技术领域
[0001] 本发明涉及医疗康复技术领域，特别是涉及一种旋转调节的前庭半规管康复训练系统，旨在帮助前庭功能障碍患者进行有效康复训练。
相关背景技术
[0002] 前庭系统中的半规管负责感知头部旋转运动，对于维持身体平衡和空间定位至关重要。半规管功能受损可能导致严重的眩晕、姿势不稳等症状。现有的康复方法往往依赖于物理疗法和静态平衡训练，这些方法缺乏对前庭半规管功能的直接和定量刺激，导致康复效果有限且难以个性化。因此，开发一种能够提供精确旋转加速度控制、针对性强、能够根据患者反应实时调整训练参数的康复训练系统显得尤为重要。
具体实施方式
[0016] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0017] 实施例1
[0018] 如图1所示，本实施例提供一种旋转调节的前庭半规管康复训练系统，其包括固定基座1，固定基座1的表面固定有电机安装座2，电机安装座2的表面固定有伺服电机3，伺服电机3的输出轴端部固定有电机齿轮4，电机齿轮4啮合有传动齿轮5，传动齿轮5的中心孔内穿设固定有传动轴6，传动轴6与伺服电机3均竖向设置，固定基座1的表面还固定有限位柱7，限位柱7的内底部固定有限位凹槽，传动轴6的下部置于限位柱7内，且传动轴6的底部置于限位凹槽内，传动轴6的顶部固定有座椅本体8，座椅本体8的两侧分别固定有座椅防护扶手9，座椅本体8的靠背的两侧分别固定有座椅防护安全束缚带10，座椅本体8的座板的前侧固定有用于扶腿和放置脚的放置板11、后侧固定有安装板12，放置板11和安装板12形状相同且对称设置，利用放置板11的前端部、座椅本体8的靠背的顶部和安装板12的后端部三点固定一个座椅舱防护罩13。
[0019] 固定基座1的表面固定有控制台立柱14，控制台立柱14上固定有供电电源15和控制主机16，座椅本体8上设置有角速度传感器和加速度传感器，供电电源15用于为角速度传感器、加速度传感器、伺服电机3和控制主机16供电，角速度传感器、加速度传感器和伺服电机3均与控制主机16电连接。
[0020] 控制主机16上设置有医保卡读取区域，控制主机16用于管理各个前庭功能障碍患者的基本信息和前庭康复训练方案，读取医保卡读取区域上的医保卡，分析出目标前庭功能障碍患者，调取出目标前庭功能障碍患者的前庭康复训练方案，前庭康复训练方案是由医生预先输入进控制主机16内的。
[0021] 控制主机16还用于基于前庭康复训练方案中的目标旋转速度来控制伺服电机3旋转，伺服电机3带动传动轴6联动，使得座椅本体8上的目标前庭功能障碍患者随之旋转，并接收角速度传感器实时监测反馈来的旋转速度，通过调节伺服电机3的转速使得反馈来的旋转速度等于目标旋转速度，在训练过程中控制主机16实时显示反馈来的旋转速度。
[0022] 控制主机16还用于基于前庭康复训练方案中的目标旋转加速度来控制伺服电机3旋转，伺服电机3带动传动轴6联动，使得座椅本体8上的目标前庭功能障碍患者随之旋转，并接收加速度传感器实时监测反馈来的旋转加速度，通过调节伺服电机3的旋转加速度使得反馈来的旋转加速度等于目标旋转加速度，在训练过程中控制主机16实时显示反馈来的旋转加速度。
[0023] 而且，如图2所示，系统还包括VR眼镜20，控制主机16还用于控制VR眼镜20为目标前庭功能障碍患者提供沉浸式视觉反馈。结合VR技术提供沉浸式视觉反馈，减轻目标前庭功能障碍患者在旋转训练中的不适感，增加训练的趣味性和参与度。
[0024] VR眼镜20的内侧增设有红外摄像头21，红外摄像头21用于捕捉目标前庭功能障碍患者的眼球的实时运动情况图像。
[0025] 控制主机16还用于在旋转速度调节过程中，对按照时序接收到的每帧眼球图像进行灰度转换、裁剪、瞳孔中心定位，以获得按照时序的目标前庭功能障碍患者的瞳孔的中心坐标的变化，并第一次出现后一瞳孔中心坐标与前一瞳孔中心坐标的变化值大于设定阈值之前，通过调节伺服电机的转速使得反馈来的旋转速度等于目标旋转速度，在每次出现后一瞳孔中心坐标与前一瞳孔中心坐标的变化值大于设定阈值时，调整伺服电机3的转速降低直至后前瞳孔中心坐标的变化值小于等于设定阈值并保持此调整后的转速。
[0026] 控制主机16还用于在旋转加速度调节过程中，对按照时序接收到的每帧眼球图像进行灰度转换、裁剪、瞳孔中心定位，以获得按照时序的目标前庭功能障碍患者的瞳孔的中心坐标的变化，并第一次出现后一瞳孔中心坐标与前一瞳孔中心坐标的变化值大于设定阈值之前，通过调节伺服电机的旋转加速度使得反馈来的旋转加速度等于目标旋转加速度，在每次出现后一瞳孔中心坐标与前一瞳孔中心坐标的变化值大于设定阈值时，调整伺服电机3的加速度降低直至后前瞳孔中心坐标的变化值小于等于设定阈值并保持此调整后的加速度。
[0027] 本方案中，座椅本体8和座椅舱防护罩13构成旋转座舱，旋转座舱作为前庭功能障碍患者的承载单元，设计有舒适的座椅和安全束缚装置(座椅防护扶手9和座椅防护安全束缚带10)，确保在旋转过程中前庭功能障碍患者的安全与舒适。座椅外周设置的座椅舱防护罩13可以加强对座椅上人员的多重安全防护。
[0028] 本方案中，精密旋转机构：采用高精度的伺服电机与传动系统，实现旋转座舱的平滑且精确的旋转运动，可调节旋转速度与旋转加速度。提供微小至0.01度/秒^2的加速度变化，以满足不同康复阶段的需求。
[0029] 本方案中，系统启动后，根据医生设定的个性化的前庭康复训练方案，通过控制主机驱动旋转机构，使旋转座舱以特定的旋转速度或旋转加速度进行旋转运动。
[0030] 本方案中，实时监测目标前庭功能障碍患者的眼震情况(瞳孔的中心坐标的变化)，并通过眼震的变化来智能调整训练强度，确保训练既有效又安全。
[0031] 本方案中，通过调节旋转速度或旋转加速度，模拟身体的水平角速度运动状态，从而有效刺激目标前庭功能障碍患者的前庭水平半规管，促进其功能得到代偿及恢复。
[0032] 实施例2
[0033] 控制主机16用于调取出目标前庭功能障碍患者的前庭康复训练方案，前庭康复训练方案包括M次训练以及相邻两次训练的目标休息时间，每次训练均包括目标旋转速度及其目标旋转时间、或者目标旋转加速度及其目标旋转时间。
[0034] 控制主机16还用于基于前庭康复训练方案中第i次训练中的目标旋转速度或目标旋转加速度来控制伺服电机旋转第i次训练中的目标旋转时间，伺服电机3带动传动轴6联动，使得座椅本体8上的目标前庭功能障碍患者随之旋转，并接收角速度传感器实时监测反馈来的旋转速度或加速度传感器实时监测反馈来的旋转加速度，通过调节伺服电机3的转速或旋转加速度使得反馈来的旋转速度等于目标旋转速度或旋转加速度等于目标旋转加速度，且在第i次训练达到对应目标旋转时间时控制伺服电机暂停对应的目标休息时间，在训练过程中控制主机16实时显示反馈来的旋转速度或旋转加速度，i依次选取1至M，i和M均为正整数。
[0035] 控制主机16还用于在第i次训练中旋转速度或旋转加速度调节过程中，对按照时序接收到的每帧眼球图像进行灰度转换、裁剪、瞳孔中心定位，以获得按照时序的目标前庭功能障碍患者的瞳孔的中心坐标的变化，并在第一次出现后一瞳孔中心坐标与前一瞳孔中心坐标的变化值大于设定阈值之前，通过调节伺服电机3的转速或旋转加速度使得反馈来的旋转速度等于目标旋转速度或旋转加速度等于目标旋转加速度，在每次出现后一瞳孔中心坐标与前一瞳孔中心坐标的变化值大于设定阈值时，调整伺服电机3的转速或旋转加速度降低直至后前瞳孔中心坐标的变化值小于等于设定阈值且保持此调整后的转速或调整后的加速度，在第i次训练达到对应目标旋转时间时控制伺服电机3暂停对应的目标休息时间。
[0036] 虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。
