本發(fā)明屬于醫(yī)療康復設備領(lǐng)域，涉及鏡像治療技術(shù)，具體涉及數(shù)字化仿真鏡像訓練系統(tǒng)，本發(fā)明訓練系統(tǒng)適用于腦卒中后手功能障礙康復訓練，同時也適用于截指、截肢及手部手術(shù)后患肢疼痛人群。

背景技術(shù)：

流行病學研究顯示中國每年新發(fā)腦卒中患者約200萬人，70～80％的腦卒中患者肢體功能障礙，80％腦卒中患者伴有上肢功能障礙，其中手功能障礙是導致腦卒中患者運動功能不足，生活質(zhì)量下降的最主要原因。

鏡像治療是基于視錯覺和視覺想象進行的康復治療技術(shù)。鏡像治療通過對大腦運動皮層區(qū)激活，可以促進損傷側(cè)腦神經(jīng)元連結(jié)重塑，從而促進癱瘓肢體運動功能恢復，并且鏡像治療通過視錯覺干擾感覺、運動反饋，也可以用于肢體疼痛的抑制治療。手功能障礙或感知覺障礙的鏡像治療可以促進手運動功能恢復，改善患肢疼痛，達到手功能康復的目的。傳統(tǒng)的鏡像治療因為光學成像存在角度差異，外界物品較易干擾成像，并且缺乏規(guī)范的操作程序難以達到好的治療效果。

本發(fā)明基于數(shù)字化攝影和影像處理技術(shù)，提供規(guī)范程序性數(shù)字化仿真鏡像治療訓練系統(tǒng)，以促進手運動、感覺功能障礙患者恢復，進一步提高手功能障礙康復治療效果。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供數(shù)字化仿真鏡像治療訓練系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)規(guī)范化鏡像治療訓練，改善治療效果。

本發(fā)明基于數(shù)字攝影和影像處理技術(shù)，針對手部產(chǎn)生數(shù)字化鏡像畫面實現(xiàn)鏡像治療，并根據(jù)患者手功能障礙分級設計手部運動訓練任務，提高鏡像治療有效性及依從性，進一步規(guī)范鏡像治療訓練流程。

具體而言，本發(fā)明提供了一種數(shù)字化仿真鏡像治療訓練系統(tǒng)，其特征在于該儀器包括，受訓者交互顯示器（1）、訓練者操控平臺（2）、主機（3）、攝像頭（4）、音響（5）、數(shù)字鏡像訓練盒（6），其中，訓練者操控平臺由顯示器、鍵盤、鼠標組成，受訓者交互顯示器（1）、訓練者操控平臺（2）與主機（3）連接，訓練者通過訓練者操控平臺（2）將訓練指令輸入主機（3），受訓者通過受訓者交互顯示器（1）接受訓練刺激；攝像頭（4）與主機（3）連接，傳輸影像信息；影像畫面再傳輸?shù)接柧氄卟倏仄脚_（2）顯示器，經(jīng)鏡像處理后傳輸?shù)绞苡栒呓换ワ@示器（1）；音響（5）與主機（3）相連接傳遞指令信息。

優(yōu)選在本發(fā)明的數(shù)字化仿真鏡像治療訓練系統(tǒng)中，兩個攝像頭（4）分別拍攝左右手影像；和/或，訓者交互顯示器（1）、訓練者操控平臺（2）、主機（3）、攝像頭（4）、音響（5）都安裝固定于數(shù)字鏡像訓練盒（6），其他訓練工具也將放在數(shù)字鏡像訓練盒（6）相應的置物盒里。 優(yōu)選在本發(fā)明的數(shù)字化仿真鏡像訓練設備中，受訓者交互顯示器（1）是分辨率為1360*768的觸屏液晶顯示器，用于反饋鏡像影像畫面和受訓者輸入訓練判斷結(jié)果。

優(yōu)選在本發(fā)明的數(shù)字化仿真鏡像治療訓練系統(tǒng)中，訓練者操控平臺（2）的顯示器為分辨率1440*900的非觸屏液晶顯示器，包括鼠標與鍵盤用于訓練者控制設備及輸入訓練指令。

優(yōu)選本發(fā)明的數(shù)字化仿真鏡像治療訓練系統(tǒng)中，攝像頭（4）像素800萬，廣角70度鏡頭，用于拍攝左右手運動影像畫面。

另外本發(fā)明的數(shù)字化仿真鏡像治療訓練系統(tǒng)中通過軟件編制訓練系統(tǒng)控制，包括空間想象訓練模塊、基本動作訓練模塊、功能動作訓練模塊。

該空間想象訓練模塊，以高強度、大劑量判斷式訓練作為訓練手段，為受訓者提供空間想象和視覺想象能力訓練，訓練內(nèi)容主要為判斷所示圖片為左手或右手。

該基本動作訓練模塊，為受訓者提供手部基本動作訓練，基本動作訓練內(nèi)容包括比OK、比數(shù)字、側(cè)捏、尺偏、鉤狀抓握、拇指對食指、拇指對四指、拇指對小指指根、拇指環(huán)轉(zhuǎn)、拇指屈伸、拇指外展、前臂旋后、前臂旋前、前臂旋前旋后、球狀抓握、手指內(nèi)收外展、四指單獨屈伸、四指屈曲、四指伸展、腕背伸、腕掌屈、握拳、掌指關(guān)節(jié)屈曲指間關(guān)節(jié)伸展、直拳、柱狀抓握。

該功能動作訓練模塊，為受訓者提供手部功能性動作訓練，功能動作訓練內(nèi)容包括疊毛巾、堆棋子、翻卡片、翻木板、木棒抓握、木塊抓握、拿玻璃杯、拿回形針、拿礦泉水瓶、拿鉛筆、拿勺子、拿鑰匙、拿易拉罐、捏夾子、握彈力球、握網(wǎng)球。

本發(fā)明所提供的鏡像訓練和鏡像治療訓練系統(tǒng)，旨在通過攝像頭采集受訓者健側(cè)手部運動影像，通過數(shù)字化攝影和影像處理技術(shù)，以數(shù)字化鏡像影像反饋給受訓者，從而進行手部鏡像治療訓練。該數(shù)字化仿真鏡像治療訓練系統(tǒng)，通過受訓者完成手部動作訓練任務實現(xiàn)訓練目的。在受訓者接受訓練任務前，接受空間想象能力訓練，而后依據(jù)手功能評估結(jié)果接受基本動作訓練及功能動作訓練。在受訓者完成訓練任務的過程中，持續(xù)給予聲音指令，并適當給予影像提示，以形成完整、規(guī)范的任務內(nèi)容和訓練程序。

本發(fā)明采用上述技術(shù)方案：通過基于數(shù)字攝影和影像處理技術(shù)，針對手部產(chǎn)生數(shù)字化鏡像畫面，以空間想象能力訓練、基本動作訓練、功能動作訓練為訓練主要模塊實現(xiàn)鏡像治療訓練，并根據(jù)患者手功能障礙分級設計手部運動訓練任務，提高鏡像治療有效性及依從性。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

1、以數(shù)字化鏡像影像代替光學鏡像影像，更易產(chǎn)生視錯覺與視覺想象，可控性及操作性強于后者，能提高受訓練者的依從性，對鏡像治療訓練效果有改善；

2、根據(jù)受訓者手功能障礙程度設計科學合理的鏡像治療訓練內(nèi)容和方案，通過訓練獲得最大收益的手功能治療效果；

3、在鏡像治療前整合空間想象訓練，提高受訓者視覺想象、注意力及空間分辨能力，促使受訓者產(chǎn)生視錯覺，提高治療效果；

4、通過數(shù)字化影像處理技術(shù)人為控制、修改鏡像影像和視覺反饋信息，使受訓者充分適應并接受鏡像治療，能夠高效的獲得最佳的訓練效果；

為了便于理解，以下通過具體的附圖和實施例對本發(fā)明的數(shù)字化仿真鏡像治療訓練系統(tǒng)進行詳細的描述。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的數(shù)字化仿真鏡像治療訓練系統(tǒng)的一個具體實施方案示意圖，

其中，1為受訓者交互顯示器，2為訓練者操控平臺，3為主機，4為攝像頭，5為音響，6為數(shù)字鏡像訓練盒，7為空間想象訓練模塊，8為基本動作訓練模塊，9為功能動作訓練模塊。

圖2是空間想象能力訓練中判斷左右手的訓練實施示意圖。

圖3是本發(fā)明涉及的部分手部基本動作訓練提示圖片示意圖。

圖4是本發(fā)明涉及的部分手部功能動作訓練提示圖片示意圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優(yōu)選實施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

本發(fā)明所提供的鏡像治療方法和鏡像治療訓練系統(tǒng)，旨在采集受訓者健側(cè)手部運動影像，通過數(shù)字化攝影和影像處理技術(shù)，以數(shù)字化鏡像影像反饋給受訓者，從而進行手部鏡像治療訓練。該數(shù)字化仿真鏡像治療訓練系統(tǒng)，通過受訓者接受視覺反饋、感覺反饋信息達到激活腦區(qū)、促進康復目的。在受訓者接受訓練任務前，接受空間想象能力訓練，而后依據(jù)手功能評估結(jié)果接受基本動作訓練及功能動作訓練。在受訓者完成訓練任務的過程中，持續(xù)給予聲音指令，并適當給予影像提示，以形成完整、規(guī)范的任務內(nèi)容和訓練程序。

實施例1

如圖1所示，為本發(fā)明的數(shù)字化仿真鏡像治療訓練系統(tǒng)實例，其中：

受訓者交互顯示器1作為受訓者接受訓練刺激、指令并進行人機互動的輸入界面，由分辨率為1360*768的觸屏液晶顯示器組成。

訓練者操控平臺2包括分辨率為1440*900的非觸屏液晶顯示器、鼠標、鍵盤，提供訓練者輸入訓練方案，包括：開機、關(guān)機、病人信息輸入、空間想象訓練參數(shù)設定、基本動作訓練參數(shù)設定、功能動作訓練參數(shù)設定。

主機3采用普通臺式電腦主機配置，包括硬盤、內(nèi)存、中央處理器、顯卡、主板，用于處理、儲存手部運動影像。

攝像頭4為像素800萬，廣角70度鏡頭，用于拍攝左右手運動影像畫面，并將影像信息傳送到主機3，由主機處理為鏡像視頻反饋到受訓者交互顯示器1。

音響5用于播放訓練提示音、指令、放松音樂。

數(shù)字鏡像訓練盒6作為受訓者交互顯示器1，訓練者操控平臺2，主機3，攝像頭4，音響5結(jié)構(gòu)的安置、固定裝置。

空間想象訓練模塊7，以高強度、大劑量判斷式訓練作為訓練手段，為受訓者提供空間想象和視覺想象能力訓練，訓練內(nèi)容主要為判斷所示圖片為左手或右手。

基本動作訓練模塊8，為受訓者提供手部基本動作訓練，基本動作訓練內(nèi)容包括比OK、比數(shù)字、側(cè)捏、尺偏、鉤狀抓握、拇指對食指、拇指對四指、拇指對小指指根、拇指環(huán)轉(zhuǎn)、拇指屈伸、拇指外展、前臂旋后、前臂旋前、前臂旋前旋后、球狀抓握、手指內(nèi)收外展、四指單獨屈伸、四指屈曲、四指伸展、腕背伸、腕掌屈、握拳、掌指關(guān)節(jié)屈曲指間關(guān)節(jié)伸展、直拳、柱狀抓握。

功能動作訓練模塊9，為受訓者提供手部功能性動作訓練，功能動作訓練內(nèi)容包括疊毛巾、堆棋子、翻卡片、翻木板、木棒抓握、木塊抓握、拿玻璃杯、拿回形針、拿礦泉水瓶、拿鉛筆、拿勺子、拿鑰匙、拿易拉罐、捏夾子、握彈力球、握網(wǎng)球。

實施例2

結(jié)合圖片2-4說明本發(fā)明數(shù)字化仿真鏡像治療訓練系統(tǒng)的治療流程及方案：

具體操作的時候，通過下列步驟實現(xiàn)訓練過程。步驟（1）：在受訓者接受訓練前，由專業(yè)康復治療師進行臨床量表功能評估，并將結(jié)果錄入主機；步驟（2）：受訓者接受空間想象能力訓練；步驟（3）：依據(jù)步驟（1）評估結(jié)果，康復治療師制定相應訓練方案，受訓者接受基本動作訓練；步驟（4）：依據(jù)步驟（1）評估結(jié)果，康復治療師制定相應訓練方案，受訓者接受功能動作訓練。

在該數(shù)字化仿真鏡像治療訓練系統(tǒng)中，在步驟（1）中，由專業(yè)康復治療師進行多項系統(tǒng)規(guī)定臨床評估量表，以確定受訓者功能狀態(tài)和恢復程度，指導訓練任務的設計，具體量表包括：Brunnstrom，F(xiàn)ugl-Meyer Assessment，手運動功能狀態(tài)評分，肌張力，疾病病程。

在步驟（2）中，系統(tǒng)運行后在顯示屏上呈現(xiàn)手部圖片一張，受訓者操作鍵盤判斷出手的左右，每次出現(xiàn)的手部圖片都是隨機從圖庫中抽取，每張圖片顯示時間最長為5秒鐘，當受訓者在5秒鐘內(nèi)判斷正確則進入下一幅圖，當受訓者在5秒內(nèi)判斷錯誤或無判斷則同樣進入下一幅圖，當判斷60幅圖后程序運行結(jié)束，即為一組訓練，程序計算正確率，參見圖2。受訓者休息30-60秒后，繼續(xù)重復程序運行，進行第二組訓練。其中較優(yōu)地，在空間想象能力訓練中，受訓者接受2-3組訓練，以提高其空間想象能力及注意力。

在步驟（3）（4）中，根據(jù)受訓者評估結(jié)果選擇具有臨床治療價值的手部基本動作訓練和功能動作訓練，為了更直觀、形象，并規(guī)范地進行治療訓練，訓練過程中持續(xù)給予受訓者聲音指令，適當給予圖片或影像提示。手部基本動作訓練，優(yōu)選地，以比OK、比數(shù)字、側(cè)捏、尺偏、鉤狀抓握、拇指對食指、拇指對四指、拇指對小指指根、拇指環(huán)轉(zhuǎn)、拇指屈伸、拇指外展、前臂旋后、前臂旋前、前臂旋前旋后、球狀抓握、手指內(nèi)收外展、四指單獨屈伸、四指屈曲、四指伸展、腕背伸、腕掌屈、握拳、掌指關(guān)節(jié)屈曲指間關(guān)節(jié)伸展、直拳、柱狀抓握為手部基本動作訓練內(nèi)容，參見圖3；手部功能動作訓練，優(yōu)選地，以疊毛巾、堆棋子、翻卡片、翻木板、木棒抓握、木塊抓握、拿玻璃杯、拿回形針、拿礦泉水瓶、拿鉛筆、拿勺子、拿鑰匙、拿易拉罐、捏夾子、握彈力球、握網(wǎng)球為功能動作訓練內(nèi)容?？祻椭委煄熆梢詾槭苡栒哌x擇合適的訓練組數(shù)，例如選擇一個項目后，1組訓練指該項目動作訓練10次,優(yōu)選地，訓練處方為3-5個訓練動作，每個動作2組即20次。