專利名稱：運(yùn)動(dòng)神經(jīng)功能測(cè)試系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及運(yùn)動(dòng)神經(jīng)功能測(cè)試系統(tǒng)，以及用于捕獲和收集信號(hào)并將這些信號(hào)處理為運(yùn)動(dòng)神經(jīng)功能測(cè)試的相應(yīng)參數(shù)的方法。特別地，所述系統(tǒng)和方法涉及在評(píng)估由Tinetti測(cè)試所規(guī)定的平衡期間對(duì)患者表現(xiàn)的量化。
背景技術(shù)：
Tinetti測(cè)試廣泛地應(yīng)用于評(píng)估老齡或殘疾人的姿勢(shì)控制和運(yùn)動(dòng)神經(jīng)能力。這個(gè)測(cè)試是基于日常生活中的一系列簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)，這些動(dòng)作必須由患者按照預(yù)定的順序來(lái)執(zhí)行。醫(yī)生或理療醫(yī)師評(píng)估患者的表現(xiàn)，并基于預(yù)定的參照標(biāo)度，通過(guò)計(jì)分來(lái)表達(dá)出他們的判斷。
由已述內(nèi)容可知，Tinetti測(cè)試的結(jié)果準(zhǔn)確來(lái)講是非常主觀的，這是由于該測(cè)試結(jié)果依賴于檢查者的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)。因此，該測(cè)試顯然可能由于其主觀特性而發(fā)生失真甚至改變。只有客觀的測(cè)試才可以確保同一的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，從而才可以確保能夠比較不同的評(píng)估結(jié)果，即比較由不同人員對(duì)相同患者上作出的評(píng)估結(jié)果以及由相同人員對(duì)不同患者作出的評(píng)估結(jié)果。
發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的核心問(wèn)題是設(shè)計(jì)一種能夠?qū)崿F(xiàn)客觀評(píng)估的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)功能測(cè)試系統(tǒng)。
這樣一種問(wèn)題是通過(guò)由所附的權(quán)利要求書(shū)所涵蓋的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)功能測(cè)試系統(tǒng)來(lái)解決的。
因此，本發(fā)明的第一主題是提供一種運(yùn)動(dòng)神經(jīng)功能測(cè)試系統(tǒng)，該運(yùn)動(dòng)神經(jīng)功能測(cè)試系統(tǒng)利用在Tinetti測(cè)試期間生物醫(yī)學(xué)參數(shù)的測(cè)量和/或與患者運(yùn)動(dòng)相關(guān)的功能測(cè)量和/或與他們的姿勢(shì)控制相關(guān)的功能測(cè)量。
本發(fā)明的第二主題是提供一種用于獲取和收集信號(hào)并將這些信號(hào)處理為運(yùn)動(dòng)神經(jīng)功能測(cè)試的相應(yīng)參數(shù)的處理的方法，該運(yùn)動(dòng)神經(jīng)功能測(cè)試是由所述運(yùn)動(dòng)神經(jīng)功能測(cè)試系統(tǒng)來(lái)提供。
從下文參照附圖的本發(fā)明實(shí)施例敘述中將明顯得到前述系統(tǒng)和方法的更多特性和優(yōu)點(diǎn)，該實(shí)施例是作為非限制性的范例給出的，附圖中圖1表示本發(fā)明系統(tǒng)的功能框圖；圖2表示一對(duì)應(yīng)用到患者胸部的圖1系統(tǒng)中的測(cè)斜儀，其作為說(shuō)明的有用實(shí)例，但它并不約束也不限制本發(fā)明。
具體實(shí)施例方式
圖1中示意性表示的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)功能測(cè)試系統(tǒng)包括相互連接操作的各種功能單元。特別是，所述系統(tǒng)包括用于運(yùn)動(dòng)神經(jīng)功能測(cè)試的椅子1、適合于對(duì)經(jīng)受所述運(yùn)動(dòng)神經(jīng)功能測(cè)試的人的軀干的傾斜進(jìn)行檢測(cè)的裝置2、帶有相關(guān)電源的按鈕3(標(biāo)記)、至少一對(duì)光學(xué)檢測(cè)器4、電子數(shù)據(jù)處理器5、接口6。在圖1中，還描繪了模擬和/或數(shù)字信號(hào)線L和電力電纜C。
椅子1是帶有扶手型的椅子，椅子具有靠背11(可選擇的)、座位12和兩個(gè)扶手13。靠背11和座位12基本是硬的。而且，座位12和扶手13均在柔性支架上裝配了至少一個(gè)薄的、常規(guī)類型的壓力傳感器14?？梢栽O(shè)計(jì)薄的襯墊，使它能夠覆蓋和保護(hù)所述至少一個(gè)壓力傳感器14，同時(shí)能夠使座位1更加舒適。每個(gè)壓力傳感器14例如可以產(chǎn)生電信號(hào)，該電信號(hào)與經(jīng)受測(cè)試的患者在壓力傳感器上所施加的壓力相關(guān)聯(lián)。優(yōu)選地，所述壓力傳感器14被表示為薄型電阻式傳感器，該電阻式傳感器是由放置在兩個(gè)柔性聚合物片之間的感應(yīng)膜制成。通常認(rèn)為下面的標(biāo)稱特性是足以滿足需要的全標(biāo)度為500kPa(干帕斯卡)，最大可用壓力2500kPa，響應(yīng)時(shí)間小于20ms，敏感區(qū)和形狀能夠符合座位和扶手的尺寸。
特別地，在根據(jù)
部分的例證實(shí)施例中，座位12上的所述至少一個(gè)傳感器被表示為四個(gè)正方形傳感器14，這些傳感器的型號(hào)是Interlink Electronics Europe RSR154，排列成2×2矩陣；同時(shí)每個(gè)扶手13上的傳感器為細(xì)長(zhǎng)形的矩形傳感器，型號(hào)是Interlink ElectronicsEurope FSR648AS，該傳感器具有與扶手自身的軸對(duì)準(zhǔn)的長(zhǎng)邊。所述傳感器14具有下面的標(biāo)稱特性-測(cè)量范圍從69Pa(帕斯卡)到689kPa(千帕斯卡)；-最大壓力≌3400kPa；-響應(yīng)時(shí)間≌2ms；-典型的無(wú)負(fù)載電阻0.4MΩ/cm2，它隨著負(fù)載的增加而逐漸地減??；-敏感區(qū)大約14cm2。
而且，在這個(gè)例證的實(shí)施例中，所述傳感器14通過(guò)電纜和相關(guān)連接器連接到電子數(shù)據(jù)處理器5，由于電纜和相關(guān)連接器都是完全常規(guī)的設(shè)備，因此并未對(duì)它們進(jìn)行顯示，該電纜和相關(guān)連接器適合于傳輸由傳感器產(chǎn)生的信號(hào)，并為傳感器本身提供電源。另外，有利的是，電纜連接器和電容器被設(shè)置在座位12的下面，由于電容器自身也是常規(guī)的設(shè)備，因此未對(duì)它進(jìn)行顯示，電容器具有為傳感器過(guò)濾DC電源電壓的作用。此外，考慮到隨后對(duì)壓力信號(hào)的模擬一數(shù)字轉(zhuǎn)換，可以提供一個(gè)或多個(gè)集成電路用作功能放大器，功能放大器的總數(shù)(在所述例證實(shí)施例中是4個(gè))要足夠?qū)崿F(xiàn)合適的低通抗鋸齒失真(anti-aliasing)濾波器。而且，可以通過(guò)在例如座位12和/或扶手13下面放置的電池來(lái)實(shí)現(xiàn)傳感器14的電力供應(yīng)。
適合于對(duì)人的軀干的傾斜進(jìn)行檢測(cè)的裝置2可以優(yōu)選地包括一對(duì)測(cè)斜儀2或者單軸或雙軸的加速計(jì)，其與軀干相適。
所述一對(duì)測(cè)斜儀2被表示為第一測(cè)斜儀A和第二測(cè)斜儀B，第一測(cè)斜儀A被指定測(cè)量軀干在前后平面上的傾斜，第二測(cè)斜儀B被指定測(cè)量軀干在中-側(cè)(mediolateral)平面上的傾斜。通常，所述一對(duì)測(cè)斜儀將具有至少±25°的全標(biāo)度。在使用加速計(jì)的情況下，該過(guò)程是類似的。
優(yōu)選地，如圖2中所示，所述一對(duì)測(cè)斜儀被表示為兩個(gè)機(jī)械電子測(cè)斜儀，其型號(hào)為Midori Precision PMP-S30TX，且具有下面的標(biāo)稱特性-供電電壓(V0)從4.5到8V DC；-全標(biāo)度±30°；-相應(yīng)的輸出電壓范圍2.5V(偏移)±1.1V，具有供電電壓V0＝8V；-線性±1％ FS；-靈敏度(包括滯后性)優(yōu)于0.03°；-輸出靈敏度0.00225 V0±2％ V/°(V0在20伏特以內(nèi))-響應(yīng)時(shí)間≈0.2s；-尺寸直徑＝20mm，高度＝40mm；-重量35克；-在200CS硅化油(siliconised oil)中的緩沖。
在一對(duì)測(cè)斜儀2的全標(biāo)度小于±45°的情況下，值得推薦的是將該對(duì)測(cè)斜儀2安裝在合適的支架15上，該支架15例如是在圖2中示意性表示的聚碳酸脂支架。通常，支架15必須被構(gòu)造為使測(cè)斜儀A和B的最大靈敏度的相應(yīng)平面彼此垂直。實(shí)際上，正如隨后將更詳細(xì)敘述的那樣，當(dāng)一對(duì)測(cè)斜儀2A和B被固定在個(gè)人的胸部時(shí)，前述的兩個(gè)平面必須分別與所述個(gè)人的中平面和前平面基本平行。所述支架必須允許當(dāng)測(cè)斜儀被施加到患者的胸部且采取常規(guī)的豎立姿勢(shì)時(shí)，依據(jù)重力方向?qū)γ總€(gè)測(cè)斜儀的最大靈敏度的平面進(jìn)行定向。在開(kāi)始測(cè)試之前(見(jiàn)下文)對(duì)每個(gè)患者執(zhí)行這種調(diào)整，其目的是為了在執(zhí)行要求軀干進(jìn)行更大范圍傾斜的運(yùn)動(dòng)的期間，能夠最佳地利用傳感器的動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)(dynamics)，并且限制出現(xiàn)測(cè)量飽和的危險(xiǎn)。如前面已經(jīng)提到的那樣，如果測(cè)量的范圍足夠?qū)?，即超過(guò)±45°，就不會(huì)產(chǎn)生這種要求。
出于這個(gè)原因，正如在例證的實(shí)施例中已經(jīng)重復(fù)提到的那樣，支架15可以由兩個(gè)平行的板構(gòu)成一個(gè)內(nèi)板16和一個(gè)外板17，它們以環(huán)繞垂直于它們平面的軸、相對(duì)于彼此進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的方式相互連接起來(lái)。當(dāng)支架被安裝在患者上時(shí)，內(nèi)板16被放置與所述患者的身體接觸，同時(shí)外板17相對(duì)于所述身體靠外。
特別是，在所述例證的實(shí)施例中，內(nèi)板16和外板17具有基本為矩形的形狀，并且正如圖2中所示，在所述板16和17的側(cè)面之一附近形成所述連接。連接裝置包括樞軸18和細(xì)的窗狀開(kāi)口19，樞軸18被固定在內(nèi)板16上，細(xì)的窗狀開(kāi)口19以在外板17上形成的圓拱形狀延伸。窗狀開(kāi)口19采用允許外板17在內(nèi)板16上方旋轉(zhuǎn)的方式來(lái)嚙合樞軸18。一旦患者按照后述的方式使用裝置(彈性皮帶22和支撐架(brace)24)穿戴上測(cè)斜儀A和B，則這種旋轉(zhuǎn)允許測(cè)斜儀B相對(duì)于重力方向調(diào)整最大靈敏度的平面。通過(guò)使測(cè)斜儀自身自由地環(huán)繞與測(cè)斜儀A的軸相垂直的軸20進(jìn)行擺動(dòng)、并且隨后使用制動(dòng)螺釘21將其固定在所采取的姿勢(shì)上，來(lái)實(shí)現(xiàn)這種對(duì)于測(cè)斜儀A的相應(yīng)最大靈敏度平面的調(diào)整。
接著，通過(guò)使用在內(nèi)板16的兩個(gè)相對(duì)側(cè)上形成的兩個(gè)鈕孔23，將內(nèi)板16可移動(dòng)地安裝在彈性皮帶22上。此外，所述內(nèi)板16還通過(guò)兩個(gè)相應(yīng)的鈕孔25與兩個(gè)支撐架24相嚙合。正如將在后面的敘述，皮帶22和支撐架24具有允許在人的軀干的水平方向上穿戴該對(duì)測(cè)斜儀2的作用。
外板17構(gòu)成對(duì)測(cè)斜儀A和B的實(shí)際支架。實(shí)際上，如圖2中的描述，在沿著與內(nèi)板16相反的方向翻轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)的內(nèi)板16表面上，安裝了測(cè)斜儀A、測(cè)斜儀B、電容器(未顯示)和一個(gè)或多個(gè)集成電路(IC，未顯示)，測(cè)斜儀A是通過(guò)如上所述的軸20和相關(guān)的緊固螺釘21安裝的，測(cè)斜儀B被禁固地固定到所述外板17上，電容器用于過(guò)濾DC供電電壓，上述的一個(gè)或多個(gè)集成電路包含適當(dāng)數(shù)量的操作放大器(在所述例證的實(shí)施例中是四個(gè))，鑒于隨后要對(duì)來(lái)自測(cè)斜儀的信號(hào)進(jìn)行的模擬一數(shù)字轉(zhuǎn)換，而將這些操作放大器用作輸出緩沖器和抗鋸齒失真濾波器。
優(yōu)選地，還可以在外板17上安裝具有適當(dāng)電壓和電荷量的電池26，以作為對(duì)于測(cè)斜儀的可能的獨(dú)立能量源，還配備有必要的供電電路和開(kāi)關(guān)(未顯示)，以便能夠?qū)⑶笆龅碾姵鼗蛘邅?lái)源于電子數(shù)據(jù)處理器5或其它源的外部電力供應(yīng)選擇作為能量源。
按鈕3可以是完全常規(guī)的手動(dòng)或足踏操縱，它由來(lái)自數(shù)據(jù)處理器5或來(lái)自獨(dú)立電池(例如AA Penlight型)的低電壓源進(jìn)行供電。該按鈕由管理運(yùn)動(dòng)神經(jīng)功能測(cè)試的物理治療醫(yī)師或理療醫(yī)師來(lái)操作，并可作為指示組成運(yùn)動(dòng)神經(jīng)功能測(cè)試的各個(gè)階段的開(kāi)始和可能結(jié)束的標(biāo)記來(lái)使用。當(dāng)按壓按鈕時(shí)，它產(chǎn)生恒定的電壓信號(hào)，電子數(shù)據(jù)處理器5將獲取該電壓信號(hào)及該系統(tǒng)的其它部分所產(chǎn)生的信號(hào)。
應(yīng)當(dāng)注意到，按鈕3可以被替換為能夠?qū)y(cè)試的每個(gè)階段的開(kāi)始和結(jié)束進(jìn)行標(biāo)記的任何其它裝置，例如來(lái)自電子數(shù)據(jù)處理器5自身的鍵盤(pán)或鼠標(biāo)命令。因此，為了正確的解釋和分析由電子數(shù)據(jù)處理器5獲得的信號(hào)，可以將測(cè)試的各種階段彼此明確地區(qū)分開(kāi)。
根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，該運(yùn)動(dòng)神經(jīng)功能測(cè)試系統(tǒng)可以替換地包括、或者除了前面的實(shí)施例之外還包括至少一對(duì)光學(xué)檢測(cè)器4，這些光學(xué)檢測(cè)器沿著患者必然遇到的路線進(jìn)行設(shè)置。特別地，所述光學(xué)檢測(cè)器被表示為光學(xué)發(fā)射器-光學(xué)接收器的組合，并且在光學(xué)路徑中插入或者不插入反射器，或者所述光學(xué)檢測(cè)器被表示為能夠檢測(cè)到患者經(jīng)過(guò)的其它常規(guī)裝置。優(yōu)選地，可以分別在路線的開(kāi)始和結(jié)束位置處，以能夠記錄離開(kāi)時(shí)間和到達(dá)時(shí)間的方式來(lái)設(shè)置所述檢測(cè)器。
電子數(shù)據(jù)處理器5可以例如由完全常規(guī)的桌上型電腦(PC)或移動(dòng)個(gè)人計(jì)算機(jī)(包括中央處理單元CPU和相關(guān)的RAM和ROM存儲(chǔ)器)構(gòu)成，并且也具有常規(guī)的外圍設(shè)備(HDD、FDD、CD-ROM驅(qū)動(dòng)、可能的CD-ROM刻錄機(jī)、圖形打印機(jī))和用戶接口(特別是鍵盤(pán)和鼠標(biāo)或等效裝置)。
個(gè)人計(jì)算機(jī)5具有數(shù)據(jù)獲取模塊(未顯示)，該模塊包括具有至少12位A/D輸入端口的模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換卡，并且模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換卡的數(shù)目足以獲取所有關(guān)注的信號(hào)。根據(jù)本范例實(shí)施例，至少下面的信號(hào)是所關(guān)注的兩個(gè)測(cè)斜儀2中每個(gè)測(cè)斜儀的信號(hào)、兩對(duì)光學(xué)檢測(cè)器4中每一個(gè)光學(xué)檢測(cè)器的信號(hào)、按鈕3的信號(hào)、數(shù)目等于實(shí)際使用的壓力傳感器14的數(shù)目的多個(gè)附加信號(hào)。優(yōu)選地，同一數(shù)據(jù)獲取模塊還具有可用于向測(cè)斜儀2、按鈕3(如果不是獨(dú)立提供)和壓力傳感器14供應(yīng)電源的數(shù)字輸出端口，同時(shí)光學(xué)檢測(cè)器4通常需要來(lái)自電池或電力線的獨(dú)立電源。類似地，同一數(shù)據(jù)獲取模塊還可以具有例如TTL類型的數(shù)字輸入端口，用于應(yīng)被認(rèn)為是良好操作整個(gè)系統(tǒng)所適合或必需的其它可能命令。所述輸入和輸出端口并沒(méi)有在附圖中表示出，這是由于這些裝置在該領(lǐng)域已被廣泛了解。由于數(shù)據(jù)獲取模塊的模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換功能，該數(shù)據(jù)獲取模塊特別允許對(duì)來(lái)源于壓力傳感器14的信號(hào)、來(lái)源于測(cè)斜儀A和B的信號(hào)、來(lái)源于按鈕3的信號(hào)和來(lái)源于光學(xué)檢測(cè)器4的信號(hào)進(jìn)行采樣。例如在測(cè)斜儀A和B的情況下，這樣的采樣信號(hào)表示出在患者根據(jù)Tinetti測(cè)試執(zhí)行的運(yùn)動(dòng)期間，對(duì)于軀干的相關(guān)傾斜測(cè)量的結(jié)果。它們的值的序列被適當(dāng)?shù)乇硎緸榱M(jìn)制的度數(shù)或其它的角度測(cè)量單位，并且表示在所述測(cè)試期間，在中平面和前平面上，軀干相對(duì)于垂直軸的傾斜角度隨時(shí)間的變化。類似地，壓力傳感器14所產(chǎn)生的電子信號(hào)是作為患者在座位12上和扶手13上所施加的壓力的值隨時(shí)間變化的函數(shù)來(lái)測(cè)量的。按鈕3所產(chǎn)生的信號(hào)是由脈沖來(lái)表示的，這些脈沖表示出組成運(yùn)動(dòng)神經(jīng)功能測(cè)試的不同階段中的每一個(gè)階段的開(kāi)始和結(jié)束的精確時(shí)刻。類似地，光學(xué)檢測(cè)器4發(fā)射的信號(hào)也由脈沖來(lái)表示，這些脈沖是當(dāng)患者在設(shè)計(jì)路線的開(kāi)始和結(jié)束位置或者在可能放置光學(xué)傳感器的其它位置，穿過(guò)檢測(cè)器自身的檢測(cè)線的準(zhǔn)確時(shí)刻時(shí)產(chǎn)生的。很有用的是，將所有前述的采樣信號(hào)與被認(rèn)為必要的患者和測(cè)試的標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)組織成一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，該數(shù)據(jù)庫(kù)是在個(gè)人計(jì)算機(jī)5自身上或者其它計(jì)算機(jī)上建立的，或者是將其存儲(chǔ)在任一種其它計(jì)算機(jī)介質(zhì)上并組織成任一種可被認(rèn)為是相關(guān)和適當(dāng)?shù)钠渌问健?br>
為了獲得數(shù)值參數(shù)，將根據(jù)后面敘述的標(biāo)準(zhǔn)和方法來(lái)處理前面部分所述的采樣信號(hào)，這些數(shù)值參數(shù)適合于客觀地表征患者在執(zhí)行測(cè)試期間的表現(xiàn)。然后，將因而獲得的所有參數(shù)與預(yù)先建立的參考參數(shù)進(jìn)行比較。通過(guò)這種比較，醫(yī)生將從Tinetti測(cè)試中獲得客觀的信息，來(lái)對(duì)患者姿勢(shì)控制和平衡進(jìn)行精確和完整的客觀評(píng)估。
在上述個(gè)人計(jì)算機(jī)5或其它個(gè)人計(jì)算機(jī)的RAM存儲(chǔ)器內(nèi)，加載用于處理如上文所述那樣獲取的采樣信號(hào)、并計(jì)算所述數(shù)值參數(shù)的程序。相同的程序可以通過(guò)軟盤(pán)、CD-ROM或在該領(lǐng)域中公知的其它方法應(yīng)用到上述的個(gè)人計(jì)算機(jī)5或其它個(gè)人計(jì)算機(jī)中，所述其它方法例如是設(shè)計(jì)通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸。
個(gè)人計(jì)算機(jī)5或其它個(gè)人計(jì)算機(jī)的中央處理單元能夠例如運(yùn)行對(duì)所述采樣信號(hào)進(jìn)行處理的程序指令。
而且，所述系統(tǒng)可以包括接口6，該接口用于啟用/禁用獲取壓力信號(hào)或獲取來(lái)自其它傳感器的信號(hào)，例如借助于通過(guò)數(shù)字輸出端口進(jìn)行控制的BJT開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)。優(yōu)選地，所述接口6被設(shè)置在個(gè)人計(jì)算機(jī)的外部。替換地，人們可以借助于軟件來(lái)對(duì)要獲取的信號(hào)進(jìn)行選擇。
根據(jù)另外的變型實(shí)施例，為了確保在測(cè)試執(zhí)行期間患者能夠完全自由的移動(dòng)，并且避免由連接電纜所引起的任何可能的障礙，本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)功能測(cè)試系統(tǒng)被替換地設(shè)計(jì)為、或除了前面的實(shí)施例之外還被設(shè)計(jì)為通過(guò)無(wú)線技術(shù)來(lái)執(zhí)行向個(gè)人計(jì)算機(jī)5傳送由測(cè)斜傳感器2產(chǎn)生的信號(hào)。在這種情況下，測(cè)斜儀A和B被例如單信道或雙信道(未顯示)地連接到傳輸模塊，用于對(duì)測(cè)斜傳感器2自身產(chǎn)生的信號(hào)進(jìn)行處理(可能的采樣和A/D轉(zhuǎn)換，可能的操作、調(diào)制、放大等)，以便使它們適合通過(guò)自由空間進(jìn)行輻射，該輻射可通過(guò)適當(dāng)?shù)奶炀€來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此，獲取模塊被裝配有附加的天線和接收機(jī)模塊(未顯示)，以便執(zhí)行對(duì)接收的輻射信號(hào)的必要處理(解調(diào)、去復(fù)用等)。例如，可以使用本領(lǐng)域中的公知類型的射頻系統(tǒng)。例如，一個(gè)特定的系統(tǒng)可以由依據(jù)Bluetooth 1.1國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施例來(lái)代表，該Bluetooth 1.1國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)具有可傳輸所述信號(hào)的適當(dāng)特性，并且具有商業(yè)上可獲得的部件。
應(yīng)當(dāng)注意到上述的無(wú)線技術(shù)也可以應(yīng)用于壓力傳感器14和光學(xué)檢測(cè)器4。
本發(fā)明的第二主題是提供一種用于檢測(cè)、收集和處理運(yùn)動(dòng)神經(jīng)功能測(cè)試的參數(shù)的方法，該方法包括下面的順序階段a)實(shí)現(xiàn)用于運(yùn)動(dòng)神經(jīng)功能測(cè)試的系統(tǒng)，如在前面所述的系統(tǒng)；b)為患者施用測(cè)試裝置2，該測(cè)試裝置2適用于檢測(cè)所述患者的軀干傾斜；c)借助于所述裝置2和可能的至少一個(gè)壓力傳感器14和可能的光學(xué)檢測(cè)器4，來(lái)檢測(cè)該患者預(yù)先建立的運(yùn)動(dòng)；d)將與階段c)中執(zhí)行的所述檢測(cè)相對(duì)應(yīng)的信號(hào)傳送到電子數(shù)據(jù)處理器5；
e)收集和處理來(lái)源于所述至少一個(gè)壓力傳感器14和/或來(lái)源于所述裝置2和/或來(lái)源于所述光學(xué)檢測(cè)器4的所述信號(hào)，以便獲得表示所述患者的步行和/或姿勢(shì)控制的參數(shù)。
特別地，階段c)包括可由傳感器記錄的一系列預(yù)先建立的運(yùn)動(dòng)，諸如前面敘述的那些。所述傳感器能夠?qū)⑿盘?hào)發(fā)送給個(gè)人計(jì)算機(jī)5，個(gè)人計(jì)算機(jī)5將獲取這些信號(hào)，并處理信號(hào)，以便計(jì)算有助于評(píng)估患者的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)能力的數(shù)值參數(shù)。
可以每一次根據(jù)患者類型和/或他的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)問(wèn)題來(lái)建立運(yùn)動(dòng)。例如，可以讓患者最初坐在椅子1上，并通過(guò)上述的皮帶22和支撐架24來(lái)佩戴該對(duì)測(cè)斜儀2。在這個(gè)位置上，測(cè)斜儀A和B與垂直軸對(duì)準(zhǔn)，該垂直軸將用作對(duì)軀干傾斜的參考。然后，要求患者依據(jù)Tinetti測(cè)試進(jìn)行下面的運(yùn)動(dòng)-運(yùn)動(dòng)1要求患者保持就坐的位置，將手放在膝蓋/大腿上；-運(yùn)動(dòng)2要求患者以自然的方式，不借助手的幫助從就坐的位置上站起；-運(yùn)動(dòng)3在患者從椅子上站起后，要求患者眼睛張開(kāi)，在豎直的位置保持站立大約20秒(第一個(gè)4秒被認(rèn)為是“立即的(immediate)站立”，剩余的被認(rèn)為是“延長(zhǎng)的站立”)；-運(yùn)動(dòng)4要求患者眼睛閉著保持豎直位置大約15秒；-運(yùn)動(dòng)5要求患者在該位置(on the spot)繞自身進(jìn)行完全360度的轉(zhuǎn)身；-運(yùn)動(dòng)6要求患者抵擋由醫(yī)生施加在胸骨的水平方向上的三次輕推；-運(yùn)動(dòng)7要求患者在一對(duì)光學(xué)單元4之間執(zhí)行直向的步行運(yùn)動(dòng)；-運(yùn)動(dòng)8要求患者再次坐到椅子1上，同時(shí)操作員已經(jīng)將椅子拉近。
階段c)包括在測(cè)試期間通過(guò)檢測(cè)裝置來(lái)檢測(cè)患者的運(yùn)動(dòng)，該檢測(cè)裝置可以包括例如上述的壓力傳感器14、測(cè)斜儀2和光學(xué)檢測(cè)器4。這些檢測(cè)裝置產(chǎn)生電信號(hào)，這些電信號(hào)可以通過(guò)電纜或根據(jù)上述優(yōu)選的實(shí)施例以無(wú)線的方式傳送到個(gè)人計(jì)算機(jī)5。
特別地，在座位12上放置的壓力傳感器14用于監(jiān)測(cè)患者的存在，或者是監(jiān)測(cè)患者是否就座，并且在患者就坐的情況下，監(jiān)測(cè)他們的姿勢(shì)向右或向左的方向是對(duì)稱還是不平衡。同時(shí)，在扶手13上的壓力傳感器14用于驗(yàn)證在站起和/或坐下的運(yùn)動(dòng)期間，該患者是否倚靠在扶手上，并且在肯定的情況下，驗(yàn)證是否對(duì)扶手進(jìn)行了相等的倚靠。
光學(xué)傳感器4記錄患者沿著分隔開(kāi)它們的距離離開(kāi)和到達(dá)的時(shí)刻。
階段e)包括通過(guò)計(jì)算機(jī)5或其它數(shù)據(jù)處理器執(zhí)行的對(duì)數(shù)值參數(shù)收集的自動(dòng)計(jì)算，這些數(shù)值參數(shù)能夠量化患者在執(zhí)行測(cè)試期間的表現(xiàn)，特別是允許將這樣的表現(xiàn)分類為正?；蚋淖儭榱藢?shí)現(xiàn)這個(gè)目的，在上述個(gè)人計(jì)算機(jī)5或其它個(gè)人計(jì)算機(jī)的RAM存儲(chǔ)器內(nèi)加載用于處理獲取的信號(hào)并計(jì)算所述數(shù)值參數(shù)的程序，這已經(jīng)在第8頁(yè)第2段進(jìn)行敘述。
優(yōu)選地，上述的數(shù)值參數(shù)實(shí)質(zhì)上是形態(tài)參數(shù)(例如對(duì)于幅度、持續(xù)時(shí)間、速度等的測(cè)量)，并且對(duì)于組成測(cè)試的各個(gè)階段是不同的。通過(guò)使用在本領(lǐng)域公知的技術(shù)，可以對(duì)它們進(jìn)行進(jìn)一步地處理和組合，優(yōu)選地為了獲取單一的表現(xiàn)指標(biāo)，根據(jù)該表現(xiàn)指標(biāo)，通過(guò)與合適的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)值進(jìn)行比較，醫(yī)生可以表達(dá)關(guān)于患者表現(xiàn)正?；虍惓５呐袛唷Ｌ鎿Q地，也可以采用對(duì)于評(píng)估患者表現(xiàn)有用或適合的其它形式的參數(shù)化方式和/或其它的表現(xiàn)指標(biāo)。
根據(jù)本發(fā)明的方法可以設(shè)計(jì)使用前面敘述的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括放置在椅子1的扶手13上的壓力傳感器14。通過(guò)這些壓力傳感器，就可以評(píng)估患者是否使用扶手13來(lái)站起或坐下，并測(cè)量任何倚靠的對(duì)稱性和它的量，并從而測(cè)量該倚靠對(duì)于執(zhí)行該任務(wù)的重要性。通過(guò)采用這種方式，使用客觀的數(shù)據(jù)點(diǎn)使該方法得到有利的豐富，這些數(shù)據(jù)點(diǎn)對(duì)于更好地表征表現(xiàn)是很有用的。另外，扶手的存在以及使用這些扶手的可能性增加了患者鎮(zhèn)靜和安全的程度，并且有助于減少跌落的危險(xiǎn)。
本發(fā)明的方法還可以替換地或者相結(jié)合地包括使用上述的光學(xué)檢測(cè)器4，這些光學(xué)檢測(cè)器沿著患者必須遇到的路線進(jìn)行設(shè)置。預(yù)先設(shè)置所述光學(xué)檢測(cè)器4有助于提供關(guān)于患者沿著所述檢測(cè)器之間的路線的離開(kāi)時(shí)間和到達(dá)時(shí)間的附加數(shù)據(jù)點(diǎn)，并從而能夠以更高的準(zhǔn)確性測(cè)量歷經(jīng)時(shí)間，而歷經(jīng)時(shí)間取決于良好或是不良的行走。這帶來(lái)的是，可以觀察到可能跌倒的額外指示，并對(duì)其加以照料。
而且，仍然是可以替換地或相結(jié)合地，上述方法可以設(shè)計(jì)一種諸如前面敘述的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。很明顯這樣的系統(tǒng)具有非常大的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)樵撓到y(tǒng)允許必須執(zhí)行Tinetti測(cè)試的患者完全自由的運(yùn)動(dòng)，因此可以得到最自然的測(cè)試條件，這在某種程度上是不能通過(guò)電纜傳輸?shù)玫酵缺Ｕ系?。?shí)際上，在通過(guò)電纜傳輸?shù)臈l件下，特別是，在患者必須執(zhí)行轉(zhuǎn)身的運(yùn)動(dòng)5時(shí)，他們必須得到持握電纜的操作員的協(xié)助，否則患者自己必須在將電纜握在手中的同時(shí)將他們的手臂舉過(guò)頭頂，以避免它們纏繞自己，而采用這樣的方式改變了他們的運(yùn)動(dòng)，并從而使測(cè)試結(jié)果失真。而且，由于無(wú)線傳輸，在階段8期間，當(dāng)操作員拉近患者的椅子時(shí)，不會(huì)受到電纜的妨礙。
預(yù)先設(shè)置連接到電子數(shù)據(jù)處理器5的按鈕使得操作員能夠隨后從運(yùn)動(dòng)神經(jīng)功能測(cè)試系統(tǒng)的一個(gè)功能單元移動(dòng)到另一個(gè)功能單元，以便更接近地追隨患者，并更容易和更精確地標(biāo)記每個(gè)階段的開(kāi)始和結(jié)束，而不會(huì)被迫返回到所述數(shù)據(jù)處理器。
從前面到現(xiàn)在所敘述的內(nèi)容，可以很明顯看到，諸如前面敘述的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)功能測(cè)試系統(tǒng)和用于檢測(cè)、收集和處理運(yùn)動(dòng)神經(jīng)功能測(cè)試的參數(shù)的方法通過(guò)即使不是完全消除也將Tinetti測(cè)試自身的主觀特性減少到最小程度，使得能夠提供完全客觀的評(píng)估。
而且，引入了檢測(cè)參數(shù)，這些檢測(cè)參數(shù)毫無(wú)疑問(wèn)提高了測(cè)試結(jié)果的客觀性，并且改善了對(duì)于受測(cè)試的患者跌倒危險(xiǎn)的估計(jì)。
最后，測(cè)試的執(zhí)行條件被再次得到顯著的提高，這有利于獲得最佳結(jié)果，這些結(jié)果是諸如不可能采用已知技術(shù)的系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
權(quán)利要求
1.一種運(yùn)動(dòng)神經(jīng)功能測(cè)試系統(tǒng)，包括用于運(yùn)動(dòng)神經(jīng)功能測(cè)試的椅子(1)，該椅子包括具有至少一個(gè)壓力傳感器(14)的座位(12)和每個(gè)均具有至少一個(gè)壓力傳感器(14)的扶手(13)；適用于檢測(cè)患者軀干的傾斜的裝置(2))；以及電子數(shù)據(jù)處理器(5)，用于接收由所述至少一個(gè)壓力傳感器(14)和所述裝置(2)在受到激勵(lì)時(shí)所發(fā)出的信號(hào)，以及收集所述信號(hào)和處理相應(yīng)的描述參數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)功能測(cè)試系統(tǒng)，還包括至少一對(duì)光學(xué)檢測(cè)器(4)，該光學(xué)檢測(cè)器設(shè)置在所述患者必須遇到的建立路線的開(kāi)始和結(jié)束的位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)功能測(cè)試系統(tǒng)，其中使用無(wú)線技術(shù)來(lái)執(zhí)行從所述壓力傳感器(14)、從所述裝置(2)和從所述一對(duì)光學(xué)檢測(cè)器(4)向所述電子數(shù)據(jù)處理器(5)的信號(hào)傳輸。
4.運(yùn)動(dòng)神經(jīng)功能測(cè)試系統(tǒng)，在座位(12)上的至少一個(gè)壓力傳感器(14)；適用于檢測(cè)患者軀干的傾斜的裝置(2)；至少一對(duì)光學(xué)檢測(cè)器(4)，該光學(xué)檢測(cè)器設(shè)置在患者必須遇到的建立路線的開(kāi)始和結(jié)束的位置；以及電子數(shù)據(jù)處理器(5)，用于接收由所述至少一個(gè)壓力傳感器(14)、所述裝置(2)和所述一對(duì)光學(xué)檢測(cè)器(4)在受到激勵(lì)時(shí)發(fā)出的信號(hào)，以及收集所述信號(hào)，并處理相應(yīng)的描述參數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)功能測(cè)試系統(tǒng)，其中使用無(wú)線技術(shù)來(lái)執(zhí)行從所述壓力傳感器(14)、從所述裝置(2)和從所述一對(duì)光學(xué)檢測(cè)器(4)向所述電子數(shù)據(jù)處理器(5)的信號(hào)傳輸。
6.運(yùn)動(dòng)神經(jīng)功能測(cè)試系統(tǒng)，包括用于運(yùn)動(dòng)神經(jīng)功能測(cè)試的椅子(1)，該椅子具有設(shè)置在座位(12)上的至少一個(gè)壓力傳感器(14)；適用于檢測(cè)患者軀干的傾斜的裝置(2))；以及電子數(shù)據(jù)處理器(5)，用于接收由所述至少一個(gè)壓力傳感器(14)和所述裝置(2)在受到激勵(lì)時(shí)所發(fā)出的信號(hào)，以及收集所述信號(hào)和處理相應(yīng)的描述參數(shù)，其中，使用無(wú)線技術(shù)來(lái)執(zhí)行向所述電子數(shù)據(jù)處理器(5)的信號(hào)傳輸。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任何一個(gè)權(quán)利要求的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)功能測(cè)試系統(tǒng)，還包括接口(6)，該接口用于對(duì)于發(fā)往所述電子數(shù)據(jù)處理器(5)的所述信號(hào)的獲取進(jìn)行啟用/禁用。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任何一個(gè)權(quán)利要求的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)功能測(cè)試系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)壓力傳感器(14)被安裝在柔性支架上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)功能測(cè)試系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)壓力傳感器(14)是薄型電阻式傳感器，它是通過(guò)在兩個(gè)柔性聚合物片之間放置感應(yīng)膜來(lái)制成的，在座位(12)上的所述至少一個(gè)壓力傳感器優(yōu)選地是Interlink Electronics Europe FSR154型號(hào)，同時(shí)在扶手(13)上的壓力傳感器優(yōu)選地是Interlink Electronics Europe FSR648AS型號(hào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任何一個(gè)權(quán)利要求的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)功能測(cè)試系統(tǒng)，其中適用于檢測(cè)患者軀干的傾斜的所述裝置(2)包括一對(duì)測(cè)斜儀(A，B)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)功能測(cè)試系統(tǒng)，其中所述一對(duì)測(cè)斜儀(A，B)由第一測(cè)斜儀(A)和第二測(cè)斜儀(B)構(gòu)成，第一測(cè)斜儀被指定用于測(cè)量患者的軀干在前后平面上的傾斜，第二測(cè)斜儀被指定用于測(cè)量所述患者的軀干在中-側(cè)平面上的傾斜。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)功能測(cè)試系統(tǒng)，其中所述一對(duì)(2)測(cè)斜儀(A，B)是Midori Precision PMP-S30TX型號(hào)。
13.根據(jù)權(quán)利要求10至12中任何一個(gè)權(quán)利要求的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)功能測(cè)試系統(tǒng)，其中所述一對(duì)(2)測(cè)斜儀(A，B)被安裝在支架(15)上，以允許將所述測(cè)斜儀(A，B)的最大靈敏度的相應(yīng)平面定向?yàn)楸舜舜怪薄?br>
14.根據(jù)權(quán)利要求13的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)功能測(cè)試系統(tǒng)，其中所述支架(15)包括兩個(gè)平行的內(nèi)板(16)和外板(17)，它們以一個(gè)板環(huán)繞垂直于它們平面的軸相對(duì)于另一個(gè)板進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的方式彼此相連。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)功能測(cè)試系統(tǒng)，其中所述內(nèi)板(16)通過(guò)鈕孔(23)可移動(dòng)地安裝到彈性皮帶(22)上，并通過(guò)兩個(gè)相應(yīng)的鈕孔(25)與兩個(gè)支撐架(24)嚙合，以使患者能夠穿戴所述一對(duì)測(cè)斜儀(2)。
16.根據(jù)權(quán)利要求2、3、5以及從權(quán)利要求7至15中的任何一個(gè)權(quán)利要求的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)功能測(cè)試系統(tǒng)，其中所述至少一對(duì)光學(xué)檢測(cè)器(4)被表示為兩對(duì)光學(xué)單元、或兩對(duì)光學(xué)單元-反射器、或適合用來(lái)檢測(cè)患者的通過(guò)的類似裝置。
17.根據(jù)權(quán)利要求1至16中任何一個(gè)權(quán)利要求的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)功能測(cè)試系統(tǒng)，其中所述接口(6)對(duì)從所述壓力傳感器(14)和/或從一對(duì)測(cè)斜儀(2)和/或從一對(duì)光學(xué)檢測(cè)器(4)獲取電子信號(hào)進(jìn)行啟用/禁用。
18.根據(jù)權(quán)利要求3和從權(quán)利要求5至17中任何一個(gè)權(quán)利要求的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)功能測(cè)試系統(tǒng)，其中所述電子信號(hào)的傳輸使用射頻系統(tǒng)來(lái)執(zhí)行，特別地根據(jù)Bluetooth 1.1國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)等來(lái)執(zhí)行。
19.根據(jù)權(quán)利要求1至18中任何一個(gè)權(quán)利要求的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)功能測(cè)試系統(tǒng)，還包括連接到所述電子數(shù)據(jù)處理器(5)的按鈕(3)，以便指示組成運(yùn)動(dòng)神經(jīng)功能測(cè)試的各個(gè)階段的開(kāi)始和可能的結(jié)束。
20.一種用于捕獲和收集信號(hào)并將這些信號(hào)處理為運(yùn)動(dòng)神經(jīng)功能測(cè)試的相應(yīng)參數(shù)的方法，該方法包括下面的順序階段a)提供依據(jù)權(quán)利要求1至19中任何一個(gè)權(quán)利要求的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)功能測(cè)試系統(tǒng)；b)將適用于檢測(cè)所述患者軀干的傾斜的裝置(2)施用到待測(cè)患者上；c)借助于所述裝置(2)和可能的至少一個(gè)壓力傳感器(14)和可能的光學(xué)檢測(cè)器(4)來(lái)檢測(cè)該患者預(yù)先建立的運(yùn)動(dòng)；d)將階段c)中獲得的與所述檢測(cè)相對(duì)應(yīng)的信號(hào)傳送給電子數(shù)據(jù)處理器(5)；e)收集和處理來(lái)源于所述至少一個(gè)壓力傳感器(14)和/或來(lái)源于所述裝置(2)和/或來(lái)源于所述光學(xué)檢測(cè)器(4)的所述信號(hào)，以獲得表示所述患者的步行和/或姿勢(shì)控制的參數(shù)。
21.權(quán)利要求20的方法，其中通過(guò)分別在所述壓力傳感器(14)、所述裝置(2)和所述至少一對(duì)光學(xué)傳感器(4)之間檢測(cè)壓力變化和/或傾斜變化和/或通過(guò)變化，來(lái)實(shí)現(xiàn)所述檢測(cè)階段c)。
22.根據(jù)權(quán)利要求20或21的方法，其中使用電纜或無(wú)線技術(shù)進(jìn)行所述傳輸階段。
23.根據(jù)權(quán)利要求20、21或22的方法，其中所述通過(guò)所述電子數(shù)據(jù)處理器(5)收集和處理來(lái)源于所述壓力傳感器(14)和/或來(lái)源于所述裝置(2)和/或來(lái)源于所述至少一對(duì)光學(xué)傳感器(4)的信號(hào)的階段包括將信號(hào)變換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，所述參數(shù)是從該數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)中獲得的。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中前述的參數(shù)是數(shù)值形態(tài)參數(shù)，為了獲得單一的表現(xiàn)指標(biāo)，還可以對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行進(jìn)一步的處理和組合。
全文摘要
本發(fā)明涉及運(yùn)動(dòng)神經(jīng)功能測(cè)試系統(tǒng)，以及捕獲和收集信號(hào)并將這些信號(hào)處理為運(yùn)動(dòng)神經(jīng)功能測(cè)試的相應(yīng)參數(shù)的處理的方法。特別地，所述系統(tǒng)和方法涉及在評(píng)估由Tinetti測(cè)試所規(guī)定的平衡期間對(duì)患者的表現(xiàn)進(jìn)行量化。
文檔編號(hào)A61B5/11GK1933779SQ200380110592
公開(kāi)日2007年3月21日 申請(qǐng)日期2003年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月24日
發(fā)明者洛倫索·帕內(nèi)拉, 安杰洛·布伊扎, 雷莫·隆巴爾迪, 喬治·貝爾特拉米, 羅伯托·甘多爾菲 申請(qǐng)人:仁愛(ài)米拉索萊有限公司