一种脑卒中手功能康复钢琴键盘训练器

1.本发明涉及脑卒中后康复锻炼器械，具体为一种脑卒中手功能康复钢琴键盘训练器。


背景技术：

2.脑卒中(stroke)是一种急性脑血管疾病，是由于脑部血管突然破裂或因血管阻塞导致血液不能流入大脑而引起脑组织损伤的一组疾病，我国每年新发脑卒中患者超250万例，发病率逐年上升并呈年轻化趋势，幸存者中55％～75％会遗留肢体功能障碍，其中手功能障碍约80％，手在人类生产活动中执行复杂的精细动作，生活、学习、工作、交流等都离不开手，其功能状况对提高脑卒中患者日常生活能力和生活质量具有极其重要的价值，但由于手在大脑皮质投射区域广，脑卒中后手功能的恢复难度明显大于下肢功能的恢复，如何更有效地改善脑卒中患者的手功能一直都是康复工作者们迫切解决的棘手问题。
3.目前使用较多的运动疗法是通过加强肌肉的锻炼来重建或改善脑卒中患者手部运动功能，防止患者神经、肌肉的废用性发生，促进大脑神经代偿，然而尽管运动疗法可以取得良好的肢体康复效果，但依从性较差，在康复训练过程中出现的痉挛、僵硬、疼痛等症状会使患者对康复训练产生恐惧、逃避心理，患者往往很难坚持下去，为提升康复训练的趣味性，对现有的手部训练装置进行设计，如公开号为cn 113509699 a的专利公开了一种手指创伤恢复训练装置，其处理模块7通讯连接有音乐平台、视频平台以及各种娱乐平台，在患者做手指创伤恢复训练时，通过操作单元15获取各种娱乐资源，娱乐资源包括音视频，音视频通过显示器13和扬声器14进行播放，增加康复训练是的乐趣，但其仍存在一定的弊端：
4.训练效果较为有限且单一，其包括按键21，按键21的数量设置为十一个，分为第一部分、第二部分和第三部分，第一部分的按键21为三个，第二部分的按键21为五个，第三部分的按键21为三个；第一部分、第二部分和第三部分的按键21所连接的阻力弹簧22的阻力系数k逐渐增大，因此患者按压第一部分、第二部分和第三部分的按键21所需要施加的力逐渐增大；其仅能调节弹奏琴键力度，完成手指力量训练，无法有效训练患者手指速度、耐力、协调性这些运动能力。
5.因此解决现有手部训练装置训练效果单一且有限的弊端是本技术所要解决的目的


技术实现要素：

6.本发明的目的是为了提供一种脑卒中手功能康复钢琴键盘训练器，从力量、协调性、灵活性和耐力多角度对脑卒中患者进行手指康复训练，帮助脑卒中患者恢复。
7.为了实现上述发明目的，本发明采用了以下技术方案：一种脑卒中手功能康复钢琴键盘训练器，包括外壳、琴键、显示屏、电控模块和扬声器、气泵、引导组件和气囊，所述气囊位于琴键下方，气囊由可弹性形变的薄膜制成，气囊连接至气泵；电控模块用于控制气泵活动，气泵连接至气囊，调整气囊内气压压力大小；引导组件设置于琴键上方，引导组件包
括灯带，通过灯带的亮灯引导患者敲击琴键。
8.与现有技术相比，采用了上述技术方案的脑卒中手功能康复钢琴键盘训练器，具有如下有益效果：
9.一、在琴键的下方增加气囊，利用气泵控制气囊的充盈程度，从而让患者在锻炼时，可以做手指下压的对抗性动作，利用指尖的对抗动作，加速手指肌肉组织的感知康复速度，同时对手指肌肉的发力感有更直观的管控。受试者在康复治疗师的指导下，根据自身手功能康复情况，进行手指力量、速度、耐力和协调性训练。
10.二、训练器的电控模块主要负责音量、曲目选择、开关、弹奏速度、弹奏时间等调节控制。
11.三、相较于传统的身体协调的训练方式，钢琴弹奏对于患者的眼、耳、手指和手臂的锻炼较为全面，且音乐特有的心理、生理效应可以缓解脑卒中偏瘫患者的负面情绪、减轻疼痛、增强康复运动训练的效果。音乐疗法可以通过声波振动促进垂体分泌激素、酶等一些有利于神经恢复的活性物质，从而调节血流量、兴奋神经细胞并改善神经功能，具有神经促通作用。主动性音乐疗法通过让患者模仿节奏或演奏音乐来不断刺激大脑运动皮层，可以促进患者肢体功能的恢复。
12.四、任何没有音乐基础的受试者，在完成2周规律的钢琴训练后，手指的灵巧度也能明显提高，脑内的功能及结构变化也很可观，主动性音乐疗法引发的神经可塑性会在大脑常用功能区之间建立起较好的纤维连接，也能使大脑半球间的平衡性和协调性更佳；同时音乐刺激还会引起大脑灰质重建，尤其对于练习复杂音符的受试者，大脑灰质变化的程度更大，可以非常有效地诱导大脑的可塑性以促进偏瘫肢体的恢复
13.五、本发明专利基于神经可塑机制的主动性音乐疗法联合运动疗法原理设计脑卒中手功能康复钢琴键盘训练器，将音乐疗法和运动疗法取长补短，互补互助，方法简便易行。
14.因此，以键盘类乐器为代表的主动性音乐疗法本身结合了运动疗法的优势，在脑卒中手功能康复领域具有巨大的潜力。弹奏键盘类乐器需要弹奏者在中枢神经系统支配下综合运用手部及上肢的力量、速度、耐力、协调性这些运动能力，具体的训练方式如下：
15.手指力量训练：通过气泵控制琴键下方气囊的充盈度，来调节弹奏琴键力度。
16.手指速度训练：通过慢放和快放功能实现琴键上引导组件的灯带亮灯速度的变化，实现手指速度训练。
17.手指耐力训练：通过琴键的引导组件亮灯时长的变化，引导手指耐力训练。
18.手指协调训练：在琴键引导组件的引导下完成完整曲目练习，甚至是引导患者弹奏出一些简单的和弦，实现手指协调训练。
19.优选的，钢琴键盘训练器还包括气控模块、加压装置，气控模块包括罐体、进气口和单向阀，罐体与琴键下方的气囊连通，加压装置包括气嘴，气嘴与气泵连通，所述气嘴可连接至进气口，用于朝向罐体内增加气压致使气囊充盈，罐体还设有泄压钮，泄压钮用于降低罐体内气压致使气囊收缩。在气控模块中，通过气罐储蓄气压，通过加压装置和泄压钮控制气罐内的压力，即可对气囊内的气压进行联动，使用者可以方便快捷的对气囊的充盈度进行适应性调整。
20.优选的，所述罐体采用透明材料制成，罐体的表面设有刻度，管体内部设有跟随压
力而变化的标识物。罐体内的标识物配合刻度，用于直观的对气囊的充盈度进行显示，使用者在加压过程中，只需要观察罐体内标识物的所在位置，即可对罐体的充压状态进行直观的判断。
21.优选的，琴键分为全音键、半音键和新手键，泄压钮分为五指泄压钮和通用泄压钮；所述罐体分为新手罐、通用罐，新手罐同新手键下方的气囊连通，通用罐同通用键和半音键下方的气囊连通。由于考虑到部分患者为从未接触过钢琴的初次使用者，同时又是用于脑卒中后康复锻炼的，因此目前增设10个案件为新手键，依次对应患者双手的十指，患者在弹奏时，仅需要根据手指的位置进行下按即可，暂时不需要手指在键位之间进行切换，以降低难度，避免患者因起步难度过大而放弃锻炼。
22.而对于部分掌握了弹奏技巧的患者，在进入到后期的弹奏锻炼时，可能使用到88键，而由于锻炼器械一般又是多人共用，因此需要快速根据患者的情况，对新手键和通用键的压力进行快速切换，以使每个不同阶段的患者都可以快速适用和切换。因此优选的，气控模块还设有平衡钮，所述平衡钮连通至所有的新手罐和通用罐，当平衡钮触发后，新手罐和通用罐内气压将变化至相同气压。
23.优选的，引导组件包括引导灯带、新手灯带和通用灯带，新手灯带位于新手键上方，通用灯带位于全音键和半音键上方；引导灯带位于显示屏至琴键之间的区域，引导灯带的一端同显示屏连接，另一端同新手灯带/通用灯带连接。显示屏内可以播放光瀑特效，显示屏的光瀑下方为引导灯带、新手灯带和通用灯带，将光瀑的线条从显示屏引导至琴键上方，让患者有足够的引导时间，使其能够根据灯带的亮光快速的找到正确键位。
24.优选的，加压装置包括加压底座、立板和活动板，立板固定于加压底座上，气嘴与活动板固定，活动板与立板之间的可以相对活动，用于控制气嘴进入或退出进气口。
25.优选的，所述外壳上还设有滑轨，加压底座可以在滑轨上活动，新手罐和通用罐均沿着滑轨排列。通过滑动加压底座，使得加压装置可以在不同的罐体之间进行切换加压。
附图说明
26.图1为本发明脑卒中手功能康复钢琴键盘训练器实施例1的结构示意图。
27.图2为实施例1中钢琴键盘训练器的结构示意图。
28.图3为实施例1中琴键和气囊的结构示意图。
29.图4为实施例2中钢琴键盘训练器的结构示意图。
30.图5为实施例2中钢琴键盘训练器的结构示意图。
31.图6为图5中a处的局部放大图。
32.图7为图5中b处的局部放大图。
33.图8为图5中c处的局部放大图。
34.图9为实施例2中泄压钮和罐体之间的连接示意图。
35.图10为实施例2中加压装置的结构示意图。
36.图11为实施例3中固定杆伸出滑槽的位置关系图。
37.图12为实施例3中固定杆收入滑槽的位置关系图。
38.图13为实施例3中固定杆伸出滑槽的结构示意图。
39.图14为实施例3中固定杆收入滑槽的结构示意图。
40.图15为实施例3中固定杆与锁孔的连接关系图。
41.附图标记：0、琴键；01、新手键；02、全音键；03、半音键；1、气控模块；11、新手罐；12、通用罐；13、进气口；14、单向阀；2、气囊；20、复位弹簧；3、引导组件；30、引导灯带；31、新手灯带；32、通用灯带；40、平衡钮；41、五指泄压钮；42、通用泄压钮；5、加压装置；50、气嘴；51、加压底座；52、立板；53、活动板；54、滑轨；6、显示屏；7、气泵；8、电控模块；9、扬声器；15、连接块；16、插销；160、固定杆；161、第一直槽；162、第二直槽；17、立柱；18、开槽；19、通槽；20、锁孔。
具体实施方式
42.为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
43.实施例1：
44.如图1至图3所示脑卒中手功能康复钢琴键0盘训练器，包括壳体、琴键0、电控模块8和扬声器9，扬声器9设于壳体上。
45.琴键0包括全音键02和半音键03，每一个全音键02和每一个半音键03上均设有一个引导组件3，引导组件3为闪烁led灯珠，每一个全音键02和每一个半音键03下方均设有一个弹簧和一个控制弹奏琴键0力度的气囊2，弹簧的两端分别连接壳体与琴键0的下表面。
46.电控模块8包括手指力量训练组件、手指速度训练组件和手指耐力训练组件，手指力量训练模块包括气泵7、气囊2和气压调节钮，气泵7连接至气囊2，气压调节钮通过控制气泵7的充放气以调整气囊2充盈程度进而实现对琴键0弹奏力度调节；手指速度训练组件包括速度调节钮，速度调节钮通过控制灯珠亮灯速度的快慢实现手指速度训练；手指耐力训练组件包括时间调节钮，时间调节钮通过控制灯珠亮灯时长实现手指耐力训练；气压调节钮、速度调节钮和时间调节钮的上方均设有一个相对应的显示屏6，三个显示屏6分别一一对应显示琴键0气压大小、led灯珠亮起速度快慢和led灯珠亮起的时间长短。
47.插上电源，根据脑卒中患者所需要训练的具体情况，分别转动气压调节钮、速度调节钮和时间调节钮直至所对应显示屏6中的显示所需数据，琴键0上的灯珠以调好的规则亮起，引导脑卒中患者完成曲目，实现手指协调训练。
48.目前曲目选择、训练模块和训练强度可选的几个列表，如下：
[0049][0050]
实施例2：
[0051]
如图4-9所示，本实施例与实施例1内容基本相同，本实施例与实施例1的主要区别技术点在于：
[0052]
避免刚开始使用手功能康复钢琴键0盘训练器的患者不适应，在琴键0上设置十个新手键01，分别对应脑卒中患者的十个手指，并且还增设有气控模块1和加压装置5。
[0053]
气控模块1包括分别控制新手键01下方气囊2压力大小的五个新手罐11和五指泄
压钮41，每个新手键01上方均对应设有一个五指泄压钮41，新手罐11同新手键01下方的气囊2连通，五指泄压钮41用于降低新手罐11体内气压致使气囊2收缩；
[0054]
气控模块1还包括总体控制全部琴键0下方气囊2压力大小的通用罐12和通用泄压钮42，通用罐12同全音键02和半音键03下方的气囊2连通，通用泄压钮42用于降低通用罐12体内气压致使气囊2收缩；五个新手罐11和通用罐12横向依次排列设置，罐体均采用透明材料制成，罐体的表面设有刻度，罐体内部设有跟随压力而变化的标识物，每个新手罐11和通用罐12下方均设有一个进气口13，进气口13中设有单向阀14。
[0055]
气控模块1还设有平衡钮40，平衡钮40连通至所有的新手罐11和通用罐12，当平衡钮40触发后，新手罐11和通用罐12内气压将变化至相同气压。
[0056]
加压装置5包括气嘴50、加压底座51、立板52、活动板53和滑轨54，滑轨54设于新手罐11和通用罐12的下方的壳体上，加压底座51可滑动设于滑轨54中，加压底座51上固定连接有立板52，加压底座51中设有通管，加压底座51顶壁设有滑槽，滑槽的延伸方向与通管轴线平行，气嘴50可移动设于通管中，气嘴50上方一体化连接有活动板53，活动板53可滑动嵌入滑槽中，控制气嘴50进入或退出进气口13，气嘴50与气泵7连通，气嘴50可连接至进气口13，用于朝向罐体内增加气压致使气囊2充盈。
[0057]
为了提升康复训练的趣味性，对引导组件3进行设计，引导组件3包括引导灯带30、新手灯带31和通用灯带32，每一个新手键01上设有一条新手灯带31，每一个全音键02和半音键03上也均设有一个通用灯带32，显示屏6中设有光瀑特效，引导灯带30位于显示屏6至琴键0之间的区域，引导灯带30从显示屏6中掉落的光瀑向下延申直至与新手灯带31或通用灯带32连接。
[0058]
实施例3：
[0059]
如图11-15所示，本实施例与实施例2内容基本相同，本实施例与实施例2的主要区别技术点在于：
[0060]
避免加压底座51在气嘴50连接至进气口13时与滑轨54相对滑动而导致气嘴50从进气口13脱出增设了固定结构，固定结构包括连接块15、插销16和立柱17，连接块15与活动板53底部一体化连接，加压底座51中还设有开槽18，开槽18位于通管下方，连接块15位于开槽18中，立柱17底部与开槽18内壁固定连接；
[0061]
连接块15左右两侧均可转动连接有插销16，插销16包括有固定杆160，插销16上设有第一直槽161和第二直槽162，第一直槽161与固定杆160铰接连接，第二直槽162位于插销16中部，第二直槽162套设于立杆上，连接块15带动插销16移动时插销16以立柱17为轴心旋转。
[0062]
还设有可供固定杆160进出的通槽19，通槽19从加压底座51与滑轨54相接的侧壁向内延伸，固定杆160在通槽19轴线所在的直线上移动；滑轨54上对应设有若干个可供固定杆160插入的锁孔20；如图14，将活动板53向立板52方向移动，连接块15在开槽18中向后移动，带动插销16与连接块15连接的一端向后移动，插销16远离连接块15的一端向前移动，带动固定杆160离开锁孔20，收回通槽19中，加压底座51在滑轨54中自由移动；如图13，松开活动板53，活动板53向进气口13方向移动，连接块15在开槽18中向前移动，带动插销16与连接块15连接的一端向前移动，插销16远离连接块15的一端向后移动，带动固定杆160伸出通槽19，进入锁孔20中，加压底座51与滑轨54中相对固定。
[0063]
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

技术特征：
1.一种脑卒中手功能康复钢琴键盘训练器，包括外壳、琴键(0)、显示屏(6)、电控模块(8)和扬声器(9)，其特征在于：还包括气泵(7)、引导组件(3)和气囊(2)，所述气囊(2)由可弹性形变的薄膜制成，所述气囊(2)位于琴键(0)下方，气囊(2)连接至气泵(7)；电控模块(8)用于控制气泵(7)活动，气泵(7)连接至气囊(2)，调整气囊(2)内气压压力大小；引导组件(3)设置于琴键(0)上方，引导组件(3)包括灯带，通过灯带的亮灯引导患者敲击琴键(0)。2.根据权利要求1所述的脑卒中手功能康复钢琴键盘训练器，其特征在于：还包括气控模块(1)、加压装置(5)，气控模块(1)包括罐体、进气口(13)和单向阀(14)，罐体与琴键(0)下方的气囊(2)连通，加压装置(5)包括气嘴(50)，气嘴(50)与气泵(7)连通，所述气嘴(50)可连接至进气口(13)，用于朝向罐体内增加气压致使气囊(2)充盈，罐体还设有泄压钮，泄压钮用于降低罐体内气压致使气囊(2)收缩。3.根据权利要求2所述的脑卒中手功能康复钢琴键盘训练器，其特征在于：所述罐体采用透明材料制成，罐体的表面设有刻度，管体内部设有跟随压力而变化的标识物。4.根据权利要求2所述的脑卒中手功能康复钢琴键盘训练器，其特征在于：琴键(0)分为全音键(02)、半音键(03)和新手键(01)，泄压钮分为五指泄压钮(41)和通用泄压钮(42)。所述罐体分为新手罐(11)、通用罐(12)，新手罐(11)同新手键(01)下方的气囊(2)连通，通用罐(12)同通用键和半音键(03)下方的气囊(2)连通；5.根据权利要求4所述的脑卒中手功能康复钢琴键盘训练器，其特征在于：气控模块(1)还设有平衡钮(40)，所述平衡钮(40)连通至所有的新手罐(11)和通用罐(12)，当平衡钮(40)触发后，新手罐(11)和通用罐(12)内气压将变化至相同气压。6.根据权利要求5所述的脑卒中手功能康复钢琴键盘训练器，其特征在于：引导组件(3)包括引导灯带(30)、新手灯带(31)和通用灯带(32)，新手灯带(31)位于新手键(01)上方，通用灯带(32)位于全音键(02)和半音键(03)上方；引导灯带(30)位于显示屏(6)至琴键(0)之间的区域，引导灯带(30)的一端同显示屏(6)连接，另一端同新手灯带(31)/通用灯带(32)连接。7.根据权利要求4所述的脑卒中手功能康复钢琴键盘训练器，其特征在于：加压装置(5)包括加压底座(51)、立板(52)和活动板(53)，立板(52)固定于加压底座(51)上，气嘴(50)与活动板(53)固定，活动板(53)与立板(52)之间的可以相对活动，用于控制气嘴(50)进入或退出进气口(13)。8.根据权利要求7所述的脑卒中手功能康复钢琴键盘训练器，其特征在于：所述外壳上还设有滑轨(54)，加压底座(51)可以在滑轨(54)上活动，新手罐(11)和通用罐(12)均沿着滑轨(54)排列。9.根据权利要求8所述的脑卒中手功能康复钢琴键盘训练器，其特征在于：还设有用于限制加压底座(51)与滑轨(54)相对滑动的固定结构，所述固定结构包括连接块(15)、插销(16)和立柱(17)，所述连接块(15)与活动板(53)底部一体化连接，所述加压底座(51)中还设有开槽(18)，所述开槽(18)位于通管下方，所述连接块(15)位于开槽(18)中，所述立柱(17)底部与开槽(18)内壁固定连接；所述连接块(15)左右两侧均可转动连接有插销(16)，所述插销(16)包括有固定杆
(160)，插销(16)上设有第一直槽(161)和第二直槽(162)，第一直槽(161)与固定杆(160)铰接连接，第二直槽(162)位于插销(16)中部，第二直槽(162)套设于立杆上，连接块(15)带动插销(16)移动时插销(16)以立柱(17)为轴心旋转。10.根据权利要求8所述的脑卒中手功能康复钢琴键盘训练器，其特征在于：还设有可供固定杆(160)进出的通槽(19)，通槽(19)从加压底座(51)与滑轨(54)相接的侧壁向内延伸，固定杆(160)在通槽(19)轴线所在的直线上移动；滑轨(54)上对应设有若干个可供固定杆(160)插入的锁孔(20)，当固定杆(160)离开锁孔(20)收回通槽(19)时，加压底座(51)在滑轨(54)中自由移动；固定杆(160)伸出通槽(19)进入锁孔(20)时，加压底座(51)与滑轨(54)相对固定。

技术总结
本发明涉及一种脑卒中手功能康复钢琴键盘训练器，包括外壳、琴键、显示屏、电控模块和扬声器、气泵、引导组件和气囊，气囊位于琴键下方，气囊由可弹性形变的薄膜制成，气囊连接至气泵；电控模块用于控制气泵活动，气泵连接至气囊，调整气囊内气压压力大小，通过气泵控制气囊的充盈程度，从而让患者在锻炼时，可以做手指下压的对抗性动作，加速手指肌肉组织的感知康复速度，同时对手指肌肉的发力感有更直观的管控引导组件设置于琴键上方；引导组件包括灯带，通过灯带的亮灯引导患者敲击琴键，通过钢琴弹奏对于患者的眼、耳、手指和手臂进行较为全面的锻炼，并在锻炼时利用音乐特有的心理、生理效应缓解脑卒中患者的负面情绪、减轻疼痛。疼痛。疼痛。


技术研发人员：施敏敏 董力 朱柯银 潘盈盈 孙楼禾
受保护的技术使用者：浙江中医药大学
技术研发日：2023.03.21
技术公布日：2023/8/14