[發明專利]一種手部運動功能評估裝置及方法

在審

• 申請號: 202010540913.8
• 申請日: 2020-06-15
• 公開（公告）號: CN111657956A
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發明（設計）人: 彭偉
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: A61B5/11
• 分類號: A61B5/11;A61B5/00;A61B5/22
• 代理公司: 合肥天明專利事務所(普通合伙) 34115
• 代理人: 汪貴艷

本發明公開了一種手部運動功能評估裝置，其特征在于，包括固定支架以及設置于所述固定支架上的萬向節連接器，所述萬向節連接器遠離所述固定支架的一端連接有指套，所述指套與所述萬向節連接器支架設有拉力傳感器，所述指套內設有慣性傳感器，本申請通過測量手部運動過程中的動力學與運動學信息，分級量化評估手部運動功能，并可擴展測量捏力、指頻、震顫等手部運動指標，與現有手部運動功能評估訓練裝置相比，這種基于自然抓握行為的測量形式更利于發揮肌肉神經潛能，而且結構簡單，避免了使用手部機器人的復雜性，同時通過靈活安裝多種傳感器，采集抓握動作的各種參數，提升了傳統機械式訓練器的智能化和專業化。

技術領域

本發明涉及手部運動功能評估技術領域，具體是一種手部運動裝置評估裝置及方法。

背景技術

手是人類生活生產中最為重要的器官之一，具有感覺和運動兩大功能，在運動方面，可通過肌肉神經的協同控制，完成托舉、觸摸、推壓、抓握、二指尖捏等一系列力性動作和精細動作，從而滿足日常活動所需。然而，由于一些疾病的影響，例如手外傷、燒傷、脊髓損傷、腦卒中、腦外傷、上肢骨折等，常常會帶來不同程度的手功能損傷，進而影響生活質量。因此手功能的評估表征、功能重建以及康復訓練，具有重要的臨床意義和社會價值。

目前在臨床上，手功能評估主要采用量表的方法，具體有Carroll手功能評定法、Jebsen手工能測示法、手功能ADL能力測定等，該類方法通常設置不同的操作任務，根據測試者完成的質量，來評估手功能，這些方法可操作性強，評估全面而且科學，但是主觀性較強，且費時費力。近年來，隨著傳感技術、仿生技術以及人工智能的快速發展，手部穿戴機器人也越來越應用到康復領域，但是這些設備造價昂貴，操作復雜，約束性強，很難大范圍普及，更難以進入家庭。因此，研發可量化表征、精準訓練而又操作簡單、使用方便的智能化家用型設備成為康復領域重要的方向之一。

發明內容

本發明的目的在于提供一種手部運動裝置評估裝置及方法，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種手部運動功能評估裝置，包括固定支架以及設置于所述固定支架上的萬向節連接器，所述萬向節連接器遠離所述固定支架的一端連接有指套，所述指套與所述萬向節連接器支架設有拉力傳感器，所述指套內設有慣性傳感器。

作為本發明進一步的方案：所述萬向節連接器設有五個，且五個所述萬向節連接器與手指配合布置。

作為本發明進一步的方案：所述拉力傳感器與指套之間設有彈簧。

作為本發明進一步的方案：所述指套與所述拉力傳感器可拆卸連接。

作為本發明進一步的方案：所述固定支架上設有與所述拉力傳感器、慣性傳感器信號連通的主控電路。

一種手部運動功能評估方法，包括以下步驟：

S1、患者手指插入所述指套(5)并進行手部整體功能檢驗和手部單項功能檢驗；

S2、獲取參數，在患者進行手部整體功能檢驗和手部單項功能檢驗的過程中，通過拉力傳感器(3)、慣性傳感器(6)分別獲取患者手部整體功能檢驗和手部單項功能檢驗過程中的運動學參數和動力學參數；

S3、數據處理，通過主控電路(7)對S2中獲取的參數進行處理，并獲得患者手部整體功能指標和手部單項功能指標；

S4、將步驟S3中的患者手部整體功能指標與手部單項功能指標輸入手部功能評估函數并輸出手部評估結果；

所述整體功能指標包括抓握功能，所述單項功能指標包括捏力、指顫、指頻；

所述手部功能評估函數為：Score＝A*抓握功能+B*捏力+C*指頻+D*指顫，其中A、B、C、D為權重系數，且A+B+C+D＝1。