帕金森病患者手部震颤消除系统及方法与流程

本发明涉及老年健康护理领域，尤其涉及一种帕金森病患者手部震颤消除系统及方法。

背景技术：

帕金森病(Parkinson’s Disease，简称PD)，又称为震颤麻痹综合症。帕金森综合征，是一种慢性的中枢神经系统退化性失调疾病。据统计目前全球约有500万帕金森病患者，随着中国老龄化问题不断加剧，目前城市65岁以上人群帕金森患病率已接近2％，帕金森病已严重威胁着我国中老年人群的健康。帕金森病患者通常具有不同程度的运动障碍症状，临床上以静止性震颤、运动迟缓、肌僵直和姿势步态障碍为主要特征。帕金森病人的静息性震颤是由于上肢多对拮抗肌的交替收缩运动所产生的，震颤频率一般在3Hz-9Hz之间，震颤信号源位于大脑皮层的神经元活动网络。上肢静息性震颤的发生，不仅影响患者的形体姿态，而且还对患者的日常生活能力和生存质量产生较大负作用，如上肢活动主动性下降、身体不适感、日常活动受限、情感沟通以及认知障碍等。目前，帕金森病的治疗分为药物治疗和物理治疗，药物治疗虽是目前主流的治疗方式，不过同时也存在误诊和药物副作用的风险，物理治疗虽然是看起来较好的方法，却缺少合适的辅助工具来帮助患者更好进行治疗，并且能够长期坚持下去。因此，有必要提供一种用于消除帕金森病患者手部震颤的系统及方法，来消除帕金森病患者上肢静息性震颤，以便于患者上肢运动进而辅助帕金森病患者康复。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种帕金森病患者手部震颤消除系统及方法，旨在解决如何消除帕金森病患者上肢静息性震颤的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种帕金森病患者手部震颤消除系统，运行于可穿戴设备中，所述帕金森病患者手部震颤消除系统包括：

震颤抑制模块，用于控制可穿戴设备的脉冲电极产生电刺激脉冲；

震颤识别模块，用于通过可穿戴设备的惯性传感器采集患者手部的震颤信号，判断患者手部的震颤信号的强度是否大于预设强度，当患者手部的震颤信号的强度大于预设强度时，从患者手部的震颤信号中识别出震颤频率、震颤振幅以及震颤方向；

震颤抵消模块，用于根据所述震颤信号的震颤频率、震颤振幅以及震颤方向产生震颤反向抵消指令，以及根据震颤反向抵消指令驱动可穿戴设备的电磁振动器产生反向震颤。

优选的，所述电磁振动器用于根据震颤反向抵消指令产生横向振荡来反向抵消帕金森病患者手部的横向震颤，以及根据震颤反向抵消指令产生纵向振荡来反向抵消帕金森病患者手部的纵向震颤。

优选的，所述震颤信号包括x轴、y轴和z轴三个方向的平动加速度数据，以及x轴、y轴和z轴三个方向上的震颤振幅、震颤频率以及震颤方向。

优选的，所述帕金森病患者手部震颤消除系统还包括康复跟踪模块，该康复跟踪模块用于将所述震颤频率、震颤振幅以及震颤方向通过可穿戴设备的通讯接口发送至医疗健康中心的健康管理平台。

优选的，所述帕金森病患者手部震颤消除系统还包括视觉认知模块，该视觉认知模块用于通过可穿戴设备的红外探测器探测帕金森病患者身边的目标物品的位置，以及控制可穿戴设备的红外激光器产生红外视觉光圈照射在目标物品的位置上以视觉刺激的方式引导辅助帕金森病患者发现目标物品。

本发明还提供了一种帕金森病患者手部震颤消除方法，应用于可穿戴设备中，所述帕金森病患者手部震颤消除方法包括步骤：

控制可穿戴设备的脉冲电极产生电刺激脉冲；

通过可穿戴设备的惯性传感器采集患者手部的震颤信号；

判断患者手部的震颤信号的强度是否大于预设强度；

当患者手部的震颤信号的强度大于预设强度时，从患者手部的震颤信号中识别出震颤频率、震颤振幅以及震颤方向；

根据所述震颤信号的震颤频率、震颤振幅以及震颤方向产生震颤反向抵消指令；

根据震颤反向抵消指令驱动可穿戴设备的电磁振动器产生反向震颤。

优选的，所述根据震颤反向抵消指令驱动可穿戴设备的电磁振动器产生反向震颤的步骤包括：根据震颤反向抵消指令驱动所述电磁振动器产生横向振荡来反向抵消帕金森病患者手部的横向震颤；根据震颤反向抵消指令驱动所述电磁振动器产生纵向振荡来反向抵消帕金森病患者手部的纵向震颤。

优选的，所述震颤信号包括x轴、y轴和z轴三个方向的平动加速度数据，以及x轴、y轴和z轴三个方向上的震颤振幅、震颤频率以及震颤方向。

优选的，所述帕金森病患者手部震颤消除方法还包括步骤：将所述震颤频率、震颤振幅以及震颤方向通过可穿戴设备的通讯接口发送至医疗健康中心的健康管理平台。

优选的，所述帕金森病患者手部震颤消除方法还包括步骤：通过可穿戴设备的红外探测器探测帕金森病患者身边的目标物品的位置；控制可穿戴设备的红外激光器产生红外视觉光圈照射在目标物品的位置上以视觉刺激的方式引导辅助帕金森病患者发现目标物品。

相较于现有技术，本发明所述帕金森病患者手部震颤消除系统及方法采用上述技术方案，达到了如下技术效果：通过视觉刺激的方式引导辅助帕金森病患者发现目标物品，从而辅助提高帕金森病患者对目标物品的认知感；通过脉冲电极产生电刺激脉冲传递至患者手部的桡神经来抑制患者手部的静息性震颤，以及通过电磁振动器产生反向震颤抵消患者手部震颤，从而消除手部震颤造成上肢运动不便的影响，由此可以增加帕金森病患者上肢活动的主动性，进而达到辅助帕金森病患者康复的效果。

附图说明

图1是本发明帕金森病患者手部震颤消除系统优选实施例的功能模块示意图；

图2是本发明帕金森病患者手部震颤消除方法优选实施例的流程图优选实施例的流程图。

本发明目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成上述目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效进行详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供一种帕金森病患者手部震颤消除系统，应用于佩戴在帕金森病患者手部(腕部或手臂)的可穿戴设备中，通过视觉刺激的方式引导辅助帕金森病患者发现目标物品，从而辅助提高帕金森病患者对目标物品的认知感；通过产生电刺激脉冲传递至患者手部的桡神经来抑制患者手部的静息性震颤，以及通过产生反向震颤抵消患者手部震颤，从而取得消除手部震颤影响上肢运动不便的效果。

参照图1所示，图1是本发明帕金森病患者手部震颤消除系统优选实施例的功能模块示意图。在本实施例中，所述帕金森病患者手部震颤消除系统10安装并运行于可穿戴设备1中，所述可穿戴设备1包括，但不仅限于，红外探测器11、红外激光器12、脉冲电极13、惯性传感器14、电磁振动器15、通讯接口16、存储器17以及微处理器18。所述红外探测器11、红外激光器12、脉冲电极13、惯性传感器14、电磁振动器15、通讯接口16和存储器17均通过数据总线连接至所述微处理器18上，并能通过微处理器18与所述帕金森病患者手部震颤消除系统10进行信息交互。在本实施例中，所述可穿戴设备1可以集成在帕金森病患者佩戴在手部(腕部或手臂)的手环、手带或手表等。

所述红外探测器11为一种现有的通过发射红外线探测物体的传感器，用于通过发射红外线探测帕金森病患者身边的目标物品位置。所述目标物品为患者生活中经常使用的家居物品，包括但不仅限于，碗筷、茶杯、衣服、鞋子、袜子、眼镜等。

所述红外激光器12为一种现有的微型红外激光产生装置，用于产生红外视觉光圈并照射在目标物体的位置上以视觉刺激的方式引导辅助帕金森病患者发现目标物品，从而辅助提高帕金森病患者对目标物品的认知感。

所述脉冲电极13贴于手部肌肉的肌腹表面，手部肌肉可以是腕伸肌或腕屈肌。在本实施例中，所述脉冲电极13可以为一个或者多个，可以贴于帕金森病患者的手背桡神经经过处。所述脉冲电极13用于产生电刺激脉冲传递至患者手部的桡神经来抑制患者手部震颤。脉冲电极13产生抑制帕金森静息性震颤的电刺激脉冲传递给患者手部的桡神经，通过对桡神经进行电刺激抑制脊髓固有神经元的活性来阻止中枢震颤信号传递给α运动神经元的通路，从而抑制了传给手部肌肉的震颤信号，最终抑制了帕金森病人的静息性震颤。

所述惯性传感器14可以为六轴惯性传感器或者为九轴传感器，六轴惯性传感器包括三轴陀螺仪和三轴加速传感器，九轴惯性传感器包括三轴陀螺仪、三轴加速传感器和三轴磁感应传感器。所述惯性传感器14用于采集帕金森病患者手部惯性运动的震颤信号，包括x轴、y轴和z轴三个方向的平均加速度，以及x轴、y轴和z轴三个方向上的震颤振幅、震颤频率震颤方向等参数。

所述电磁振动器15为一个电磁多谐振荡器，用于根据震颤反向抵消指令产生反向震颤抵消患者手部震颤。在本实施例中，电磁振动器15能够产生横向振荡来反向抵消帕金森病患者手部的横向震颤或者产生纵向振荡来反向抵消帕金森病患者手部的纵向震颤，从而达到消除手部震颤造成上肢运动不便的影响。

所述通讯接口16为一种远程无线传输网络的通讯端口，用于将帕金森病患者手部的震颤信号的震颤振幅、震颤频率和震颤振幅发送至医疗健康中心的健康管理平台上，以供医生对帕金森病患者进行康复治疗提供依据。

所述存储器17可以为一种只读存储单元ROM，电可擦写存储单元EEPROM或快闪存储单元FLASH等存储单元，用于存储帕金森病患者手部震颤消除系统10的程序代码指令序列。所述微处理器18可以为中央处理器(CPU)、微控制器(MCU)、数据处理芯片、或者具有数据处理功能的信息处理单元，用于执行所述帕金森病患者手部震颤消除系统10以消除帕金森病患者上肢静息性震颤。

在本实施例中，所述帕金森病患者手部震颤消除系统10包括，但不仅局限于，视觉认知模块101、震颤抑制模块102、震颤识别模块103、震颤抵消模块104以及康复跟踪模块105。本发明所称的模块是指一种能够被所述可穿戴设备1的微处理器18执行并且能够完成固定功能的一系列计算机程序指令段，其存储在所述可穿戴设备1的存储器17中。

所述视觉认知模块101用于通过红外探测器11探测帕金森病患者身边的目标物品的位置，以及控制红外激光器12产生红外视觉光圈照射在目标物品的位置上以视觉刺激的方式引导辅助帕金森病患者发现目标物品。在本实施例中，红外探测器11通过红外线探测帕金森病患者身边的目标物品位置，此时，视觉认知模块101根据所述目标物品的位置产生视觉控制指令，并根据视觉控制指令产生红外视觉光圈并照射在目标物品的位置上，以视觉刺激的方式引导辅助帕金森病患者发现目标物品，从而辅助提高帕金森病患者对目标物品的认知感。所述目标物品为患者生活中经常使用的家居物品，包括但不仅限于，碗筷、茶杯、衣服、鞋子、袜子、眼镜等。

所述震颤抑制模块102用于控制脉冲电极13产生电刺激脉冲传递至患者手部的桡神经来抑制患者手部震颤。在本实施例中，所述脉冲电极13产生抑制帕金森病患者静息性震颤的电刺激脉冲传递给患者手部的桡神经，通过对桡神经进行电刺激抑制脊髓固有神经元的活性来阻止中枢震颤信号传递给α运动神经元的通路，抑制了传给手部肌肉的震颤信号，从而达到最终抑制帕金森病患者的静息性震颤的效果。

所述震颤识别模块103用于通过惯性传感器14采集患者手部的震颤信号，判断患者手部的震颤信号的强度是否大于预设强度。在本实施例中，所述震颤信号的预设强度可以根据帕金森病患者静息性震颤的严重程度预先设置，通常以手部产生的震颤不影响帕金森病患者的上肢运动为震颤强度为准。当患者手部的震颤信号的强度大于预设强度时，所述震颤识别模块103还用于从患者手部的震颤信号中识别出震颤频率、震颤振幅以及震颤方向。所述震颤信号包括x轴、y轴和z轴三个方向的平均加速度数据，以及x轴、y轴和z轴三个方向上的震颤振幅、震颤频率以及震颤方向等信号参数。

所述震颤抵消模块104用于根据所述震颤信号的震颤频率、震颤振幅以及震颤方向产生震颤反向抵消指令，以及根据震颤反向抵消指令驱动电磁振动器15产生反向震颤抵消患者手部震颤，从而达到消除手部震颤造成上肢运动不便的影响。具体地，震颤抵消模块104根据震颤反向抵消指令驱动所述电磁振动器15产生横向振荡来反向抵消帕金森病患者手部的横向震颤，以及根据震颤反向抵消指令驱动所述电磁振动器15产生纵向振荡来反向抵消帕金森病患者手部的纵向震颤。

所述康复跟踪模块105用于将所述震颤频率、震颤振幅以及震颤方向通过可穿戴设备1的通讯接口16发送至医疗健康中心的健康管理平台，以供医生对帕金森病患者进行康复治疗提供依据。

本发明还提供了一种帕金森病患者手部震颤消除方法，应用于佩戴在帕金森病患者手部(腕部或手臂)的可穿戴设备1中，通过视觉刺激的方式引导辅助帕金森病患者发现目标物品，从而辅助提高帕金森病患者对目标物品的认知感；通过脉冲电极13产生电刺激脉冲传递至患者手部的桡神经来抑制患者手部的静息性震颤，以及通过电磁振动器15产生反向震颤抵消患者手部震颤，从而取得消除手部震颤影响上肢运动不便的效果。

如图2所示，图2是本发明帕金森病患者手部震颤消除方法优选实施例的流程图优选实施例的流程图。在本实施例中，参考图1所示，所述帕金森病患者手部震颤消除方法包括如下步骤：

步骤S21，通过红外探测器探测帕金森病患者身边的目标物品的位置；具体地，视觉认知模块101通过红外探测器11探测帕金森病患者身边的目标物品的位置。在本实施例中，所述红外探测器11通过红外线探测帕金森病患者身边的目标物品位置，所述目标物品为患者生活中经常使用的家居物品，包括但不仅限于，碗筷、茶杯、衣服、鞋子、袜子、眼镜等。

步骤S22，控制红外激光器产生红外视觉光圈照射在目标物品的位置上以视觉刺激的方式引导辅助帕金森病患者发现目标物品；具体地，视觉认知模块101控制红外激光器12产生红外视觉光圈照射在目标物品的位置上以视觉刺激的方式引导辅助帕金森病患者发现目标物品。在本实施例中，视觉认知模块101根据所述目标物品的位置产生视觉控制指令，并根据视觉控制指令产生红外视觉光圈并照射在目标物品的位置上，以视觉刺激的方式引导辅助帕金森病患者发现目标物品，从而提高帕金森病患者对目标物品的认知感。

步骤S23，控制脉冲电极产生电刺激脉冲；具体地，震颤抑制模块102控制脉冲电极13产生电刺激脉冲传递至患者手部的桡神经来抑制患者手部震颤。在本实施例中，所述脉冲电极13产生抑制帕金森静息性震颤的电刺激脉冲传递给患者手部的桡神经，通过对桡神经进行电刺激抑制脊髓固有神经元的活性来阻止中枢震颤信号传递给α运动神经元的通路，抑制了传给手部肌肉的震颤信号，从而达到最终抑制帕金森病患者的静息性震颤的效果。

步骤S24，通过惯性传感器采集患者手部的震颤信号；具体地，震颤识别模块103通过惯性传感器14采集患者手部的震颤信号。在本实施例中，所述惯性传感器14采集患者手部惯性运动的震颤信号，包括x轴、y轴和z轴三个方向的平均加速度，以及x轴、y轴和z轴三个方向上的震颤振幅和震颤频率等信号。

步骤S25，患者手部的震颤信号的强度是否大于预设强度；具体地，震颤识别模块103判断患者手部的震颤信号的强度是否大于预设强度。在本实施例中，所述震颤信号的预设强度可以根据帕金森病患者静息性震颤的严重程度预先设置，通常以手部产生的震颤不影响帕金森病患者的上肢运动为震颤强度为准。若患者手部的震颤信号的强度大于预设强度，则流程执行步骤S26；若患者手部的震颤信号的强度不大于预设强度，则流程结束。

步骤S26，从患者手部的震颤信号中识别出震颤频率、震颤振幅以及震颤方向；具体地，当患者手部的震颤信号的强度大于预设强度时，震颤识别模块103从患者手部的震颤信号中识别出震颤频率、震颤振幅以及震颤方向。

步骤S27，根据震颤频率、震颤振幅以及震颤方向产生震颤反向抵消指令；具体地，震颤抵消模块104根据所述震颤信号的震颤频率、震颤振幅以及震颤方向产生震颤反向抵消指令，并将该震颤反向抵消指令传送至电磁振动器15。

步骤S28，根据震颤反向抵消指令驱动电磁振动器产生反向震颤；具体地，震颤抵消模块104根据所述震颤反向抵消指令驱动电磁振动器15产生反向震颤抵消患者手部震颤，从而消除手部震颤造成上肢运动不便的影响，由此可以增加帕金森病患者上肢活动的主动性，进而达到辅助帕金森病患者康复的效果。更进一步地，震颤抵消模块104根据震颤反向抵消指令驱动所述电磁振动器15产生横向振荡来反向抵消帕金森病患者手部的横向震颤，以及根据震颤反向抵消指令驱动所述电磁振动器15产生纵向振荡来反向抵消帕金森病患者手部的纵向震颤。

步骤S29，将所述震颤频率、震颤振幅以及震颤方向通过通讯接口发送至健康管理平台；具体地，康复跟踪模块105将所述震颤频率、震颤振幅以及震颤方向通过可穿戴设备1的通讯接口16发送至医疗健康中心的健康管理平台，以供医生对帕金森病患者进行康复治疗提供依据。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效功能变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。