[發明專利]下肢類腦智能機械電子外骨骼及其綜合控制系統

有效

• 申請號: 201710856745.1
• 申請日: 2017-09-21
• 公開（公告）號: CN107468486B
• 公開（公告）日: 2023-09-22
• 發明（設計）人: 鄭勇;臧大維
• 申請（專利權）人: 臧大維;鄭勇
• 主分類號: A61H1/02
• 分類號: A61H1/02;A61B5/372;A61B5/256;B25J9/00
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 王利文

本發明涉及一種下肢類腦智能機械電子外骨骼及其綜合控制系統，其技術特點是：包括重心調整裝置、多個電子機械關節、多個連接桿、多個外骨骼、足部固定鞋和足底傳感器；所述重心調整裝置安裝在腰部連接桿上，所述腰部連接桿、髖部電子機械關節、大腿外骨骼、大腿連接桿、膝部電子機械關節、小腿外骨骼、小腿連接桿、踝部電子機械關節依次相連接；電子機械關節內安裝有關節角度及阻尼傳感器并通過相應的關節機械驅動裝置驅動產生動作。本發明設計合理，能夠精確地感應各種動作并據此實現相應控制功能，同時，通過重心調整裝置自動調整下肢平衡，保證行走的穩定性和可靠性，可有效地解決下肢功能喪失患者的康復效果緩慢的問題。

技術領域

本發明屬于神經電生理技術領域，尤其是一種下肢類腦智能機械電子外骨骼及其綜合控制系統。

背景技術

目前世界許多科研機構及公司都在研發機械外骨骼、機械假肢等產品，這些產品幫助肢體功能障礙的人們輔助肢體活動或肢體康復，目前這些產品均采用基于讀取肌肉電信號、電子傳感器信號或模塊的方式驅動機械部分，這種方式只適用于部分人群，如肢體缺失或外周神經受損的人群，但并不適用于中樞傳導通路受損的的人群如腦血管病導致的偏癱病人、高位截癱病人、運動神經元病(漸凍人)等病人。這類產品無法與大腦建立雙向神經反饋通路，無法實現類腦全仿生功能。目前也有一些基于腦電信號驅動的機械外骨骼相關專利或產品，這類產品基于穩態視覺誘發電位(Visual?evoked?potentail，SSVEP)作為設備的控制核心，但SSVEP受限條件非常多：(1)客觀因素包括：整個視覺傳導通路任何一處有病變，都會導致該設備無法使用。如常見的近視遠視，散光，青光眼，白內障，各種原因導致的復視，眼底出血，眼底動脈硬化，黃斑變性，各種原因引起的視乳頭水腫，視神經萎縮及病變，視神經脫髓鞘，顱內腫瘤壓迫視神經或視交叉，顱內的多種病變累及視神經傳導通路(如最常見的腦梗死或腦出血等疾病)，視覺皮層病變如枕葉梗死出血等，都會使該設備無法使用。另外，支配眼外肌的動眼神經，滑車神經及外展神經，任何一個神經因為任何原因受損，均會使該設備無法使用，而這些疾病恰恰是臨床非常常見的疾病。(2)主觀因素包括：目前國際上公認的VEP檢測方法是被試者觀看不斷翻轉的黑白格棋盤，從而使視覺通路產生信號，來檢測視覺通路是否通暢，但這種視覺誘發電位產生方式顯然無法用來控制肢體運動。因此被試者要產生有效的、能對運動功能產生引導效果的視覺誘發電位，需要有能產生視覺誘發電位的有國際標準的公認的方案，方案不一致，會導致結果千差萬別，很難得到公認。該設備的視覺電位產生方案，未經過廣泛的臨床實驗及專業認可，可用性及可推廣性尚不可知，以上兩點原因，導致該設備使用范圍大幅度受限以及可靠性無法推斷。

直立行走是人類最基本的生理功能，一些疾病如：腦血管病、脊髓疾病、周圍神經疾病及肌肉疾病等造成人偏癱、截癱或肌力不足，從而影響人正常行走功能。下肢早期力量及步態的康復訓練就極為重要。但目前針對下肢功能康復在理論及機制上就存在問題，下肢功能的喪失，是由于中樞神經系統環路的被損造成，下肢本身并不存在問題，而目前的康復措施均毫無例外地把重點集中在下肢肢體本身上，因此導致神經康復的實際效果非常差。加之目前下肢康復設備及訓練措施比較少，方法又比較單一，無法早期進行真實直立行走的力量及步態訓練；而康復師的手法康復治療又缺乏持續性、系統性和有效性，患者自主康復訓練往往因效果緩慢而使患者喪失康復的信心而早早放棄。

發明內容

本發明的目的在于彌補現有技術的不足之處，提供一種下肢類腦智能機械電子外骨骼及其綜合控制系統，解決下肢功能喪失患者的康復效果緩慢的問題。

本發明解決其技術問題是采取以下技術方案實現的：