动态平衡功能综合测试系统

1.本发明涉及医疗康复设备技术领域，尤其涉及动态平衡功能综合测试系统。

背景技术：

2.平衡是指身体所处的一种姿态以及在运动或受到外力作用时能自动调整并维持姿势的一种能力。平衡的保持是本体觉、视觉和前庭觉三大感觉综合大脑反射调节以及肢体脊肉运动控制的过程。本体觉传递肌肉、关节等感官信息，视觉提供周围环境、身体运动和方向信息，前庭觉是维持平衡的主要器官，包括三个半规管感知人体角加速度和耳石器感知线加速度。
3.在患者平衡能力测试中，为了对这三大感觉进行量化分析，临床常用静态平衡板，通过不同条件下患者保持身体平衡时双脚压力中心的变化进行姿态描记，间接推断患者身体晃动幅度，从而评估本体觉、视觉和前庭觉在维持平衡中所占的权重情况，以及患者在保持身体平衡过程中是否采取正确的关节调整策略(髋关节、膝关节以及踝关节)。例如在中国专利文献cn110170153a公开的一种平衡能力测试系统的方案中，提供了在本体分别进行平动、转动测试时的测试方法和数据处理方法，但是该测试只是对本体觉的单独测试，对于前庭觉无法做到有效的刺激，更没有考虑视觉对平衡能力的影响，并且只是进行单一测试无法在测试本体觉或前庭觉时施加干扰因素，无法对平衡觉的三大成分进行综合分析，难以满足平衡功能综合测试的临床检测需求。

技术实现要素：

4.因此，本发明的目的在于提供一种动态平衡功能综合测试系统，对人体的本体感觉和视觉实施干扰/屏蔽，对本体觉、视觉和前庭觉三大感觉通路功能进行独立测试评估，准确、定量的评定人体动态平衡功能。
5.为了实现上述目的，本发明的一种动态平衡功能综合测试系统，包括本体觉干扰平台、视觉干扰模块和静态平衡板；
6.所述本体觉干扰平台包括底座、平动组件和摆动组件；所述平动组件设置在底座内，用于产生前后方向的位移，所述摆动组件设置在平动组件内，使用户产生绕踝关节的上下摆动位移；所述静态平衡板安装在摆动组件上，用于测量用户的重心位置；
7.所述视觉干扰模块用于显示变化的场景，为用户提供视觉干扰。
8.进一步优选的，所述平动组件包括平动支架、滑动组件、第一电机、第一滚珠丝杠副和第一传动模块；平动支架通过滑动组件安装在底座上，其中滑动组件为多组滑块导轨，每组滑块导轨中的滑块与平动支架连接，导轨与底座连接，所述滑块与导轨之间滑动连接；所述第一电机安装在底座上，所述第一滚珠丝杠副的丝杆与第一电机通过第一传动模块连接，所述第一滚珠丝杠副的螺母与平动支架连接；第一电机驱动第一滚珠丝杠副正反向旋转，推动平动支架往复移动。
9.进一步优选的，所述摆动组件包括摆动踏板、滚轮、支承座、第二电机和第二滚珠
丝杠副；所述支承座安装在平动支架上，所述滚轮设置在支承座上，所述摆动踏板的底部弧线与滚轮接触，滚轮沿摆动踏板底部弧线滚动时，摆动踏板前后摆动，所述第二电机铰接安装于平动支架上，所述第二滚珠丝杠副的丝杆与第二电机通过第二传动模块连接，所述第二滚珠丝杠副的螺母与摆动踏板铰接；第二电机驱动第二滚珠丝杠副正反向旋转时，推动摆动踏板相对于平动支架前后摆动。
10.进一步优选的，所述第一传动模块和第二传动模块均包括第一传动轮和第二传动轮；所述第一传动轮与第一电机或第二电机固定连接，所述第一传动轮和第二传动轮通过皮带或齿轮啮合传动连接，所述第二传动轮设置在第一滚珠丝杠副或第二滚珠丝杠副的丝杆上。
11.进一步优选的，所述摆动踏板底部设置为外圆弧面，所述外圆弧面的轴线为患者站立的双脚踝位置，摆动踏板前后摆动时，使患者绕踝关节前后摆动。
12.进一步优选的，所述静态平衡板包括多个压力传感器、信号调理电路和板体；所述压力传感器均匀分布固定在摆动组件上，所述压力传感器连接信号调理电路，所述板体设置在压力传感器上，用于患者站立时，感知患者的重心变化。
13.进一步优选的，所述底座的一侧和平动支架的一侧分别设置有多个位置传感器和感应结构，所述位置传感器包括零点位置传感器、向前极限位置传感器，向后极限位置传感器；所述平动支架或摆动踏板的感应结构靠近零点位置传感器时，可初始化平动支架或摆动踏板位置；所述平动支架或摆动踏板的感应结构靠近向前/向后极限位置传感器时，所述第一电机或第二电机停止运行。
14.进一步优选的，所述视觉干扰模块，包括：显示设备或激光投影或vr设备或摆动地实景幕布。
15.进一步优选的，还包括立架，所述立架设置在底座上，用于安装视觉干扰模块。
16.进一步优选的，还包括安全带，所述安全带安装在立架上，用于在患者失去平衡时提供必要的防护，防止摔倒。
17.本技术公开的动态平衡功能综合测试系统，相比于现有技术至少具有以下优点：
18.1、本技术提供的动态平衡功能综合测试系统，利用本体觉干扰平台和视觉干扰模块，通过特定方向的主动或被动运动来改变受试者本体觉，利用视觉干扰模块通过改变受试者视野的位置和角度使其产生自己身体移动的错觉进而达到干扰受试者视觉的目的。
19.2、在进行本体觉和视觉干扰的过程中，利用静态平衡板获取本体觉干扰和/或视觉干扰测试中的患者的重心，根据本体觉干扰平台运动参数和视觉干扰模块数据，对受试者的本体觉、视觉、前庭觉进行独立的功能评估。
附图说明
20.图1为本技术中动态平衡功能测试系统的立体视图；
21.图2为本技术本体觉干扰平台的爆炸视图；
22.图3为本技术中本体觉干扰平台仰视图；
23.图4为本体觉干扰平台的中线剖视图。
24.图中：1-本体觉干扰平台，2-静态平衡板，3-视觉干扰模块，4-立架，5-安全带，101-底座，102-平动支架，103-滑块导轨，104-第一电机，105-第一滚珠丝杠副，106-第一传
动轮，107-第二传动轮，108-摆动踏板，109-滚轮，110-支承座，111-第二电机，112-第二滚珠丝杠副，201-压力传感器。
具体实施方式
25.以下通过附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
26.如图1所示，本发明一方面实施例提供的一种动态平衡功能综合测试系统，包括本体觉干扰平台1、视觉干扰模块3、静态平衡板2、其中：
27.所述的本体觉干扰平台包括：底座、平动组件、摆动组件；所述的平动组件设置于底座内，所述的底座为平动组件提供滑动支撑；所述的摆动组件设置于平动组件内，所述的平动组件为摆动组件提供滚动支撑；用于给患者提供前后移动和绕踝关节前后摆动的本体觉干扰；
28.所述的静态平衡板包括：至少4个压力传感器、信号调理电路和板体；所述的静态平衡板安装于摆动组件上，跟随摆动组件和平动组件运动；用于患者重心位置的测量；
29.所述的视觉干扰平台包括：显示设备或激光投影或vr设备或摆动地实景幕布；用于提供变化场景，干扰患者视觉。
30.本技术还设置立架4，其中立架4设置于本体觉干扰平台或其周边，用于安装视觉干扰平台和安全带；安全带安装于立架，所述的安全带用于在患者失去平衡时提供必要的防护，防止摔倒。
31.如图2所示，平动组件设置于底座101内，所述的平动组件包括：平动支架102、滑块导轨103、第一电机104、第一滚珠丝杠副105、第一传动轮106、第二传动轮107；所述的平动支架102左右两侧安装至少2组滑块导轨103，其中滑块与平动支架连接，导轨与底座连接，通过滑块与导轨之间的滑动连接，平动支架102可相对于底座101沿着导轨的方向移动，即平动支架102前后移动；所述的第一电机104安装于底座101，所述的第一滚珠丝杠副105的丝杆与第一电机104通过第一传动轮106和第二传动轮107传动连接，第一传动轮106与第一电机104固定连接，所述第一传动轮106和第二传动轮107通过皮带传动或齿轮啮合传动连接，所述第二传动轮107设置在第一滚珠丝杠副105的丝杆上；第一滚珠丝杠副105的螺母与平动支架连接；第一电机104驱动第一滚珠丝杠副105正反向旋转，进而推动平动支架102往复移动；给患者施加前后方向不同范围和速度的移动干扰。
32.如图3-4所示摆动组件包括：摆动踏板108、滚轮109、支承座110、第二电机111、第二滚珠丝杠副112；平动支架102内部前后两侧安装至少2组支承座110和滚轮109，为摆动踏板108提供滚动支撑，摆动踏板108的底部设置为外周圆弧面与滚轮109接触，摆动踏板108底部外周圆弧面的轴线约为患者站立的双脚踝位置，摆动踏板108可绕患者脚踝前后摆动，第二电机111铰接安装于平动支架102，第二电机111与平动支架102之间可相对转动，第二滚珠丝杠副112的丝杆与第二电机111通过第二传动模块传动连接，第二滚珠丝杠副112的螺母与摆动踏板108铰链连接，第二滚珠丝杠副112的螺母与摆动踏板108之间可相对转动；第二电机111驱动第二滚珠丝杠副112正反向旋转，进而推动摆动踏板108相对于平动支架102绕设置的轴线前后转动；给患者施加绕踝关节向前、向后的摆动。
33.所述的平动支架102的往复移动与摆动踏板108的前后摆动相互独立，可形成组合运动。
34.所述的静态平衡板2包含至少4个压力传感器201、信号调理电路和板体，所述的静态平衡板2安装于摆动组件上，跟随摆动组件和平动组件运动；所述的压力传感器201与摆动踏板108连接，患者站立于所述的板体表面，所述的信号调理电路分别与压力传感器和系统软件连接，将压电信号放大、系统软件计算患者重心位置及其变化。
35.进一步，为了保证平动组件能够稳定运行，在底座的一侧设置有3个传感器，包括零点位置传感器、向前极限位置传感器，向后极限位置传感器，在平动支架的对应设置有感应结构；平动支架的感应结构靠近零点位置传感器时，可初始化平动支架位置；平动支架的感应结构靠近向前/向后极限位置传感器时，所述的第一电机停止运行。
36.进一步，为了保证摆动组件能够稳定运行，在平动支架的一侧设置有3个传感器，包括零点位置传感器、向前极限位置传感器，向后极限位置传感器，在摆动踏板的对应设置有感应结构；摆动踏板的感应结构靠近零点位置传感器时，可初始化摆动踏板位置；摆动踏板的感应结构靠近向前/向后极限位置传感器时，所述的第二电机停止运行。
37.第一滚珠丝杠副105通过配对的角接触轴承安装于底座101，为第一滚珠丝杠副105中丝杠提供旋转支承，及平衡推动平动支架102时丝杠的轴向力。
38.第二滚珠丝杠副112通过配对的角接触轴承安装于平动支架102，为第二滚珠丝杠副112中丝杠提供旋转支承，及平衡推动摆动踏板108时丝杠的轴向力。
39.为了减少零部件之间的磨损，本体觉干扰平台包括蒙皮，所述的平动支架表面设置有润滑部件，减少平动支架与蒙皮之间的滑动摩擦。
40.显然，上述实施例仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

技术特征：

1.一种动态平衡功能综合测试系统，其特征在于，包括本体觉干扰平台、视觉干扰模块和静态平衡板；所述本体觉干扰平台包括底座、平动组件和摆动组件；所述平动组件设置在底座内，用于产生前后方向的位移，所述摆动组件设置在平动组件内，使用户产生绕踝关节的上下摆动位移；所述静态平衡板安装在摆动组件上，用于测量用户的重心位置；所述视觉干扰模块用于显示变化的场景，为用户提供视觉干扰。2.根据权利要求1所述的动态平衡功能综合测试系统，其特征在于，所述平动组件包括平动支架、第一电机、第一滚珠丝杠副和第一传动模块；所述平动支架通过滑动组件与底座连接；所述第一电机安装在底座上，所述第一滚珠丝杠副的丝杆与第一电机通过第一传动模块连接，所述第一滚珠丝杠副的螺母与平动支架连接；第一电机驱动第一滚珠丝杠副正反向旋转，推动平动支架往复移动。3.根据权利要求2所述的动态平衡功能综合测试系统，其特征在于，所述摆动组件包括摆动踏板、滚轮、支承座、第二电机和第二滚珠丝杠副；所述支承座安装在平动支架上，所述滚轮设置在支承座上，所述摆动踏板的底部弧线与滚轮接触，滚轮沿摆动踏板底部弧线滚动时，摆动踏板前后摆动，所述第二电机铰接安装于平动支架上，所述第二滚珠丝杠副的丝杆与第二电机通过第二传动模块连接，所述第二滚珠丝杠副的螺母与摆动踏板铰接；第二电机驱动第二滚珠丝杠副正反向旋转时，推动摆动踏板相对于平动支架前后摆动。4.根据权利要求3所述的动态平衡功能综合测试系统，其特征在于，所述第一传动模块和第二传动模块均包括第一传动轮和第二传动轮；所述第一传动轮与第一电机或第二电机固定连接，所述第一传动轮和第二传动轮传动连接，所述第二传动轮设置在第一滚珠丝杠副或第二滚珠丝杠副的丝杆上。5.根据权利要求3所述的动态平衡功能综合测试系统，其特征在于，所述摆动踏板底部设置为外圆弧面，所述外圆弧面的轴线为患者站立的双脚踝位置，摆动踏板前后摆动时，使患者绕踝关节前后摆动。6.根据权利要求1所述的动态平衡功能综合测试系统，其特征在于，所述静态平衡板包括多个压力传感器、信号调理电路和板体；所述压力传感器均匀分布固定在摆动组件上，所述压力传感器连接信号调理电路，所述板体设置在压力传感器上，用于患者站立时，感知患者的重心变化。7.根据权利要求2所述的动态平衡功能综合测试系统，其特征在于，所述底座的一侧和平动支架的一侧分别设置有多个位置传感器和感应结构，所述位置传感器包括零点位置传感器、向前极限位置传感器，向后极限位置传感器；所述平动支架或摆动踏板的感应结构靠近零点位置传感器时，可初始化平动支架或摆动踏板位置；所述平动支架或摆动踏板的感应结构靠近向前/向后极限位置传感器时，所述第一电机或第二电机停止运行。8.根据权利要求1所述的动态平衡功能综合测试系统，其特征在于，所述视觉干扰模块，包括：显示设备或激光投影或vr设备或摆动地实景幕布。9.根据权利要求1-8中任意一项所述的动态平衡功能综合测试系统，其特征在于，还包括立架，所述立架设置在底座上，用于安装视觉干扰模块。10.根据权利要求9所述的动态平衡功能综合测试系统，其特征在于，还包括安全带，所述安全带安装在立架上，用于在患者失去平衡时提供必要的防护，防止摔倒。

技术总结

本发明公开了一种动态平衡功能综合测试系统，包括本体觉干扰平台、视觉干扰模块和静态平衡板；所述本体觉干扰平台包括底座、平动组件和摆动组件；所述平动组件设置在底座内，用于产生前后方向的位移，所述摆动组件设置在平动组件内，使用户产生绕踝关节的上下摆动位移；所述静态平衡板安装在摆动组件上，用于测量用户的重心位置；所述视觉干扰模块用于显示变化的场景，为用户提供视觉干扰。利用本体觉干扰平台和视觉干扰模块，通过特定方向的运动来改变受试者本体觉，利用视觉干扰模块通过改变受试者视野的位置和角度使其产生自己身体移动的错觉进而达到干扰受试者视觉的目的。移动的错觉进而达到干扰受试者视觉的目的。移动的错觉进而达到干扰受试者视觉的目的。