[發明專利]采用足壓感應技術的輔助假下肢對線及步態分析系統

有效

• 申請號: 201410312438.3
• 申請日: 2014-07-02
• 公開（公告）號: CN105266933B
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發明（設計）人: 李超俊;黃偉志;溫康平;湯啟宇
• 申請（專利權）人: 香港理工大學
• 主分類號: A61F2/60
• 分類號: A61F2/60;A61F2/70
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司72003
• 代理人: 張浴月,李玉鎖

技術領域

本發明涉及臨床中假下肢裝配及評估的設備領域，尤其涉及一種利用截肢者足壓信號來協助假肢矯型師裝配假下肢和幫助截肢者改善步態的輔助系統。

背景技術

根據全國殘疾人口普查的推算，肢體殘疾占總殘疾人數約三成，是殘疾人口中比例最高的一群。當中約有200多萬人需要截肢。另一方面，隨著糖尿病越趨普遍，估計因“糖尿足”而要接受截肢的人數將與日俱升。在不斷提高生活水平以及廣泛開展康復工作的大前提下，不單殘疾人士自身，社會和科研各領域均會對假下肢素質的要求越來越高。

在假下肢的裝配過程中，假下肢對線是非常重要的一環，其成效直接影響截肢者的步態的舒適性和穩定性。傳統的假下肢對線調整方法主要通過假肢矯型師的個人觀察和截肢者的感覺反饋來進行反復調整。此過程不但費時耗力，效果亦取決于每位假肢矯型師的主觀經驗。再者，對線的結果不單不具重復性，且在沒有統一的標準下，各假肢矯型師之間的表現亦存在著巨大的差異。截肢者因而較難獲得最佳的假下肢對線效果。由此可見，客觀的對線評估指標極為重要。

一般而言，在假下肢安裝完畢后，截肢者均會在住院其間接受步態訓練，以重新適應因失去下肢關節造成的代償性步態，并由假肢矯型師評估。同樣地，此評估需依賴假肢矯型師的主觀觀察，亦沒有統一的評估準則。評估的偏差輕則可導致截肢者在出院后慢慢養成不良的步態習慣，漸漸減低其步行的舒適性及穩定性，影響日常生活；重則造成余肢損傷，增加再次截肢的風險。

本發明的目的在于提供一種客觀的假下肢裝配輔助系統，并同時評估調整前后的對線結果及截肢者訓練后的步態，以解決現有技術中的缺點和存在問題。

發明內容

為了克服現時安配假下肢的主觀、費時耗力以及不容易獲得最佳假下肢對線效果的問題，本發明的總目的是提供一種假下肢對線及對線后的步態分析輔助系統，以幫助假肢矯型師調整假下肢對線、評估對線后截肢者的步態和幫助截肢者進行步態訓練。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：使用足底壓力感應技術。其特征在于通過量度足底壓力來量化假下肢對線對截肢者步態的影響，其后客觀評估截肢者在裝配后的步態及其訓練成效。

本發明輔助系統主要包括：壓力傳感器、連接壓力傳感器的主電路箱、無線信號傳輸裝置、用戶界面及其用戶界面程序。壓力傳感器會安放于假下肢的足底部分，通過綜合電線與主體電路箱內的微控制器連接。在微控制器完成信號處理后，通過無線傳送把數據輸入到用戶界面。

本發明利用用戶界面及用戶界面程序來顯示標準依據范圍，并把此標準依據與測量中的足壓軌跡比較。系統會根據比較結果向假肢矯型師和截肢者提供調整對線的相關建議。

本發明的有益效果甚多：能為假肢矯型師和截肢者提供客觀的對線評估、站立及步態的信息，以輔助假肢矯型師調整對線和幫助截肢者改善步態。從商業生產方面考慮，此系統成本低，零件輕細亦可從假下肢中拆除，均能配合各種假下肢的設計，可塑性高。至于設計方面，此系統采用無線傳送技術，一來確保截肢者在步態測試其間不會受電線阻擋，釀成意外；二來不局限于某一指定用戶界面——均通用于一般電腦、平板電腦、智能電話或其他智能裝置。電源方面，此輔助系統只需用一顆可充電電池來驅動，配合耗電速率底的微控制器和無線收發器，可長久運作，同時合乎環保原則。另外，會物理消耗的傳感部分以配件形式設計，跟一體式設計相比，能減少造成的電子廢物，同時也能為生產者提供持續利潤，造成雙贏局面。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

圖1是本輔助系統的總示意圖。

圖2是本輔助系統的立體示意圖——右假下肢。

圖3是本輔助系統的操作邏輯圖。

圖4是本輔助系統的主體電路箱外部展示圖。

圖5是本輔助系統的主體電路箱內部元件示意圖。

圖6是本輔助系統的壓力傳感器整配件各元件示意圖。

圖7是本輔助系統的壓力傳感器分布示意圖——右假下肢。

圖8是本輔助系統的電路結構展示圖。

圖9是本輔助系統的用戶界面程序內容展示圖——行走動態分析選項。

圖10是本輔助系統的用戶界面程序內容展示圖——雙腳站立靜態分析選項。

具體實施方式

本發明能被應用于左假下肢和右假下肢。

本發明主要分成三部分：包含主體電路箱101、壓力傳感器整配件124和應用于用戶界面125內的用戶界面程序130。