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CN114099971A - 一种平衡康复装置 - Google Patents

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CN114099971A CN202111554728.5A CN202111554728A CN114099971A CN 114099971 A CN114099971 A CN 114099971A CN 202111554728 A CN202111554728 A CN 202111554728A CN 114099971 A CN114099971 A CN 114099971A
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Abstract

本发明公开了一种平衡康复装置，包含一音频刺激单元、一电子刺激单元及一控制单元，该音频刺激单元包含两个用于播送一拍频乐曲的扬声器，该电子刺激单元包含复数个第一电刺激媒介及两个第二电刺激媒介，其中两个第一电刺激媒介对应于使用者的双脸颊，两个第一电刺激媒介对应于使用者的两侧小脑，两个第二电刺激媒介分别对应于使用者的两个耳后乳突，该控制单元电连接于扬声器、第一电刺激媒介及第二电刺激媒介，并可同时控制扬声器、第一电刺激媒介及第二电刺激媒介运作，使使用者能提高平衡力的康复效率。

Description

一种平衡康复装置
技术领域
本发明涉及康复装置领域，具体涉及一种平衡康复装置。
背景技术
根据文献统计，平均有三分之一的老人每年因平衡问题而跌倒至少一次，而老人跌倒后容易因此失能而影响生活质量，也会造成大量医疗负担，因此，找到一种康复系统去改善平衡能力，对于高龄者是极为重要的。
发明内容
本发明要解决的技术问题是老人跌倒后容易因此失能而影响生活质量，也会造成大量医疗负担，平衡能力丧失，但又没有适用于老年人的平衡康复装置，本发明提供一种平衡康复装置，能够通过设置有扬声器、第一电刺激媒介、第二电刺激媒介的平衡康复装置使使用者能于单次疗程中同时获得多重刺激，活化小脑平衡中枢，提高平衡力的康复效率，结构简单，便于使用，用以解决现有技术导致的缺陷。
为解决上述技术问题本发明提供以下的技术方案：
本发明提供一种平衡康复装置，用于供使用者使用，该平衡康复装置包含支架单元、音频刺激单元、电子刺激单元及控制单元。
该支架单元对应于该使用者的头型，且包含两对对应于使用者双耳的耳部、及一连接于该耳部之间且朝上跨过该使用者头顶的顶侧部，该音频刺激单元包含两个设置于所述耳部的扬声器，所述扬声器用于对使用者的双耳播送一拍频乐曲，该拍频乐曲具有一音频频率差，该电子刺激单元包含两个连接于两对所述耳部且朝前分别延伸至使用者的双脸颊的前延伸片、一连接于两对所述耳部之间且朝后跨过该使用者的后颅的后延伸片、复数第一电刺激媒介，及两个第二电刺激媒介，其中两个所述第一电刺激媒介分别设置于前延伸片以对应使用者的双脸颊，其中两个所述第一电刺激媒介的其中两者设置于后延伸片以分别对应于使用者的两侧小脑，两个所述第二电刺激媒介设置于该后延伸片内侧以分别对应于该使用者的两个耳后乳突，所述第一电刺激媒介与所述第二电刺激媒介用于对该使用者的头部输出电流以进行经颅电刺激或输出电磁脉冲以进行经颅磁刺激，所述控制单元电连接所述扬声器、所述第一电刺激媒介及所述第二电刺激媒介，且储存有该拍频乐曲的数字信息，并可同时控制扬声器播送该拍频乐曲，及所述第一电刺激媒介及所述第二电刺激媒介发出物理刺激。
本发明一种平衡康复装置提供的技术方案具有以下技术效果：
设置有扬声器、第一电刺激媒介、第二电刺激媒介的平衡康复装置能够使使用者能于单次疗程中同时获得多重刺激，活化小脑平衡中枢，提高平衡力的康复效率，结构简单，便于使用。
附图说明
图1是本发明一种平衡康复装置的第一实施例的立体图；
图2是该第一实施例于另一视角的立体图；
图3是该第一实施例的系统结构图；
图4是该第一实施例的不完整的前视图；
图5是该第一实施例的不完整的侧视图；
图6是该第一实施例的不完整的后视图；
图7是受测者于收听拍频乐曲后的磁共振成像影像；
图8是受测者于收听另拍频乐曲后的磁共振成像影像；
图9是本发明平衡康复装置的第二实施例的立体图；
图10是该第二实施例的系统方块图；
图11是受测者于接受光频刺激后的磁共振成像影像；
图12是受测者于接受另光频刺激后的磁共振成像影像；
图13是本发明平衡康复装置的第三实施例的立体图；
图14是本发明平衡康复装置的第四实施例的立体图。
其中，附图标记如下：
2:支架单元、21:耳部、22:顶侧部、3:音频刺激单元、31:扬声器、4:电子刺激单元、41:前延伸片、42:后延伸片、43:第一电刺激媒介、431:导电柱、44:第二电刺激媒介、5:控制单元、6:防护单元、61:安全吊带、62:固定绳、7:训练单元、71:平衡板、72:控制盒、73:显示器、74:足刺激垫、741:基部、742:足刺激部、75:踩踏板、76:指示灯、77:底座、78:振动模块、79:振动板、81:振动绑带、9:显示与光频刺激单元、S1、S2、S3、S4:活化区域。
具体实施方式
为了使发明实现的技术手段、创造特征、达成目的和功效易于明白了解，下结合具体图示，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的一部分实施例，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。
须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
本发明的一较佳实施例是提供一种平衡康复装置，目的是通过设置有扬声器、第一电刺激媒介、第二电刺激媒介的平衡康复装置使使用者能于单次疗程中同时获得多重刺激，活化小脑平衡中枢，提高平衡力的康复效率，结构简单，便于使用。
参阅图1、2、3，本发明一种平衡康复装置的第一实施例，用于供使用者使用，该平衡康复装置包含一支架单元2、一音频刺激单元3、一电子刺激单元4、一控制单元5、一防护单元6，及一训练单元7。
参阅图4、5、6，该支架单元2对应于该使用者的头型，且包含二对对应于该使用者双耳的耳部21，及一连接于耳部21之间且朝上跨过该使用者头顶的顶侧部22。
该音频刺激单元3包含两个设置于耳部21的扬声器31，扬声器31用于对该使用者的双耳播送拍频乐曲(Frequency Following Response Music)，该拍频乐曲具有音频频率差，于本实施例中，该拍频乐曲的音频频率差介于16Hz-29Hz，可以活化小脑平衡中枢。
该电子刺激单元4包含两个连接于耳部21且朝前分别延伸至该使用者双脸颊的前延伸片41、一个连接于两对耳部21之间且朝后跨过该使用者后颅的后延伸片42、复数个第一电刺激媒介43，及两个第二电刺激媒介44。
其中两个第一电刺激媒介43分别设置于前延伸片41以对应该使用者的双脸颊，且作为参考电极(cathode)之用，其中两个第一电刺激媒介43设置于后延伸片42以分别对应于该使用者的两侧小脑，且作为刺激电极(anode)之用，两个第二电刺激媒介44设置于该后延伸片42的内侧以分别对应于该使用者的两个耳后乳突(mastoid process)；于本实施例中，第一电刺激媒介43的物理刺激为进行经颅直流电刺激(transcranial direct currentstimulation,tDCS)的直流电，电流大小介于0.5mA-2mA，电流密度介于0.03mA/cm2-0.09mA/cm2，但不限于此，也能够是进行经颅磁刺激(transcranial magneticstimulation,TMS)的电磁脉冲，电磁频率介于1-20Hz，第二电刺激媒介44的电流大小介于0.5mA-2mA，电流密度介于0.03mA/cm2-0.09mA/cm2。
第一电刺激媒介43中设置于后延伸片42且对应于该使用者小脑的两者具有复数平行设置以输出物理刺激的导电柱431。
参阅图1、3、5，该控制单元5电连接扬声器31、第一电刺激媒介43及第二电刺激媒介44，且储存有该拍频乐曲的数字信息，并可同时控制扬声器31播送该拍频乐曲、第一电刺激媒介43及第二电刺激媒介44发出物理刺激；于本实施例中，该控制单元5为一个计算机。
该防护单元6包含供使用者穿戴的安全吊带61，及一连接该安全吊带61并用于连接于位于上方固定物的固定绳62；于本实施例中，该安全吊带61为类似登山攀岩时所使用的护具。
该训练单元7包含供使用者站立的平衡板71、一电连接该平衡板71的控制盒72、一电连接该控制盒72的显示器73，及一用来供使用者踩踏的足刺激垫74。
该平衡板71可输出一对应自身的姿态的感测信号，该控制盒72接收该感测信号并控制使该显示器73显示一对应该感测信号的显示影像。
该足刺激垫74具有一可卸离地设置于该平衡板71上的基部741，及复数个自该基部741朝上突出的足刺激部742。
使用时，使用者先配戴该支架单元2及穿戴该防护单元6，并在该安全吊带61及该固定绳62的安全辅助下，透过该足刺激垫74而站立于该平衡板71，接着该控制单元5会控制使扬声器31播送该拍频乐曲，并使第一电刺激媒介43及第二电刺激媒介44对相对应的脑区发出物理刺激，如此就能使该使用者同时受到该拍频乐曲及脑区的刺激，以及受到该足刺激垫74的足刺激部742所带来的本体感觉刺激。
接着当该使用者于该平衡板71上改变姿态时，该控制盒72透过该平衡板71的感测信号而于该显示器73上显示相对应的影像，以使该使用者能藉以改变自身的动作而操作该显示器73上的影像；于本实施例中，该显示器73上所显示的影像例如是迷宫，藉由于该平衡板71上改变动作而能达到于该迷宫中移动的效果，进而能锻炼该使用者的平衡能力。
补充说明的是，本案中对应第一电刺激媒介43、第二电刺激媒介44的物理刺激所对平衡康复带来的影响的试验结果，已由Fujimoto,C.,et al.,Noisy galvanicvestibular stimulation induces a sustained improvement in body balance inelderly adults.Sci Rep,2016.6:p.37575.及Goel,R.,et al.,Using Low Levels ofStochastic Vestibular Stimulation to Improve Balance Function.PLoS One,2015.10(8):p.e0136335.的文献得到证明，而经Corbin,D.M.,et al.,The effect oftextured insoles on postural control in double and single limb stance.J SportRehabil,2007.16(4):p.363-72.及Annino,G.,et al.,The efficacy of plantarstimulation on human balance control.Somatosens Mot Res,2015.32(3):p.200-5.的研究显示，站立于具有突起颗粒的鞋垫时能提升本体感觉刺激也可增进平衡功能。
另外，参阅图7，由一受试者收听该音频频率差为16-29Hz的该拍频乐曲时，对该受测者拍摄磁共振成像(MRI)影像，可以看出MRI脑部定位坐标(79,95,68)处(即图7中十字交叉处的白色活化区域S1)产生活化，参阅图8，由另一受试者收听该音频频率差为25-29Hz的该拍频乐曲时，对该受测者拍摄磁共振成像影像，可以看出MRI脑部定位坐标处(即图8中十字交叉处的黑色活化区域S2)产生活化，由于活化区域S1、S2是对应于人体脑部的平衡区处，因此足以证明收听该音频频率差范围内的拍频乐曲能够对人体脑部的平衡区带来影响。
参阅图9、10，本发明的第二实施例是类似于该第一实施例，其差异之处在于：
该训练单元7包含该平衡板71、该控制盒72，及该足刺激垫74。
该平衡康复装置还包含一显示与光频刺激单元9，该显示与光频刺激单元9设置于该支架单元2且电连接该控制单元5并可与该控制盒72讯号连接；于本实施例中，该显示与光频刺激单元9为一种虚拟图像显示器。
该显示与光频刺激单元9可受该控制单元5控制在显示模式、训练模式及光频刺激模式之间切换显示。
于该显示模式及该训练模式时，该显示与光频刺激单元9显示虚拟图像供该使用者的双眼观看，于该光频刺激模式时，该显示与光频刺激单元9以闪烁画面刺激该使用者的双眼；于本实施例中，该虚拟图像为VR虚拟现实影像。
于该显示模式时，该虚拟图像可用以显示对应该平衡板71的感测信号，该虚拟图像与该显示与光频刺激单元9维持相同的坐标系统，当该显示与光频刺激单元9移动时，该虚拟图像与该显示与光频刺激单元9同动而使该使用者不会感到该虚拟图像移动。
于该训练模式时，该虚拟图像与该显示与光频刺激单元9为不同坐标系统，当该显示与光频刺激单元9移动时，该虚拟图像坐标不移动而使该使用者能查觉该虚拟图像往相反方向移动；于本实施例中，该虚拟图像可用以显示一固定目标物，当该使用者快速转动头部以远离该固定目标物时，由于该虚拟图像坐标不移动，因此该使用者可以在远离该固定目标物的过程中，使用眼睛余光注视着该固定目标物，由来回地反复注视训练，就能进一步锻炼该使用者的前庭功能，进而提升平衡能力。
此外，以闪烁画面刺激该使用者的双眼也能够改善该使用者的平衡能力。于本实施例中，该显示与光频刺激单元9于该光频刺激模式时，该显示与光频刺激单元9显示的闪烁画面是以一预定光频率闪烁，该预定光频率介于25Hz-50Hz，参阅图11，是以一受测者接收该预定光频率为25Hz的光频刺激后，对该受测者拍摄磁共振成像影像，可以看出MRI脑部定位的对应位置处(即图11中圆圈内的白色活化区域S3)产生活化，参阅图12，是以一受测者接收该预定光频率为40Hz的光频刺激后，对该受测者拍摄磁共振成像影像，可以看出MRI脑部定位的对应位置处(即图12中圆圈内的白色活化区域S4)产生活化，由于活化区域S3、S4是对应代表运动皮质区与小脑区产生功能链接，因此足以证明接受光频刺激能够对平衡带来影响。在其它的实施态样中，该显示与光频刺激单元9于该光频刺激模式时，该显示与光频刺激单元9显示的闪烁画面是以一光频频率差分别刺激该使用者的双眼。
如此，该第二实施例也可达到与上述第一实施例相同的目的与功效。
参阅图13，本发明的第三实施例是类似于该第一实施例，其差异之处在于：
该训练单元7包含九个以数组型式间隔设置于地面以供该使用者踩踏的踩踏板75、九个分别设置于踩踏板75上的指示灯76、电连接踩踏板75及指示灯76的该控制盒72、电连接该控制盒72的该显示器73，及九个分别设置于踩踏板75上的足刺激垫74。
每一踩踏板75可输出一对应自身是否被踩踏的踩踏信号，该控制盒72接收踩踏信号并控制使该显示器73显示一对应踩踏信号的显示影像。
于本实施例中，该显示影像为对应踩踏板75的九宫格图像，该控制盒72控制使指示灯76的其中一者发光，该使用者即可根据发光的指示灯76的位置而透过相对应的足刺激垫74踩踏相对应的踩踏板75，该控制盒72即可将是否踩踏正确的结果显示于该显示器73上，进而供该使用者锻炼平衡能力。
如此，该第三实施例也可达到与上述第一实施例相同的目的与功效。
参阅图14，本发明的第四实施例是类似于该第一实施例，其差异之处在于：
该训练单元7包含一底座77、一设置于该底座77的振动模块78、一设置并可受该振动模块78驱动而产生振动以供该使用者站立的振动板79、设置于该振动板79的该足刺激垫74、电连接该振动模块78的该控制盒72，及二可产生振动并用于固定于该使用者的振动绑带81，该振动板79及该振动绑带81的振动频率介于25Hz-250Hz之间；于本实施例中，振动绑带81用于固定于该使用者的小腿；
根据Chien,J.H.,et al.,Tactile stimuli affect long-range correlationsof strideinterval and stride length differently during walking.Exp Brain Res,2017.235(4):p.1185-1193.及Toosizadeh,N.,J.Mohler,and V.Marlinski,Lowintensity vibration of ankle muscles improves balance in elderly persons athigh risk of falling.PLoS One,2018.13(3):p.e0194720.的研究中显示，给与脚底或肌肉振动后皆可增进平衡能力，因此本实施例还能进一步提供振动以改善平衡能力。
如此，该第四实施例也可达到与上述第一实施例相同的目的与功效。
综上，本发明的一种平衡康复装置，能够通过设置有扬声器、第一电刺激媒介、第二电刺激媒介的平衡康复装置使使用者能于单次疗程中同时获得多重刺激，活化小脑平衡中枢，提高平衡力的康复效率，结构简单，便于使用。
以上对发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改做出若干简单推演、变形或替换，这并不影响发明的实质内容。

Claims (10)

1.一种平衡康复装置，用于供一使用者使用，其特征在于，所述平衡康复装置包含：
一支架单元，对应于该使用者的头型，且包含两对对应于该使用者双耳的耳部，及一连接于两对所述耳部之间且朝上跨过该使用者的头顶的顶侧部；
一音频刺激单元，包含两个设置于每对所述耳部的扬声器，所述扬声器用于对该使用者的双耳播送一拍频乐曲，该拍频乐曲具有一音频频率差；
一电子刺激单元，包含两个连接于所述耳部且朝前分别延伸至该使用者双脸颊的前延伸片、一个连接于两对所述耳部之间且朝后跨过该使用者后颅的后延伸片、复数个第一电刺激媒介、及两个第二电刺激媒介，其中两个所述第一电刺激媒介分别设置于所述前延伸片上以对应该使用者的双脸颊，其中两个所述第一电刺激媒介设置于所述后延伸片上以分别对应于该使用者的两侧小脑，两个所述第二电刺激媒介设置于所述后延伸片内侧以分别对应于该使用者的两个耳后乳突，所述第一电刺激媒介及所述第二电刺激媒介用于对该使用者的头部输出电流以进行经颅电刺激或输出电磁脉冲以进行经颅磁刺激；一控制单元，所述控制单元电连接于所述扬声器、所述第一电刺激媒介及所述第二电刺激媒介，所述控制单元储存有所述拍频乐曲的数字信息，并可同时控制所述扬声器播送该拍频乐曲、及所述第一电刺激媒介及所述第二电刺激媒介发出物理刺激。
2.如权利要求1所述的一种平衡康复装置，其特征在于，该拍频乐曲的音频频率差介于16Hz-29Hz；
所述第一电刺激媒介为输出直流电的型式时，电流大小介于0.5mA-2mA，电流密度介于0.03mA/cm2-0.09mA/cm2；
所述第一电刺激媒介为输出电磁脉冲的型式时，电磁频率介于1-20Hz；
所述第二电刺激媒介的电流大小介于0.5mA-2mA，电流密度介于0.03mA/cm2-0.09mA/cm2；
所述第一电刺激媒介中设置于后延伸片且对应于该使用者的小脑的两者具有复数平行设置以输出物理刺激的导电柱。
3.如权利要求1所述的一种平衡康复装置，其特征在于，还包含一显示与光频刺激单元，所述显示与光频刺激单元设置于所述支架单元上且电连接所述控制单元，并可于显示模式与光频刺激模式之间切换；
于该显示模式时，该显示与光频刺激单元显示一虚拟图像供该使用者的双眼观看；
于该光频刺激模式时，该显示与光频刺激单元以闪烁画面刺激该使用者的双眼，所述闪烁画面是以一预定光频率闪烁或以一光频频率差分别刺激该使用者的双眼；
所述预定光频率介于25Hz-50Hz。
4.如权利要求3所述的一种平衡康复装置，其特征在于，所述显示与光频刺激单元还可切换至训练模式；
于该显示模式时，虚拟图像与所述显示与光频刺激单元维持相同的坐标系统，当所述显示与光频刺激单元移动时，所述虚拟图像与所述显示与光频刺激单元同动而使使用者不会感到该虚拟图像移动；
于该训练模式时，虚拟图像与所述显示与光频刺激单元为不同坐标系统，当所述显示与光频刺激单元移动时，所述虚拟图像坐标不移动而使使用者能查觉该虚拟图像往相反方向移动。
5.如权利要求1所述的一种平衡康复装置，其特征在于，还包含一训练单元，该训练单元包含一供使用者站立的平衡板、一电连接该平衡板的控制盒、及一电连接该控制盒的显示器，所述平衡板可输出一对应自身的姿态的感测信号，所述控制盒接收所述感测信号并控制使所述显示器显示一对应该感测信号的显示影像。
6.如权利要求1所述的一种平衡康复装置，其特征在于，还包含一训练单元，该训练单元包含复数间隔设置于地面以供使用者踩踏的踩踏板、一电连接该踩踏板的控制盒，及一电连接该控制盒的显示器，每一所述踩踏板可输出一对应自身是否被踩踏的踩踏信号，所述控制盒接收所述踩踏信号并控制使所述显示器显示一对应所述踩踏信号的显示影像；
所述踩踏板上设置有指示灯。
7.如权利要求1所述的一种平衡康复装置，其特征在于，还包含一训练单元，该训练单元包含一底座、一设置于该底座上的振动模块、一设置并可受该振动模块驱动而产生振动以供使用者站立的振动板、及一电连接该振动模块的控制盒，所述振动板的振动频率介于25Hz-250Hz之间。
8.如权利要求1所述的一种平衡康复装置，其特征在于，还包含一训练单元，该训练单元包含至少一个可产生振动并用于固定于使用者的振动绑带，所述振动绑带的振动频率介于25Hz-250Hz之间。
9.如权利要求1所述的一种平衡康复装置，其特征在于，还包含一训练单元，该训练单元包含一用来供使用者踩踏的足刺激垫，所述足刺激垫具有一基部、及复数个自所述基部朝上突出的足刺激部。
10.如权利要求1所述的一种平衡康复装置，其特征在于，还包含一防护单元，该防护单元包含一供使用者穿戴的安全吊带，及一连接该安全吊带并用于连接于位于上方的固定物的固定绳。
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