[實用新型]一種肩關節運動仿生康復訓練裝置

有效

• 申請號: 201520126013.3
• 申請日: 2015-03-04
• 公開（公告）號: CN204601060U
• 公開（公告）日: 2015-09-02
• 發明（設計）人: 潘國新;張秀峰;馬巖;李劍;徐建光;楊榮
• 申請（專利權）人: 國家康復輔具研究中心
• 主分類號: A61H1/02
• 分類號: A61H1/02
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司 11100
• 代理人: 胡福恒

技術領域

本實用新型涉及輔助醫療康復訓練設備技術領域，屬于一種人體運動功能康復訓練裝置，具體為一種輔助人體肩關節進行康復訓練的裝置，適用于中風、肩周炎以及由于工傷、體育運動損傷、交通事故等原因造成的肩關節運動障礙患者的康復訓練。

背景技術

腦血管疾病、肌骨損傷等很容易導致人體的肢體運動功能障礙，經過臨床治療后，康復治療一般要早期介入，由于人體上肢比下肢動作精細，其功能恢復的難度較大。85％的腦卒中患者在發病一開始就表現有上肢功能的損害，到了病后3～6個月，仍然有55％～75％的患者存在有上肢的問題，影響了患者的日常生活能力。對于偏癱患者、尤其是急性期偏癱患者來說，為了維持關節活動度，臨床上通常都需要進行盡可能大范圍的單關節運動。上肢運動功能主要涉及三個關節：肩關節、肘關節和腕關節，肩關節的運動是人體上臂完成各種動作的基礎，肩關節本身穩定性較差，是人體中最易損傷的關節。根據有關運動創傷流行病學調查結果，上肢部分的運動創傷占22.18％，其中肩部創傷為主，占8.47％。在機械化程度提高的背景下，一些手工勞動工作還是必不可少的，會引起一些職業性的肌肉骨骼損傷流行病，其中肩部損傷約占10％。另外，肩周炎疾病在我國的發病率也很高，約為15.9％，人體肌骨機能有所下降以及其它慢性病導致的牽涉肩痛，都會引發肩周炎。同時臨床上通常強調由近端關節到遠端關節的逐步康復，因此肩的康復是患者上臂運動功能康復的前提；因此研制針對肩關節康復訓練的設備是非常必要的。

對于肩關節或上肢多關節的運動康復，傳統的康復訓練方式主要由治療師根據經驗手動輔助患者進行訓練，訓練效果受到治療師水平的影響，治療師的工作強度也非常大。近年20多年來，國內外的一些研究機構開展了上肢康復訓練技術的研究，研制出多種功能各異的上肢康復機器人和康復訓練設備但真正能在臨床推廣應用的并不多。存在的主要問題主要表現在：

(1)目前大多數康復機器人或訓練設備僅僅限于單關節的某些簡單活動或平面復合運動，而康復的最基本要求是使患者恢復簡單的日常生活的能力。這些運動雖從一定意義上達到了活動關節防止肌肉萎縮的功效，卻與日常功能?性動作相差甚遠，不能刺激患者保持正確運動的感覺，對恢復日常生活能力幫助也不大。

(2)康復機器人一般以完成某種功能而設計，設計時受機器人的限制不能完成較大范圍的活動，不能滿足關節活動度訓練的要求，尤其對肩關節這種活動范圍較大的關節，因而也就不能充分提供中樞神經康復所需的運動刺激。

(3)實際的肩關節并不只是一個球窩關節，而是一個肩部多關節復合體，一般的上肢運動學模型中只考慮了肱骨、尺骨和橈骨三根骨骼的運動，而沒有考慮肩胛骨、鎖骨和胸骨之間的關節運動，忽略了它們在肩關節運動過程中起到的作用。

(4)無論是并聯式還是串聯式運動康復訓練裝置，其結構一般較為復雜，輸入驅動太多，不符合輔助醫療康復訓練設備結構簡易、重量輕、舒適性好等要求。

上肢肩關節在人體運動系統中是一個比較復雜的結構，其復雜之處不僅在于其具有三個方向(前屈后伸、外展內收、內外旋)的大范圍運動能力，而且肩關節并不是理想的定軸關節，生理解剖學表明人體的肩關節復合體是由多塊骨骼以及交錯相連的肌肉包絡而成，其復雜的幾何結構導致了關節軸線在運動過程中會發生擺動；另外,由于康復機器人不是絕對剛性地固定在患肢上，因而在康復運動過程中康復機器人與患肢之間還存在相對滑動，這幾個方面的因素造成了康復機器人在做某些康復動作時，康復機器人與患肢之間存在運動軸線的錯位，由此導致康復訓練過程中患肢所受刺激形式的改變，并使患者在訓練過程中產生不適感，當康復機器人驅動器的剛性比較大時，這種錯位與干涉還會對人體產生長久性的傷害。考慮到以上幾個方面的原因，在設計上肢肩關節康復訓練裝置時必須保證該機構在運動時能主動順應人體肩部的動作，不致對人體肩關節產生有害的壓迫以及過度的牽引。

實用新型內容

本實用新型的目的是針對現有技術的不足和缺陷，在充分考慮人體肩關節運動生物力學、臨床訓練需要和安全性的基礎上，提供一種新型的肩關節運動仿生康復訓練裝置，以滿足肩關節康復訓練時的較大運動范圍，能夠實現日常所需的肩關節運動要求，本實用新型還考慮到該裝置的人機耦合性、柔順性、舒適性等要求，使肩關節康復訓練系統與人體肩關節達到人機協調運動。

為了實現上述目的，本實用新型的技術方案如下：