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    一種復健輔助裝置包含至少一腳部資訊感測元件、一警示訊號產生元件以及一處理元件。處理元件電性連接腳部資訊感測元件以及警示訊號產生元件。腳部資訊感測元件用以配戴於一使用者之腳部。腳部資訊感測元件感測並產生使用者之一腳部資訊。處理元件包含一腳部資訊接收模組、一判斷模組以及一警示模組。腳部資訊接收模組自腳部資訊感測元件，接收使用者之腳部資訊。判斷模組根據使用者之腳部資訊判斷使用者是否正確行走。在使用者未正確行走時，警示模組驅動警示訊號產生元件產生一警示訊號。
    公开号:TW201302266A
    申请号:TW100124662
    申请日:2011-07-12
    公开日:2013-01-16
    发明作者:Mu-Chun Su；Jhih-Jie Jhang；Tun-Ya Yu；Yi-Zeng Hsieh；Shih-Chieh Lin
    申请人:Univ Nat Central；
    IPC主号:A61B5-00
    专利说明:
    復健輔助裝置
    本發明是有關於一種復健輔助裝置。
    帕金森氏症(Parkinson's disease)、中風、老年癡呆症，併列為中老年人三大疾病。其中，在台灣，帕金森氏症平均發病年齡約在60歲，而且年紀越大越容易罹患。在目前全球漸趨老年化的社會結構中，罹患此病的病友恐怕會是越來越多。
    帕金森氏症是一種慢性的中樞神經系統退化性失調。它會損害患者的動作技能、語言能力以及其他功能。帕金森氏症的病友在行進的步態上，通常會產生「帕金森式步伐」及「靜止不動」的症狀。所謂的「帕金森式步伐」的特徵指的就是病友容易行進時上半身前傾、步伐短小和拖曳步伐；而「靜止不動」的症狀，則會造成病友在行走過程中，忽然無法移動腳步，導致結冰般靜止地停留在原地不動。這兩種病症會嚴重影響病友的行動能力，使他們難以走出戶外與人群及大自然親近，進而危及身心的健康。
    因此，如何協助帕金森氏症的病友進行復健，實屬當前重要研發課題之一，亦成為當前相關領域亟需改進的目標。
    因此，本發明之一態樣是在提供一種復健輔助裝置，用以藉由配戴於使用者腳部之感測元件，感測使用者之腳部資訊，並根據腳部資訊判斷使用者是否正確行走。復健輔助裝置包含至少一腳部資訊感測元件、一警示訊號產生元件以及一處理元件。處理元件與腳部資訊感測元件以及警示訊號產生元件建立連結。腳部資訊感測元件用以配戴於一使用者之腳部。腳部資訊感測元件感測並產生使用者之一腳部資訊。處理元件包含一腳部資訊接收模組、一判斷模組以及一警示模組。腳部資訊接收模組自腳部資訊感測元件，接收腳部資訊。判斷模組根據腳部資訊判斷使用者是否正確行走。在使用者未正確行走時，警示模組驅動警示訊號產生元件產生一警示訊號。
    應用本發明具有下列優點。復健輔助裝置可在使用者未正確行走時進行警示，以輔助其復健。進一步來說，可在使用者腳步交叉或抬腳高度不夠時發出警示，因此可適用於輔助帕金森氏症之病友進行復健。另外，可藉由投影出之虛擬線索，作為使用者跨步時之依據。虛擬線索係藉由投影而顯示，可避免影響使用者之視線。記錄於儲存元件之資訊，可提供使用者與其醫師檢視復健過程，調整復健進度。
    以下將以圖式及詳細說明清楚說明本發明之精神，任何所屬技術領域中具有通常知識者在瞭解本發明之較佳實施例後，當可由本發明所教示之技術，加以改變及修飾，其並不脫離本發明之精神與範圍。
    請參照第1圖，其繪示依照本發明一實施方式的一種復健輔助裝置之功能方塊圖。復健輔助裝置藉由配戴於使用者腳部之感測元件，感測使用者之腳部資訊，並根據腳部資訊判斷使用者是否正確行走。
    復健輔助裝置100包含至少一腳部資訊感測元件110、一警示訊號產生元件120以及一處理元件130。處理元件130可透過有線或無線資料傳輸介面，分別與腳部資訊感測元件110以及警示訊號產生元件120建立連結。
    腳部資訊感測元件110用以配戴於一使用者之腳部。腳部資訊感測元件110感測並產生使用者之一腳部資訊，使用者之跨步高度、使用者是否腳步交叉或其他可用以判斷腳部狀態之資訊。第2圖係腳部資訊感測元件110配戴於使用者之腳部203之示意圖。腳部資訊感測元件110可藉由一配戴件170，配戴於使用者之腳部203。配戴件170可為束帶或其他可用以將腳部資訊感測元件110固定於使用者之腳部203之元件。此外，在本發明之另一實施例中，復健輔助裝置100可包含有兩個腳部資訊感測元件，分別配戴於使用者之雙腳。
    處理元件130包含一腳部資訊接收模組131、一判斷模組132以及一警示模組133。腳部資訊接收模組131自腳部資訊感測元件110，接收使用者之腳部資訊。判斷模組132根據腳部資訊判斷使用者是否正確行走。在使用者未正確行走時，警示模組133驅動警示訊號產生元件120產生一警示訊號。其中，警示訊號產生元件120可為喇叭、燈號產生元件或其他類型之警示訊號產生元件。因此，所產生之警示訊號可為警示聲音、警示燈號或其他類型之警示訊號。如此一來，復健輔助裝置100可在使用者未正確行走時進行警示，以輔助其復健。
    腳部資訊感測元件110可為一距離感測元件。距離感測元件(腳部資訊感測元件110)可在感測到一鄰近物品與使用者之腳部之距離小於一距離門檻值時，產生一距離不足訊號，並將距離不足訊號包含於腳部資訊。在收到之腳部資訊包含距離不足訊號時，判斷模組132判定使用者未正確行走，而使警示訊號產生元件120產生警示訊號。在本發明之一實施例中，距離感測元件(腳部資訊感測元件110)可在藉由配戴件170配戴於使用者之腳部203時，感測是否有一鄰近物品與使用者之腳部203的後側201之距離小於距離門檻值。如此一來，在使用者之一腳203腳步交叉至另一腳204前，而使所感測之距離小於門檻值時，可藉由警示訊號提醒使用者其腳步交叉。
    在本發明之另一實施例中，距離感測元件(腳部資訊感測元件110)可在藉由配戴件170，配戴於使用者之腳部時，感測是否有一鄰近物品與使用者之腳部203的底側202之距離小於距離門檻值。如此一來，在使用者之腳部203的抬腳高度不夠，而使所感測之距離小於門檻值時，可藉由警示訊號提醒使用者將其腳步抬高。
    此外，腳部資訊感測元件110可為一遮斷感測元件，如超音波感測器、紅外線感應器、光遮斷器或其他類型之遮斷感測元件。遮斷感測元件(腳部資訊感測元件110)可在被遮斷時，產生一遮斷訊號，並將遮斷訊號包含於腳部資訊。在收到之腳部資訊包含遮斷訊號時，判斷模組132判定使用者未正確行走，而使警示訊號產生元件120產生警示訊號。在本發明之一實施例中，遮斷感測元件(腳部資訊感測元件110)可在藉由配戴件170配戴於使用者之腳部203時，遮斷感測元件(腳部資訊感測元件110)感測使用者之腳部203的後側201是否有一鄰近物品遮斷。
    其中，可將遮斷感測元件可感測到之遮斷距離，設為使用者腳步交叉時兩腳203、204間之距離。如此一來，在使用者之一腳203腳步交叉至另一腳204前，而使遮斷感測元件被另一腳204遮斷時，可藉由警示訊號提醒使用者其腳步交叉。
    在本發明之另一實施例中，遮斷感測元件(腳部資訊感測元件110)可在藉由配戴件170，配戴於使用者之腳部時，遮斷感測元件(腳部資訊感測元件110)感測使用者之腳部203的底側202是否有一鄰近物品遮斷。其中，可將遮斷感測元件可感測到之遮斷距離，設為最低抬腳高度。如此一來，在使用者之腳部203的抬腳高度不夠，而使遮斷感測元件被地面所遮斷時，可藉由警示訊號提醒使用者將其腳步抬高。
    此外，復健輔助裝置100更可包含一投影元件140。處理元件130可透過有線或無線資料傳輸介面與投影元件140建立連結。處理元件130更可包含一線索投影模組134。第3圖係投影元件140進行投影之一實施例。在此實施例中，線索投影模組134可驅動投影元件140，投影至少一虛擬線索301循序朝使用者之方向302移動。如此一來，朝向使用者移動之虛擬線索301，可作為直行中之使用者所需跨越之目標，以輔助使用者跨步行走。此外，循序移動之虛擬線索301可帶給使用者無限延伸的感覺。另外，透過虛擬線索301之移動速度的設定，讓使用者能按照自己的復建進度，進行調整，最後達到一般人正常步態，收復建之效。當投影出之虛擬線索為多條時，使用者亦可依據需求設定虛擬線索間之距離間隔，調整個人之復健進度。虛擬線索係藉由投影之方式顯示，可避免為了顯示虛擬線索，而妨礙到使用者之視線。
    第4圖係投影元件140進行投影之另一實施例。在此實施例中，線索投影模組134驅動投影元件140，投影至少一虛擬線索401以一當前曲率402，朝使用者循序移動。如此一來，朝向使用者移動之虛擬線索401，可作為轉彎中之使用者所需跨越之目標，以輔助使用者跨步行走。
    此外，復健輔助裝置100可發出如節拍器般之規律音效。因此，若搭配定速移動之虛擬線索，可使使用者更為穩健、規律的走動著。
    另外，復健輔助裝置100更可包含一計步元件150。計步元件150可透過有線或無線資料傳輸介面與計步元件150建立連結。計步元件150產生使用者之一計步資訊。於是，線索投影模組134可根據使用者之計步資訊，計算一線索移動速率，並驅動投影元件140投影至少一虛擬線索，以線索移動速率循序朝使用者移動。如此一來，朝向使用者移動之虛擬線索，可對應使用者之移動速度移動。
    復健輔助裝置100更可包含一儲存元件160，且處理元件130更可包含一記錄模組135。在使用者未正確行走時，記錄模組135記錄一當前腳步資訊至儲存元件160。如此一來，可根據儲存元件160所儲存之資訊，提供病友和醫師檢視復健過程，調整復健進度。
    由上述本發明實施方式可知，應用本發明具有下列優點。復健輔助裝置可在使用者未正確行走時進行警示，以輔助其復健。此外，可在使用者腳步交叉或抬腳高度不夠時發出警示，因此可適用於輔助帕金森氏症之病友進行復健。另外，可藉由投影出之虛擬線索，作為使用者跨步時之依據。虛擬線索係藉由投影而顯示，可避免影響使用者之視線。記錄於儲存元件之資訊，可提供使用者與其醫師檢視復健過程，調整復健進度。
    雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
    100．．．復健輔助裝置
    110．．．腳部資訊感測元件
    120．．．警示訊號產生元件
    130．．．處理元件
    131．．．腳部資訊接收模組
    132．．．判斷模組
    133．．．警示模組
    134．．．線索投影模組
    135．．．記錄模組
    140．．．投影元件
    150．．．計步元件
    160．．．儲存元件
    170．．．配戴件
    201．．．使用者腳部的後側
    202．．．使用者腳部的底側
    203、204．．．使用者之腳部
    301．．．虛擬線索
    302．．．朝使用者之方向
    401．．．虛擬線索
    402．．．當前曲率
    為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：
    第1圖繪示依照本發明一實施方式的一種復健輔助裝置之功能方塊圖。
    第2圖係腳部資訊感測元件110配戴於使用者之腳部203之示意圖。
    第3圖係投影元件140進行投影之一實施例。
    第4圖係投影元件140進行投影之另一實施例。
    100．．．復健輔助裝置
    110．．．腳部資訊感測元件
    120．．．警示訊號產生元件
    130．．．處理元件
    131．．．腳部資訊接收模組
    132．．．判斷模組
    133．．．警示模組
    134．．．線索投影模組
    135．．．記錄模組
    140．．．投影元件
    150．．．計步元件
    160．．．儲存元件
    权利要求:
    Claims (12)
    [1] 一種復健輔助裝置，包含：至少一腳部資訊感測元件，用以配戴於一使用者之腳部，其中該腳部資訊感測元件感測並產生該使用者之一腳部資訊；一警示訊號產生元件；以及一處理元件，與該腳部資訊感測元件以及該警示訊號產生元件建立連結，其中該處理元件包含：一腳部資訊接收模組，自該腳部資訊感測元件，接收該腳部資訊；一判斷模組，根據該腳部資訊判斷該使用者是否正確行走；以及一警示模組，在該使用者未正確行走時，驅動該警示訊號產生元件產生一警示訊號。
    [2] 如請求項1所述之復健輔助裝置，其中：該腳部資訊感測元件為一距離感測元件，該距離感測元件感測到一鄰近物品與該使用者之腳部之距離小於一距離門檻值時，產生一距離不足訊號，包含於該腳部資訊，在收到之該腳部資訊包含該距離不足訊號時，該判斷模組判定該使用者未正確行走。
    [3] 如請求項2所述之復健輔助裝置，更包含：一配戴件，其中該距離感測元件藉由該配戴件，配戴於該使用者之腳部時，該距離感測元件感測是否有一鄰近物品與該使用者之腳部的後側之距離小於該距離門檻值。
    [4] 如請求項2所述之復健輔助裝置，更包含：一配戴件，其中該距離感測元件藉由該配戴件，配戴於該使用者之腳部時，該距離感測元件感測是否有一鄰近物品與該使用者之腳部的底側之距離小於該距離門檻值。
    [5] 如請求項1所述之復健輔助裝置，其中：該腳部資訊感測元件為一遮斷感測元件，該遮斷感測元件被遮斷時，產生一遮斷訊號，包含於該腳部資訊，在收到之該腳部資訊包含該遮斷訊號時，該判斷模組判定該使用者未正確行走。
    [6] 如請求項5所述之復健輔助裝置，其中該遮斷感測元件為超音波感測器、紅外線感應器或光遮斷器。
    [7] 如請求項5所述之復健輔助裝置，更包含：一配戴件，其中該遮斷感測元件藉由該配戴件，配戴於該使用者之腳部時，該遮斷感測元件感測該使用者之腳部的後側是否有一鄰近物品遮斷。
    [8] 如請求項5所述之復健輔助裝置，更包含：一配戴件，其中該遮斷感測元件藉由該配戴件，配戴於該使用者之腳部時，該遮斷感測元件感測該使用者之腳部的底側是否有一鄰近物品遮斷。
    [9] 如請求項1所述之復健輔助裝置，更包含：一投影元件，與該處理元件建立連結，其中該處理元件更包含一線索投影模組，用以驅動該投影元件，投影至少一虛擬線索循序朝該使用者移動。
    [10] 如請求項1所述之復健輔助裝置，更包含：一投影元件，與該處理元件建立連結，其中該處理元件更包含一線索投影模組，用以驅動該投影元件，投影至少一虛擬線索以一當前曲率循序移動。
    [11] 如請求項1所述之復健輔助裝置，更包含：一投影元件，與該處理元件建立連結；以及一計步元件，與該處理元件建立連結，產生一計步資訊，其中該處理元件更包含一線索投影模組，根據該計步資訊，計算一線索移動速率，並驅動該投影元件，投影至少一虛擬線索，以該線索移動速率循序朝該使用者移動。
    [12] 如請求項1所述之復健輔助裝置，更包含：一儲存元件，電性連接該處理元件，其中該處理元件更包含一記錄模組，用以在該使用者未正確行走時，記錄一當前腳步資訊至該儲存元件。
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