[發明專利]踝關節訓練適配件、康復訓練設備及其訓練控制方法

在審

• 申請號: 201810821052.3
• 申請日: 2018-07-24
• 公開（公告）號: CN110237501A
• 公開（公告）日: 2019-09-17
• 發明（設計）人: 任宇鵬;王衛衛
• 申請（專利權）人: 北京力泰克科技有限公司;北京力泰克醫療科技有限公司
• 主分類號: A63B23/08
• 分類號: A63B23/08;A63B21/00;A61H1/02
• 代理公司: 北京睿邦知識產權代理事務所(普通合伙) 11481
• 代理人: 徐丁峰;付偉佳

本發明公開一種踝關節訓練適配件、踝關節訓練設備及其訓練控制方法，踝關節訓練適配件包括腳部適配器及運動控制主機。腳部適配器包括調節器、踝關節位置調節機構、踏板和設置在踏板上的腳部固定件，踝關節位置調節機構一端與調節器連接、另一端與踏板連接。運動控制主機包括驅動裝置和控制模塊，驅動裝置包括電機和與電機相連接的減速器，調節器與減速器連接相對減速器的輸出軸能夠轉動，控制模塊與電機連接。控制模塊包括角位置變化檢測模塊、電機電流變化檢測模塊和模式選擇模塊。本發明能有效輔助患者進行關節鍛煉，提升肌肉力量，改善關節活動度，牽伸放松僵硬關節。

技術領域

本發明涉及醫療器械領域，尤其涉及一種踝關節訓練適配件、踝關節康復訓練設備及其訓練控制方法。

背景技術

在大眾運動康復訓練領域，腦卒中、多發性硬化、脊髓損傷、腦癱影響數百萬人的生活。對于大多數的神經功能受損的患者，運動障礙常與肢體痙攣增高有關，物理治療是現階段康復訓練過程的主要手段，但是現有訓練技術的現狀有很多局限。

在傳統的拉伸治療中，物理治療師可采用拉伸、輔助和其他物理介入手法來減輕病人肢體的痙攣和攣縮，恢復患者的平衡性、協調性以及關節和肢體的運動功能。然而，傳統借助物理手法的拉伸是十分費力的，通常治療師需要用手費力地拉伸病人痙攣的四肢；同時，手工拉伸的強度取決于治療師的經驗和主觀上的感覺。

在誘發主動運動訓練中，如果沒有物理治療師或設備的輔助，患者由于不能產生連續穩定的主動肢體運動，所以很難通過自身的運動嘗試來達到完全恢復肢體運動功能的目的。此外，由于缺乏康復知識或過度訓練，患者在試圖進行自主肢體運動的過程中可能會潛在地加劇損傷程度。

由于治療師資源的短缺，患者得不到足夠量的運動康復訓練，從而導致短期的康復訓練功效不能維持很長的時間。

傳統的被動牽拉訓練裝置(CPM，continuous passive motion)被廣泛應用在醫院和病人的家中。CPM主要提供在預先制定的固定范圍內的關節慢速運動，以防止關節術后粘連，減少關節僵硬。其技術局限在于CPM機是在兩個預設的關節活動位置之間以較慢的恒定速度移動肢體或關節。雖然系統可以提供很大的拉伸力矩，但在整個的拉伸過程中，由于其機械結構的局限性，不能檢測患肢由于痙攣產生的阻力，所以預設的運動范圍通常小于關節靈活運動的范圍，否則關節受損的危險會增加。在這種功能限制下，被動牽拉功能通常不能拉伸至有限的肌張力較高的位置，而這個生理位置恰恰是攣縮和痙攣最明顯的位置，也是真正需要實施安全并有效拉伸的生理位置。由于缺乏對人體關節阻力的探測，所以傳統的連續被動牽拉訓練器不能用于由于神經損傷所引起的運動功能障礙的康復治療。

近些年，另一類主動輔助類訓練設備以多自由度機器人產品為主，用于幫助提高腦卒中和其他神經損傷后患者對肢體的主動運動的控制和神經康復。但是，從臨床角度上看，對于具有高肌張力/肢體痙攣的患者(例如腦卒中，腦癱等)，必須考慮肌張力變化或肌群痙攣問題，才能實施合適的自主輔助運動訓練，但現有的輔助類訓練設備往往忽視此類病理特征，對病人直接實施輔助訓練，沒有解決肌張力變化或肌群痙攣的先決功能，此種模式可能會造成患者在輔助訓練過程中，高肌張力/肢體痙攣的問題更加惡化。

此外，一些訓練實驗平臺機器人，可以準確的測量由患肢痙攣產生的阻力或主動運動趨勢，但其技術的局限性在于整個功能和控制的實現依賴于對額外精密力/力矩傳感器的使用。所以，其結構決定了整個系統的造價增加，價格過于昂貴，不適合在基層社區和家庭廣泛的使用。并且由于結構組成的不同，裝置只能提供主動輔助運動訓練功能，在同一裝置上，不能同時實現具有較大輸出力矩的被動拉伸功能，忽視了主動/被動訓練結合的治療方式和訓練后的評估。