个方向上对应于w_com％的配重确定为配重大小。可以基于图26所示的w_com来确定配重大小，但是可以通过基于(图26中以百分比(w_com％)表示的)各个方向上的比率考虑以上获得的配重大小范围(w1至w2)来确定。另外，可以基于(图26中以百分比(w_1％)表示的)各个方向上的w_1的比率考虑以上获得的配重大小范围(w1至w2)
来确定。
[0262]
此外，操作者可以确定患者的体重的3％内的总配重大小，并且基于图27所示的w_com的比率(w_com％)或w_1的比率(w_1％)来确定配重大小和配重放置位置。
[0263]
在图26中，y1/x1表示每个cog值的斜率，并且使用y2＝a/b
×
x2的函数来计算x2和y2，并且使用y1/x1来确定连接每个cog值(cgx，cgy)和原点的假想线段是与正常cgx范围相交还是与正常cgx范围相交。如果b/a(或y1/x1)的绝对值大于2，因为
±
0.15英寸和
±
0.3英寸用作正常cgx范围和正常cgy范围，则假想线段确定为与正常cgy范围相交，否则确定为与正常cgx范围相交。因此，当b/a(或yl/x1)的绝对值大于2时，根据y1的符号，使用
±
0.3作为y2；当b/a(或y1/x1)的绝对值小于2时，根据x1的符号，使用
±
0.15作为x2；当b/a(或y1/x1)的绝对值等于2时，根据x1的符号和y1的符号，使用
±
0.15和
±
0.3作为x2和y2。
[0264]
图27是示出在图7和图8所示的平衡矫正马甲中指示如上所述确定的配重大小和配重放置位置的示例的图。如图27所示，如上所述确定的配重大小和配重放置位置可以以人的躯干形状的2d或3d显示在显示屏幕上。因此，由于如图27中所示显示了所确定的配重大小和配重放置位置，操作者可以在仅观看这样的显示屏幕的同时容易地布置平衡矫正马甲，由此可以准确地校正患者的平衡障碍。
[0265]
当穿戴具有如图27所示的配重大小和配重放置位置的平衡矫正马甲的患者站在身体重心测量装置100的平台10c上时，重复图23至图26中所示的过程，并且因此，可以知晓身体重心值是否落入正常范围(nr)内，并且可以通过cogy值波动图1200和cogx值波动图1300来测量患者的震颤。
[0266]
在图27的布置中在患者中发生震颤的情况下，如果cogy值波动图1200和cogx值波动图1300中所示的异常峰值是前峰值，则0.81磅的配重和1.1磅的配重被分配到对应于胸椎的t7至t9的位置，例如，子区域j2和子区域i2或者子区域j1和子区域i1使得震颤落入正常范围内。
[0267]
此外，当患者具有旋转平衡障碍时，通过将0.81磅的配重和1.1磅的配重分配给子区域j2和子区域i2或子区域j1和子区域i1来执行精细调整。这是因为，如上所述，当将配重放置于j1和i1中时，拉动患者躯干的力比将配重放置于j3和i3中时更强。
[0268]
此外，当穿戴具有如图27所示的配重大小和配重放置位置的平衡矫正马甲的患者站在身体重心测量装置100的平台10c上时，获得与图23中所示类似的身体重心分布图，当指示身体重心的所有坐标都在正常范围nr内时，可以减小基于w_com％的如图26中所示确定的总配重大小，而当指示身体重心的所有坐标都在正常范围nr之外时，可以增大基于w_com％的如图26中所示确定的总配重大小。
[0269]
尽管参考图23至图27描述的确定配重大小和配重放置位置的平衡矫正过程已经被描述为使用身体重心测量装置100来执行，但是本公开不限于该示例。可以使用任何其他传感器装置来代替身体重心测量装置100，只要可以使用传感器装置的测量值(例如，x和y坐标值)生成类似于图23中所示的分布图，可以通过与图24和图25所示的滤波处理类似的滤波处理在预定数量的方向上提取影响患者的平衡的测量值(x和y坐标值)，并且可以获得在每个方向上的配重大小(w_com)的百分比(％)。
[0270]
例如，可以使用具有3轴加速度计功能、3轴陀螺仪功能和3轴磁力计功能的9轴传感器，其中预定滤波器(例如，卡尔曼滤波器)被应用到该9轴传感器。
[0271]
更具体地，使用9轴传感器的测量值(例如，x和y坐标值)生成与图23中所示的分布图类似的分布图，通过类似于图24和图25所示的滤波处理，在预定数量的方向上提取影响患者平衡的测量值(x和y坐标值)，获得在预定数量的方向上影响患者的平衡的每个测量值的配重大小(w_com)的百分比(％)，并且通过将患者体重的预定百分比的配重(例如，在患者的体重的3％内)施加到影响患者平衡的每个测量值的配重大小(w_com)的百分比(％)，获得每个方向上的配重大小(w_com)。
[0272]
在一些实施例中，可以省略生成与图23所示的分布类似的分布的处理，并且在9轴传感器的测量值(例如，x和y坐标值)中影响患者的平衡的测量值(x和y坐标值)可以通过类似于图24和图25所示的滤波处理在预定数量的方向上来提取，可以获得在预定数量的方向上影响患者的平衡的每个测量值的配重大小(w_com)的百分比(％)，并且可以通过将患者体重的预定百分比的配重(例如，在患者的体重的3％内)施加到影响患者平衡的每个测量值的配重大小(w_com)的百分比(％)，获得每个方向上的配重大小(w_com)。
[0273]
9轴传感器可以具有无线连接功能，例如蓝牙功能。在这种情况下，可以在患者站立或行走的同时进行测量。可以通过分析正常人的测量值(x和y坐标值)的分布来获得正常范围rm。可以通过应用使用正常范围rm的滤波处理来提取影响患者的站立/行走平衡的测量值(x和y坐标)。
[0274]
因此，由于可以使用在患者行走时获得的测量值在预定数量的方向上确定配重大小和配重放置位置，因此可以显著地改善平衡矫正性能。
[0275]
更具体地，图29是示出使用9轴传感器计算的人的偏航角、俯仰角和侧倾角的图。使用9轴传感器，可以通过在9轴传感器附接到患者的躯干的状态下获得偏航角、俯仰角和侧倾角来获得身体重心。
[0276]
在使用9轴传感器的技术中用于平衡(颤动)矫正的正常范围nr可以在正常人在9轴传感器附接到患者的躯干的状态下站立或行走达预定时间的同时通过获得正常人的偏航角、俯仰角和侧倾角来设置。9轴传感器的偏航角、俯仰角和侧倾角可以通过使用加速度计功能、陀螺仪功能和磁力计(罗盘)功能应用预定滤波器处理(例如，卡尔曼滤波器、四元数互补(q-comp)滤波器、四元数梯度下降(q-grad)滤波器等)来获得。
[0277]
为了向具有平衡障碍的患者提供平衡矫正装置，在9轴传感器附接到患者的躯干的同时，在患者站立或行走达预定时间的同时测量患者的偏转角、俯仰角和侧倾角。
[0278]
使用在预定时间内测量的患者的偏航角、俯仰角和侧倾角来生成与图23中所示类似的三维分布图。与图24类似，通过使用正常范围nr的滤波处理来提取影响患者的平衡的异常偏航角、俯仰角和侧倾角。
[0279]
如图29所示，偏航角相对于人体表示以人体的脊柱为轴的旋转角。这样，偏航角还指示平衡障碍患者的测量值，并且这样的测量值(例如，偏航角)将对应于图6中所示的12个区域中的任何一个。可替代地，可以使用公式(6)分别使用侧倾角和俯仰角作为x值和y值来获得指示图6所示的12个区域中的任何一个的角度。俯仰角表示人的躯干在前后方向上摇动的角度，侧倾角表示人的躯干在横向方向上摇动的角度。
[0280]
与图25类似，影响患者的平衡的代表性异常偏航角、俯仰角和侧倾角例如通过提取在预定数量的方向中的每个方向上具有最大矢量长度的偏航角、俯仰角和侧倾角来提取。
[0281]
使用矢量长度来获得影响患者的平衡的每个测量值(偏航角、俯仰角和侧倾角)的配重大小(w_com)的百分比(％)。
[0282]
可以通过将患者的体重的预定百分比(例如，在患者的体重的3％以内)的配重应用于影响患者的平衡的每个测量值的配重大小(w_com)的百分比(％)来获得每个方向上的配重大小(w_com)。
[0283]
此外，当在穿戴具有如图27所示的配重大小和配重放置位置的平衡矫正马甲的患者站立或行走的同时执行上述测量时，可以获得俯仰角和侧倾角，并且当指示俯仰角和侧倾角的所有坐标都在正常范围nr内时，可以减小基于w_com％的如图26所示确定的总配重大小，而当指示俯仰角和侧倾角的所有坐标都在正常范围nr之外时，可以增大基于w_com％的如图26所示确定的总配重大小。
[0284]
可以在患者站立的状态下使用加速度计功能获得x和y坐标值作为测量值，并且可以应用类似于图23至图27中所示的过程的过程。
[0285]
如上所述，用于平衡矫正的传感器装置的类型不限于本公开中描述的传感器，只要可以提取在至少一个方向上影响患者的平衡、获得在每个方向上的配重大小(w_com)的百分比(％)、并且基于每个方向上的配重大小(w_com)的百分比(％)来确定要放置的配重大小的测量值即可。例如，传感器设备可以是3d身体扫描设备。
[0286]
虽然作为示例已经描述了可使用钩环紧固件附接配重的平衡(震颤)矫正马甲作为平衡(震颤)矫正装置，但本公开不限于此。可以使用任何其他合适的材料将配重附接到患者的身体上。在具有钩环紧固件的马甲的情况下，在使用钩环紧固件作为附接/拆卸材料时可能存在许多问题和难题。例如，当患者穿戴马甲时，可能存在通风问题，紧固件可能会限制马甲的运动自由度。另外，例如，当紧固件磨损时，配重可能与马甲分离。
[0287]
图30是示出平衡(震颤)矫正装置的另一示例的图。平衡矫正装置具有如图30所示的马甲形式，但是可以具有用于支撑躯干的任何形式，并且平衡矫正装置的形式不受限制。
[0288]
平衡矫正装置500包括正面500a和背面500b。正面500a和背面500b中的每一个都包括结构800、固定到结构800的内侧的至少一个轨道700和可移动地固定到轨道700的至少一个配重600。
[0289]
结构800被穿戴在患者的躯干上并支撑患者的躯干，并且可以由如马甲中的织物制成，或者可以由如支柱或矫正器中的塑料制成。
[0290]
轨道700用于提供配重600能够沿其可滑动地移动的路径。为此，配重600包括与轨道700连接并且可滑动地移动的部分，并且配重600装配到轨道700中并且能够沿着竖直轨道700a和700c在竖直方向上移动或者沿着水平轨道700b在水平方向上移动。至少一个轨道形成为竖直轨道700a和700c，并且至少一个轨道形成为水平轨道700b。
[0291]
配重600可以具有能够将配重600固定到轨道700的固定机构，例如螺钉。配重600可以由用户利用固定机构固定到轨道700，并且在这种情况下，配重600的竖直或水平移动受到限制。
[0292]
平衡矫正装置500还可以包括控制单元900a、诸如上述9轴传感器的传感器单元900b、安装在配重600a中的致动器600a、以及存储用于实现上述信息处理装置200的功能以提供平衡矫正程序的程序的存储单元。控制单元900a通过执行程序，实现平衡障碍功能、配重大小确定功能、配重放置位置确定功能、身体重心计算功能、以及身体重心值波动计算功
能。
[0293]
安装在配重600中的致动器600a响应于以有线或无线方式从控制单元900a传输的控制信号而使配重600沿轨道700移动。可以使用例如蓝牙(注册商标)将控制信号从控制单元900a无线地发送到致动器600a。可以使用轨道700作为有线传输线将控制信号从控制单元900a发送到致动器600a。
[0294]
传感器单元900b在患者站立或行走时测量患者的测量值(例如，偏航角、俯仰角和侧倾角)，并将患者的测量值(例如，偏航角、俯仰角和侧倾角)实时发送到控制单元900a。
[0295]
控制单元900a确定患者的测量值(例如，偏航角、俯仰角和侧倾角)是否在正常范围nr内。当患者的测量值(例如，偏航角、俯仰角和侧倾角)在正常范围nr内时，控制单元900a连续地监测患者的测量值(例如，偏航角、俯仰角和侧倾角)是否在正常范围nr内。
[0296]
然而，当患者的测量值(例如，偏航角、俯仰角和侧倾角)超出正常范围nr时，控制单元900a确定与患者的测量值(例如，偏航角、俯仰角和侧倾角)相对应的方向(或角度范围)和配重大小，并且控制致动器600a，使得与所确定的配重大小相对应的配重600移动到与所确定的方向(或所确定的角度范围)相对应的位置，从而改善患者的平衡障碍。当患者站立或移动时，可以连续地执行平衡矫正操作，因此，可以动态地矫正患者的平衡障碍。
[0297]
此外，控制单元900a可在患者站立或行走时测量患者的震颤(cog值波动或偏航角、俯仰角和侧倾角的波动)，并控制致动器600a使得当患者的震颤(cog值波动或偏航角、俯仰角和侧倾角的波动)超出正常范围nr时，患者的震颤减少。
[0298]
在配重600通过致动器600a移动的配置中，优选地，安装一对轨道700，使得配重600能够双向移动。
[0299]
另外，圆柱形或矩形隧道形的轨道壳体可以被安装成覆盖轨道700，使得配重600的运动不受干扰。
[0300]
在响应于来自控制单元900a的控制信号通过致动器600a移动配重600的配置中，当患者第一次穿戴平衡矫正装置500时，控制单元900a使用上述方法自动地确定每个方向上的配重大小的百分比和配重放置位置，并且根据所确定的每个方向上的配重大小的百分比和配重放置位置使配重600通过致动器600a移动。因此，由于患者的健康状态可能每天改变，因此可以根据患者的日常健康状态或生物节律来确定不同的配重大小和不同的配重放置位置。
[0301]
此后，控制单元900a连续地监测患者的测量值(例如，偏航角、俯仰角和侧倾角)是否在正常范围nr内，并执行如上所述的平衡矫正过程。
[0302]
最初包括在平衡矫正装置500中的总配重大小优选为患者体重的3％或更小。
[0303]
作为另一示例，液体可以用作配重600。图31是示出根据本公开的平衡矫正装置的另一示例的图。
[0304]
平衡矫正装置1000包括正面1000a和背面1000b。正面500a和背面500b中的每一个包括结构800、固定到结构800的内部的至少一个液体通道2100、与液体通道2100连接的至少一个液体袋2200、至少一个泵2300和液体2400。
[0305]
结构800被穿戴在患者的躯干上并支撑患者的躯干，并且可以由如马甲中的织物制成，或者可以由如支柱或矫正器中的塑料制成。
[0306]
液体通道2100用于提供液体2400能够沿着其移动的通道。液体通道2100包括至少
一个竖直通道2100a和至少一个水平通道2100b。优选地，安装一对通道，使得液体2400能够如竖直通道2100a和水平通道2100b中的每一个双向地移动。正面的水平通道2100b可以与背面的水平通道2100b连接。
[0307]
泵2300用于响应于来自控制单元900a的控制信号使液体2400在液体袋2400之间移动。
[0308]
液体袋2200储存液体2400，并且优选地形成在数量上对应于图6所示的区域或子区域的液体袋2400。液体袋2400的位置优选地对应于图6中示出的区域或子区域。
[0309]
平衡矫正装置1000包括控制单元2000a、诸如上述9轴传感器的传感器单元2000b、以及存储用于实现上述信息处理装置200的功能以提供平衡矫正程序的程序的存储单元。控制单元2000a通过执行程序，实现平衡障碍功能、配重大小确定功能、配重放置位置确定功能、身体重心计算功能、以及身体重心值波动计算功能。
[0310]
泵2300优选地与每个储液袋2200相对应地安装，并且响应于从控制单元2000a以有线或无线的方式传送的控制信号，将作为配重的液体2400注入到液体袋2200中或从液体袋2200喷射出。
[0311]
可以使用例如蓝牙将控制信号从控制单元2000a无线地发送到泵2300。可以使用液体通道2100作为有线传输线将控制信号从控制单元2000a传输到泵2300。
[0312]
传感器单元2000b在患者站立或行走时测量患者的测量值(例如，偏航角、俯仰角和侧倾角)，并将患者的测量值(例如，偏航角、俯仰角和侧倾角)实时发送到控制单元2000a。
[0313]
控制单元2000a确定患者的测量值(例如，偏航角、俯仰角和侧倾角)是否在正常范围nr内。当患者的测量值(例如，偏航角、俯仰角和侧倾角)在正常范围nr内时，控制单元2000a连续地监测患者的测量值(例如，偏航角、俯仰角和侧倾角)是否在正常范围nr内。
[0314]
当患者的测量值(例如，偏航角、俯仰角和侧倾角)超出正常范围nr时，控制单元2000a确定与患者的测量值(例如，偏航角、俯仰角和侧倾角)相对应的方向(或角度范围)和配重大小，并且控制泵2300，使得与所确定的配重大小相对应的液体2400移动到与所确定的方向(或所确定的角度范围)相对应的位置，从而改善患者的平衡障碍。当患者站立或移动时，可以连续地执行平衡矫正操作，因此，可以动态地矫正患者的平衡障碍。
[0315]
此外，控制单元2000a可在患者站立或行走时测量患者的震颤(cog值波动或偏航角、俯仰角和侧倾角的波动)，并控制泵2300使得当患者的震颤(cog值波动或偏航角、俯仰角和侧倾角的波动)超出正常范围nr时，患者的震颤减少。
[0316]
在液体2400注入液体袋2200或从液体袋2200喷射出并通过泵2300响应于来自控制单元2000a的控制信号而移动的配置中，当患者穿戴平衡矫正装置1000时，控制单元2000a使用上述方法自动地确定各个方向上的配重大小的百分比和配重放置位置，并且根据所确定的各个方向上的配重大小的百分比和配重放置位置使液体2400通过泵2300在液体袋220之间移动。因此，由于患者的健康状态可能每天改变，因此可以根据患者的日常健康状态或生物节律来确定不同的配重大小和不同的配重放置位置。
[0317]
此后，控制单元2000a连续地监测患者的测量值(例如，偏航角、俯仰角和侧倾角)是否在正常范围nr内，并执行如上所述的平衡矫正过程。
[0318]
最初包括在平衡矫正装置500中的总配重大小优选为患者体重的3％或更小。
[0319]
根据具有上述配置的平衡/震颤矫正装置，配重大小和配重放置位置不固定，并且基于影响患者的平衡/震颤的所有测量值来实时确定配重大小和配重放置位置。因此，患者的平衡障碍/震颤被动态地校正。
[0320]
平衡/震颤矫正装置的上述配置对于为平衡障碍患者提供平衡矫正和/或震颤减少特别有用，所述平衡障碍患者的平衡障碍由其cog在两个或更多个方向上的变化标志，而没有一致的模式。
[0321]
平衡/震颤矫正装置的上述配置是如何实时动态地发生配重放置的示例。在本公开的另一实施例中，可以提供一种平衡/震颤矫正装置，该平衡/震颤矫正装置能够通过使特定配重的液体通过管移动到平衡/震颤矫正装置的特定位置来动态地调整配重大小和配重放置位置。
[0322]
图28是示出通过图23至图27所示的处理来确定配重大小和配重放置位置并制作平衡矫正马甲的处理的流程图。
[0323]
在步骤410中，例如，当患者站在身体重心测量装置100的平台10c上时，或者当9轴传感器附接到躯干的患者站立或行走时，以一定周期的间隔获得身体重心值(例如，cog值(cgx，cgy))，并且例如，生成身体重心值的分布图。
[0324]
在步骤420中，生成除了身体重心值的分布图中的正常范围nr中包含的cog值以外的异常cog值的分布。
[0325]
可以省略步骤410和420中的生成分布图的处理。
[0326]
在步骤430中，提取多个方向上的异常cog值中影响患者的平衡的代表性矫正目标cog值。
[0327]
在步骤440中，通过从每个代表性矫正目标cog值的配重值中减去属于正常范围nr的配重值，获得用于每个方向上的平衡矫正的配重(w_com)。
[0328]
在步骤450中，考虑第一配重大小w1和第二配重大小w2的范围来确定用于每个方向上的平衡矫正的配重大小。当在步骤440中确定的用于平衡矫正的总配重w_com在第一配重大小w1和第二配重大小w2的范围内时，可以省略步骤450。
[0329]
在步骤460中，测量患者的震颤，并且通过考虑患者的cog值波动来调整每个区域内的配重大小的分布而不改变基本配重放置位置，例如通过在确定的区域内上下移动配重的位置，来减少患者的震颤。
[0330]
如上所述，根据本公开，可以识别患者的平衡障碍并确定能够矫正平衡障碍的配重大小和配重放置位置，因此，不具有物理治疗或医学训练知识的人可以使定制的平衡矫正马甲能够矫正患者的平衡障碍。此外，与物理治疗师或医疗专业人员目前使用的方法相比，测试和制作平衡矫正马甲所需的时间缩短。
[0331]
另外，本公开允许操作者和患者在患者穿戴平衡马甲时确认平衡障碍和震颤的校正和减少，因此，本公开还允许患者和操作者在没有许多试验的情况下对配重放置和配重大小选择进行调整。
[0332]
上面已经使用平衡矫正马甲作为平衡矫正装置的示例描述了本公开，但是其仅仅是示例，并且本公开可以应用于可以附接到患者身体或者由患者穿戴的任何装置，并且这样的装置可以是服装、矫正器或矫形器，只要可以根据由本公开中公开的技术确定的配重大小和配重放置位置来矫正患者的平衡障碍即可。
[0333]
虽然本公开中的描述集中在平衡矫正上，但是基于本公开，可以实现单独和独立的设备或系统来测量和改善震颤。
[0334]
虽然上面已经描述了根据所公开的原理的各种实施例，但是应当理解，这些实施例仅通过示例的方式呈现，并且不是限制性的。
[0335]
此外，在所描述的实施例中提供了上述优点和特征，但不应将所提出的权利要求的应用限制于实现任何或所有上述优点的过程和结构。
[0336]
虽然在此参考特定实施例描述了本发明，但是在不脱离本公开的范围的情况下，可以进行各种修改和改变。因此，说明书和附图被认为是说明性的而非限制性的，并且所有这样的修改都旨在包括在本公开的范围内。本文中关于特定实施例描述的任何益处、优点或对问题的解决方案并非意图解释为任何或所有权利要求的关键、所需或必要特征或元件。
[0337]
除非另有说明，诸如“第一”和“第二”之类的术语用于任意区分这些术语所描述的元件。因此，这些术语不一定旨在指示这些元件的时间或其他优先级。术语“联接”或“可操作地联接”被定义为连接，但是不一定是直接的，也不一定是机械的。除非另有说明，否则术语“一”和“一个”被定义为一个或更多个。术语“包括(comprise)”(以及任何形式的包括，如“包括(comprises)”和“包括(comprising)”)、“具有(have)”(以及任何形式的具有，如“具有(has)”和“具有(having)”)、“包括(include)”(以及任何形式的包括，如“包括(includes)”和“包括(including)”以及“包含(contain)”(以及任何形式的包含，如“包含(contains)”和“包含(containing)”)是开放式连接动词。结果，“包括”、“具有”、“包括”或“包含”一个或更多个元件的系统、设备或装置具有这一个或更多个元件，但不限于仅具有这一个或更多个元件。类似地，“包括”、“具有”、“包括”或“包含”一个或更多个操作的方法或过程具有这一个或更多个操作，但不限于仅具有这一个或更多个操作。