[其他]三步態便攜式電腦截癱助行器

無效

• 申請號: 86104096
• 申請日: 1986-11-07
• 公開（公告）號: CN86104096A
• 公開（公告）日: 1988-05-18
• 發明（設計）人: 劉建新;邵一謙
• 申請（專利權）人: 邵一謙;劉建新
• 主分類號: A61F4/00
• 分類號: A61F4/00;A61H3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種改進的康復醫學儀器，特別是一種可有三種不同步態的便攜式的能夠幫助C₅-T₁₁脊椎部位受傷或因疾而造成運動障礙的截癱病人重新站立、行走的計算機系統。

國際上現有的截癱病人的助行系統，一般是由傳感器、計算機、電刺激器和安全裝置組成的閉環系統。計算機的程序是根據正常人行走時的步態預先編制的。在使用中，計算機通過A/D轉換讀知固定在病人髖、膝、踝關節上的角度傳感器和裝在靴子前端和后跟的壓力傳感器的狀態信息，有的系統還讀入固定在左、右臂上的換能器的信息，從而探知病人當前處于的姿態，計算機運算后通過D/A轉換向電刺激器提供刺激脈沖所需的相應的幅度信息，用以按照預先的程序準確控制病人的行走，這樣就形成了閉環系統。目前，這樣的計算機行走系統，尚處于實驗室試用階段，原因是整套系統很重，縱橫交錯的導線過多，穿戴各種傳感器很麻煩，另外，還沒有多種步態以供實際使用。

本發明的任務是要提供一種便攜式的、具有多種步態和功能的幫助高位截癱病人站立、行走的步行器，并且使用很方便，不必穿戴那么多傳感器。

本發明的任務是這樣實現的：它增加了一個可分離的類似菜單的提示式人機對話接口，從而使計算機本質上由數據驅動。原來的步態是預先編成程序的，即原來的步行系統是程序驅動的。現在的步態由醫生根據病人的情況，通過人機對話接口鍵入的各種數據所決定，這些數據是不同步態的各種動作中每群肌肉所需的刺激參數。本發明的計算機今后就工作在這些數據所規定的狀態中。從這意義上說，本系統是數據驅動的，是開環的系統。

另一方面，本步行系統還盡量采用一些反饋，如系統在運行時有足跟、足尖開關和膝開關的信息的反饋，這樣，即使計算機的運行與病人的實際行走節奏相協調，又使系統在可能有擾動的工作狀態中進行自適應運行。從這意義上說，本系統是采用反饋的閉環系統。

本系統的開環特點，使得本系統能在大范圍內有靈活性，只要醫生給出新的參數，系統就可完成新的動作，幾種動作可組成新的步態，本系統可有三種不同步態，以適合實際需要。另外，當醫生給出其他參數，系統可以用于其他目的：如電刺激治療與肌肉訓練、肌體功能恢復等。

本系統的低頻電刺激器輸出全部采用恒流源方式，用以配合輸入參數時的開環特性。

對于各通道輸出量大小的調節，本系統不采用通常的通過D/A轉換調節輸出脈沖的幅度的方法，而是采用軟件調節它們的脈寬與脈沖的頻率的方法，這樣，省去了D/A變換等硬件。

本系統通過軟硬件配合，可對8個大肌肉群采取正負脈沖刺激方式，即負脈沖為正脈沖的刺激作電荷聚集的準備，負脈沖發生后間隔100微秒才發生正脈沖刺激，這樣保持被刺激肌體部位相對電中性，這樣可以減輕肌肉疲勞和避免肌肉疲勞而過早引起痙攣。

本系統的16個通道通過軟硬件配合全部隔開，各通道相互間完全獨立，這樣避免了各通道肌肉刺激電流之間的相互干擾而產生的交錯干擾刺激。

由于開、閉環特點，本系統不采用A/D轉換和相應的傳感器系統，可以減輕重量和降低成本，也方便了使用。

對于每一種步態，系統都提供三種不同使用方式，以適合同一種數據工作在不同方式下的要求：（1）肌肉訓練方式;（2）手控方式;（3）足跟開關方式。

以下將結合附圖1、2、3對發明作進一步詳細描述。

圖1是本發明的硬件框圖。

圖2是本發明的軟件框圖。

圖3（a）是本發明的正負脈沖輸出的一個通道的電原理圖。圖3（b）是單脈沖輸出的一個通道的電原理圖。圖3（c）是同組諸通道的框圖。圖3（d）是不同組輸出的框圖。圖3（e）是本發明的電源框圖。

參照圖1，醫生可以通過人機對話接口輸入或修改各種參數，并經轉換存入非易失性隨機存貯器中。

參照圖2，系統在步行循環的換腿時詢問病人是否要改換步態，若要，則通過開關切換，就可進入新步態。系統將“行走”看成是由若干小步組成的循環。每一小步分別由兩腿的不同動作（也可相同動作）組成，每一動作可由該腿部多達8個通道（也可少于8個通道）的協調發出電刺激來完成，其中每一通道的脈寬、脈沖頻率都計算機可調。每一小步的持續時間也計算機可調。所有這些數據（脈寬、脈沖頻率、小步時間等）都可通過參數輸入模塊方便地輸入或修改，然后通過“轉換模塊1”轉換成內部存貯格式送非易失性隨機存貯器中存貯。