一種基于神經(jīng)訓導的一對多康復訓練的分布式控制方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于計算機輔助的分布式肢體功能障礙的患者自主康復技術領域。
【背景技術】
[0002]自20世紀40年代成立獨立的康復醫(yī)學科以來，國內外通用的物理治療PT (physical therapy)方法，包括bobath (發(fā)明人名字)、Rood (發(fā)明人名字)、Brunnstrom(發(fā)明人名字)、PNF(Propr1ceptive Neuromuscular Facilitat1n 本體感神經(jīng)肌肉促進法)和MRP(motor relearning program)等，均為徒手操作方法，均不需要設備，常以“一張治療床、一個治療師、徒手給患者進行以被動關節(jié)活動、原始反射和輸入性刺激為主的康復訓練模式”。該種一對一被動運動為主的訓練模式，除了治療效率低和治療師勞動強度大之外，尚由于缺乏患者的主動運動，促進中樞神經(jīng)發(fā)生可塑性變化和功能重組的作用甚小，故這種方法恢復喪失的運動功能的作用甚微。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的在于，是在一個分布式計算機通信控制網(wǎng)絡系統(tǒng)中依次按以下步驟實現(xiàn)的:
[0004]步驟(I)，構建一個基于神經(jīng)訓導的一對多康復訓練的分布式計算機通信控制網(wǎng)絡，包括:一臺上位機以及η臺按網(wǎng)絡傳輸控制協(xié)議與所述上位機進行雙向通信控制的下位機，η為有限的正整數(shù)，其中:
[0005]上位機，包括:
[0006]多屏幕的雙圖像的實時訓練或/和虛擬模擬訓練的顯示屏，簡稱多屏幕顯示屏，
[0007]所述上位機:
[0008]至少還包括下述各功能模塊組件1:
[0009]數(shù)據(jù)庫模塊11，控制模式選擇模塊12，虛模信息包緩存模塊13，上位機存儲模塊14，上位機中斷處理模塊15，上位機無線通信模塊16，實時或虛模訓練圖像顯示用的顯示驅動模塊17，上位機故障報警模塊18，其中:
[0010]控制模式選擇模塊12，以下簡稱模式選擇模塊12，設有:主動啟動控制模式、被動啟動控制模式、重新啟動控制模式以及隨機調用實時訓練圖像用的隨機調用控制模式，并設定各種模式的編號，其中:
[0011]主動啟動控制模式，簡稱主動模式，按設定的分布式康復訓練日程計劃以無線方式定時、成批地向各所述下位機下傳康復訓練用的虛模訓練數(shù)組，其中的數(shù)據(jù)項為:《控制模式編號，下傳時間，下位機序號，操作員姓名，虛模訓練信息包類別及序號》，所述類別為需康復的功能障礙類別，序號為所述類別內的虛模信息包的序號，
[0012]被動啟動控制模式，簡稱被動模式，應各所述下位機的隨機需要，下傳隨機訓練用的虛模訓練數(shù)組，其中的數(shù)據(jù)項為:《控制模式編號，下傳時間，下傳機序號，操作員姓名，虛模訓練信息包類別及序號》，
[0013]重新啟動控制模式，簡稱重啟模式，在所述上下位機中，任何一方在消除導致中斷的因素后，向對方主動發(fā)出的請求重新啟動受中斷的康復訓練用的虛模訓練數(shù)組，其中的數(shù)據(jù)項為:《控制模式編號，本機序號，重啟時間，操作員以及虛模訓練信息包的類別及序號》，
[0014]隨機調用控制模式，簡稱隨機模式，對應的隨機調用虛模訓練數(shù)組為:《控制模式序號，上位機序號，調用時間，操作員，被調用的下位機序號，待調用的虛模訓練信息包類別及序號》，以便上位機實時監(jiān)控，
[0015]數(shù)據(jù)庫模塊11，是一種康復訓練用的虛模訓練信息包數(shù)據(jù)庫，至少包括:音配像的配音講解經(jīng)絡傳導與肢體運動關系的潛能開發(fā)虛模訓練信息包，肢體運動康復治療用的所述虛模訓練信息包，康復對象至少包括上肢和下肢，軀干和頭頸，
[0016]上位機存儲模塊14，存儲的信息至少包括:潛能開發(fā)虛模信息包的類別號和序號，各所述虛模訓練信號的類別號及序號，上位機及各所述下位機的下述信息:序號，產(chǎn)品信息，維修信息，操作員信息，啟動用的密鑰，以及上位機工作日志，其中至少包括:使用日期、操作員、控制模式及編號、對應下位機的序號、下位機操作員、涉及的虛模訓練信息包類別號及序號、中斷信息，
[0017]中斷處理模塊15，設有:中斷處理數(shù)組，包括以下數(shù)據(jù)項:《請求方序號、中斷請求操作員、請求中斷的時刻、被中斷的訓練信息包的序號及類別號》，
[0018]下位機，設有下述功能模塊2，包括:控制模塊21，肢體康復治療模塊22，下位機存儲模塊23，下位機無線通信模塊24，虛模訓練包信息的雙圖像顯示驅動模塊25，緩存模塊27，中斷處理模塊28以及故障報警模塊26，除此之外，系統(tǒng)還設有CXD攝像頭及虛模訓練用的多屏幕雙圖像顯示屏，其中:
[0019]控制模塊21，至少設有:向上位機發(fā)出的修改本機存儲信息的請求數(shù)組，數(shù)據(jù)項為:《本機序號，操作員，請求時間，更改所涉及的存儲信息及更改結果》，實時訓練結束的請求數(shù)組，還要接收來自所述上位機的存儲信息和更改消息，
[0020]下位機存儲模塊23，存儲患者信息以及進行過的康復訓練項目名稱，虛模訓練信息類別、序號以及康復進度，
[0021]步驟2，所述上位機依次按以下步驟控制各所述下位機進行一對多的分布式肢體康復訓練:
[0022]步驟(2.1)，所述上位機在通電后先使用本機密碼開機，再在各下位機接通電源后用各下位機密鑰打開各下位機，
[0023]步驟(2.2)，所述上位機和下位機分別初始化:
[0024]所述上位機建立所述數(shù)據(jù)庫，并借助所述緩存模塊27，把所述數(shù)據(jù)庫內的數(shù)據(jù)全部無線存入所述上位機存儲模塊14，
[0025]所述下位機把從所述上位機下載的存儲信息經(jīng)下位機緩存模塊27輸入所述下位機存儲模塊23，初始時為空，
[0026]步驟(2.3)，所述上位機執(zhí)行主動模式，從所述上位機存儲模塊14中調出各所述下位機按康復訓練日程計劃提出的所需要的虛模訓練信息包經(jīng)上位機緩存模塊13緩存后，以無線方式下傳至各對應的所述下位機的肢體康復訓練用的存儲模塊23，同時下傳的還有所述的虛?？祻陀柧氂玫臐撃荛_發(fā)虛模訓練信息包，在所述上位機的雙屏幕顯示屏上播放配音圖像，此時，上位機操縱臺上設置的各所述下位機的工況顯示燈為綠色，進入主動模式，
[0027]步驟(2.4)，各所述下位機在收到步驟(2.3)發(fā)出的潛能開發(fā)虛模信息及所需的虛模信息后，在所述下位機的虛模訓練用的雙圖像顯示屏上顯示，同時啟動CCD攝像頭拍攝訓練過程并實時存入所述下位機的緩存模塊27，供所述上位機實時調取監(jiān)督，此時下位機操作臺上的工況顯示燈為綠色，進入康復訓練階段，
[0028]步驟(2.5)，在各所述下位機進入康復訓練階段下，所述上位機啟動隨機調用控制模式選擇模塊12，隨機控制任一下位機的控制模塊21，從緩存模塊27調出并向所述上位機發(fā)出康復訓練實時訓練圖像供上位機播放使用，上位機操作臺上的對應下位機的綠色工況顯示燈進入閃爍狀態(tài)，
[0029]同時，上位機的中斷處理模塊15或對應下位機的中斷處理模塊28 —旦在收到中斷信號后進行中斷處理，相應上位機或下位機的工況顯示燈由綠變紅，上位機操作臺上的對應下位機的工況顯示燈也由綠變紅，在重啟模式時，又都變成綠色，
[0030]步驟(2.6)，在執(zhí)行步驟(2.3)-步驟(2.5)時，已完成實時康復訓練任務的下位機，向所述上位機發(fā)出康復訓練完成的信息進行被動模式，相應位置的工況顯燈變成黃色，等待新的康復任務的到來，
[0031]步驟(2.7)，一旦所有的所述下位機當天的康復訓練任務全部執(zhí)行完畢，所有的下位機的和所述上位機的工況顯示燈全部熄滅，程序終止。
[0032]在康復訓練用的虛模信息數(shù)據(jù)庫中還包括:嬰幼兒肢體康復的虛模訓練信息包，偏癱、截癱、面癱、小兒腦癱神經(jīng)康復訓導虛模訓練信息包，肺功能障礙神經(jīng)康復訓導虛模訓練信息包，認知功能障礙神經(jīng)康復訓導虛模訓練信息包、吞咽功能障礙神經(jīng)康復訓導虛模訓練信息包、括約肌功能障礙神經(jīng)康復訓導虛模訓練信息包以及視力障礙神經(jīng)康復虛模訓練信息包，，采用了基于IEEE802.15.4標準的低功耗局域網(wǎng)協(xié)議Zigbee。
[0033]本發(fā)明的效果在于，能一對多的同時滿足多個功能障礙患者，滿足全身各關節(jié)主動抗阻下的主動運動訓練的需要，
【附圖說明】
:
[0034]圖1.本發(fā)明的程序流程框圖，
[0035]圖2.本發(fā)明的系統(tǒng)框圖。
【具體實施方式】
[0036]本發(fā)明所述的潛能開發(fā)虛模訓練信息是一個推介神經(jīng)訓導康復訓練方法的康復訓練。
[0037]本發(fā)明所述的虛模訓練信息，是一種針對某類肢體功能障礙而提出的供體療師實際訓練使用的音配像的康復訓練包。
[0038]開機加上電源后，整個系統(tǒng)初始化。
[0039]上位機執(zhí)行主動模式:從數(shù)據(jù)庫模塊調取所述的潛能開發(fā)虛模信息經(jīng)緩存后以無線形式發(fā)往各下位機緩存模塊，同時，在上位機的多屏幕顯示屏上播放，對傳輸過程進行監(jiān)控，而各下位機則經(jīng)緩存模塊傳送至肢體康復訓練模塊存儲并同時在雙圖像顯示屏上播放向患者進行推介。與此同時，上位機操作員即體療師按日