[發(fā)明專利]基于指尖觸覺(jué)刺激的手功能康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010896522.X
• 申請(qǐng)日: 2020-08-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111973399A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李敏;何國(guó)瓔;陳佳洲;何博;徐光華;謝俊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號(hào): A61H1/02
• 分類號(hào): A61H1/02;A61M21/00
• 代理公司: 北京市誠(chéng)輝律師事務(wù)所 11430
• 代理人: 范盈

本發(fā)明涉及一種基于指尖觸覺(jué)刺激的手功能康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)，包括上位機(jī)、微處理器、手部外骨骼裝置和壓力刺激裝置，上位機(jī)接收用戶端的訓(xùn)練模式選擇信息并生成相對(duì)應(yīng)的康復(fù)指令，微處理器接收康復(fù)指令并控制設(shè)置在手指上的手部外骨骼裝置執(zhí)行康復(fù)動(dòng)作，手部外骨骼裝置通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，在電機(jī)驅(qū)動(dòng)手部外骨骼裝置時(shí)，生成行程信息；壓力刺激裝置，緊貼于手指設(shè)置，并根據(jù)行程信息向手指施加相對(duì)應(yīng)的壓力。本發(fā)明提出的基于指尖觸覺(jué)刺激的手功能康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)對(duì)神經(jīng)可塑性的誘導(dǎo)較差的問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及手功能康復(fù)系統(tǒng)，尤其涉及一種基于指尖觸覺(jué)刺激的手功能康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)。

背景技術(shù)

腦卒中，又稱為中風(fēng)或腦血管意外，是一種急性腦血管疾病，腦卒中手部運(yùn)動(dòng)障礙患者會(huì)喪失一部分觸覺(jué)感知功能，減弱對(duì)運(yùn)動(dòng)的反饋感知，腦卒中造成肢體運(yùn)動(dòng)功能障礙，輕則患者行動(dòng)不便，重則導(dǎo)致長(zhǎng)期臥床，生活不能自理，給社會(huì)和家庭帶來(lái)沉重負(fù)擔(dān)。

現(xiàn)有的康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)只是重復(fù)大量簡(jiǎn)單的、機(jī)械性的動(dòng)作、對(duì)神經(jīng)可塑性的誘導(dǎo)較差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出基于指尖觸覺(jué)刺激的手功能康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)對(duì)神經(jīng)可塑性的誘導(dǎo)較差的問(wèn)題。

本發(fā)明解決上述問(wèn)題的技術(shù)方案是：基于指尖觸覺(jué)刺激的手功能康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)，其特殊之處在于：

上位機(jī)，接收用戶端的訓(xùn)練模式選擇信息并生成相對(duì)應(yīng)的康復(fù)指令；

微處理器，接收康復(fù)指令并控制設(shè)置在手指上的手部外骨骼裝置執(zhí)行康復(fù)動(dòng)作；

手部外骨骼裝置，通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，在電機(jī)驅(qū)動(dòng)所述手部外骨骼裝置時(shí)，生成行程信息；

壓力刺激裝置，緊貼于手指設(shè)置，并根據(jù)所述行程信息向手指施加相對(duì)應(yīng)的壓力。本發(fā)明將觸覺(jué)刺激模塊與驅(qū)動(dòng)模塊相結(jié)合，使運(yùn)動(dòng)感知反饋和觸覺(jué)刺激反饋協(xié)同作用，增強(qiáng)對(duì)神經(jīng)可塑性的誘導(dǎo)。

進(jìn)一步地，所述訓(xùn)練模式包括觸覺(jué)增強(qiáng)模式和模擬抓握模式。

進(jìn)一步地，所述上位機(jī)在所述觸覺(jué)增強(qiáng)模式下生成的康復(fù)指令包括第一指令和第二指令，其中

所述第一指令用于控制手部外骨骼裝置帶動(dòng)手指進(jìn)行屈伸運(yùn)動(dòng)；所述第二指令用于控制所述壓力刺激裝置向手指施加與行程信息相對(duì)應(yīng)的壓力。

進(jìn)一步地，所述上位機(jī)在所述模擬抓握模式下生成的康復(fù)指令包括第三指令和第四指令，其中

所述第三指令用于控制手部外骨骼裝置帶動(dòng)手指進(jìn)行屈伸運(yùn)動(dòng)；所述第四指令是當(dāng)所述行程信息與上位機(jī)上預(yù)設(shè)的信息相匹配時(shí)生成的，所述第四指令用于控制所述壓力刺激裝置向手指施加與模擬手指抓握物體時(shí)產(chǎn)生的壓力相同的力。

進(jìn)一步地，所述手部外骨骼裝置包括四個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，四個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)分別覆蓋在食指、中指、無(wú)名指、小指上，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)有定制式和通用式兩種，所述電機(jī)為直線電機(jī)。

進(jìn)一步地，定制式由彈簧片以及套在彈簧片上的遠(yuǎn)節(jié)指骨操作器單元、關(guān)節(jié)操作器單元、中節(jié)指骨操作器單元、近節(jié)指骨操作器單元連接而成，彈簧片的一端固定于遠(yuǎn)節(jié)指骨操作器單元，另一端與直線電機(jī)的推桿連接；

通用式由彈簧片以及套在彈簧片上的多個(gè)關(guān)節(jié)操作單元連接而成，彈簧片的一端固定于位于指尖處的關(guān)節(jié)操作器單元，另一端與直線電機(jī)的推桿連接；

直線推桿電機(jī)推動(dòng)彈簧片前進(jìn)，引起彈簧片變形彎曲，帶動(dòng)手指進(jìn)行彎曲運(yùn)動(dòng)，直線電機(jī)推桿進(jìn)行后退運(yùn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)手指進(jìn)行伸展運(yùn)動(dòng)。

進(jìn)一步地，所述壓力刺激裝置包括執(zhí)行器以及連接在執(zhí)行器一端的氣泵，所述氣泵受微處理器控制，在所述氣泵充氣時(shí)，所述執(zhí)行器在與手指相接觸面的法線方向上產(chǎn)生壓力。

進(jìn)一步地，所述執(zhí)行器為氣動(dòng)可膨脹囊。