[發明專利]主被動康復訓練系統上下肢協同訓練控制方法和控制系統

在審

• 申請號: 202011397100.4
• 申請日: 2020-12-03
• 公開（公告）號: CN112353646A
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 馮雷;徐海東
• 申請（專利權）人: 南京偉思醫療科技股份有限公司
• 主分類號: A61H1/02
• 分類號: A61H1/02;A63B23/035;A63B24/00;A63B21/00
• 代理公司: 南京冠譽至恒知識產權代理有限公司 32426
• 代理人: 夏恒霞

本發明公開了一種上下肢協同訓練控制系統和算法，控制系統包括訓練模塊、肢體力量檢測模塊和控制模塊，該系統真正擁有四肢協同訓練功能，能夠在主被動康復訓練系統中實現上肢帶動下肢、健側帶動患側、一肢帶動三肢，實現加強較弱肌肉力量訓練的康復訓練目的；該上下肢協同訓練控制系統和算法為用戶提供安全的主動運動，在不施力的情況下上下肢執行器均保持靜止不動，不存在痙攣和受傷風險，通過用戶自身的肢體帶動運動，在保證患者訓練安全的前提下，提供助力訓練模式和抗阻訓練模式，適應不同肢體狀況的用戶，為用戶提供更加科學完善的訓練體驗和訓練質量。

技術領域

本發明涉及一種康復訓練控制方法和控制系統，具體涉及一種主被動康復訓練系統上下肢協同訓練控制方法和控制系統；屬于醫療康復訓練技術領域。

背景技術

四肢聯動訓練方法屬于臨床運動療法分類中應用器械進行運動康復治療傷/病/殘患者恢復或改善功能障礙的方法，通過自主控制的肢體被動康復運動功能訓練，抑制異常、原始的反射活動，改善運動模式，重建正常的運動功能。訓練過程中，可讓上肢帶動下肢，健側帶動患側，一肢帶動三肢，同時加強較弱肌肉力量訓練，從而進行早期主動有氧訓練，達到防治并發癥、減少后遺癥的目的，也可以有效改善運功功能障礙患者的核心肌力、協調能力和平衡控制能力，同時調整心理狀態，促進功能恢復，適用于中風、脊髓損傷、骨關節疾病、心肺康復、有氧訓練等多種疾病導致的運動功能障礙。

目前常見的四肢聯動設備有兩類：一類是專用的四肢聯動康復訓練儀，采用物理或電磁調節方式，專門用以進行四肢康復訓練，這類訓練器存在功能較為單一，體積大等問題；另一類為依托上下肢主被動康復訓練器，通過電機的控制實現四肢聯動訓練的設備，但是這類設備沒有充分考慮四肢運動的協同性，容易出現上下肢干涉、部分四肢聯動功能缺失、訓練質量較差等問題。

鑒于以上不足，有必要對康復訓練控制方法進行優化。

發明內容

為解決現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種以上下肢主被動康復訓練系統為基礎的上下肢協同訓練控制方法和控制系統，為用戶提供更加安全的主動運動，真正實現四肢聯動模式。

為了實現上述目標，本發明采用如下的技術方案：

本發明首先公布了一種主被動康復訓練系統上下肢協同訓練控制方法，包括如下步驟：

S1、康復訓練系統的上下肢執行器使能；

S2、調整康復訓練系統的上肢執行器角度和下肢執行器角度相同；

S3、上肢執行器順時針旋轉，使上肢執行器角度超前下肢執行器90°；

S4、開始訓練，包括如下子步驟：

S4.1、上肢執行器和下肢執行器均保持靜止，初始速度V₀為0，若上肢或下肢的任意一側檢測到受力情況且實時檢測力T_n大于設定值，則進入助力模式M1，否則持續檢測T_n；

S4.2、助力模式M1下，若沒有檢測到肢體施力，則停止運動，恢復靜止狀態；若檢測連續n個周期實時速度均超過限值，則進入抗阻模式M2；其中，實時速度V的取值為助力模式的速度值V_a；

S4.3、抗阻模式M2下，若沒有檢測到肢體施力，則停止運動，恢復靜止狀態；否則持續執行抗阻模式，實時速度V的取值為抗阻模式的速度值V_r。

優選地，前述設定值為50N，所述限值為90rad/min，可結合康復人員的實際情況或治療師的主觀需求對上述數值進行調整。

更優選地，前述n為10，也可根據訓練需求，靈活設置該周期值。

再優選地，助力模式速度值為：