CN102029045A

CN102029045A - 下蹲站起评定训练床

Info

Publication number: CN102029045A
Application number: CN2009101968042A
Authority: CN
Inventors: 刘颖; 徐秀林; 邹任玲; 胡秀枋; 崔海坡; 李放; 吴毅; 张峰; 贾杰; 胡永善
Original assignee: Huashan Hospital of Fudan University; University of Shanghai for Science and Technology
Current assignee: Huashan Hospital of Fudan University; University of Shanghai for Science and Technology
Priority date: 2009-09-29
Filing date: 2009-09-29
Publication date: 2011-04-27
Anticipated expiration: 2029-09-29
Also published as: CN102029045B

Abstract

本发明提供了一种下蹲站起评定训练床，它包括床座、床架和床板，床架安装在床座上并与床座可转动相连，床板分为背部滑动板和下肢支撑板，背部滑动板装有滑动装置，滑动板跟随患者做下蹲站起运动，实现背部支撑减重。滑动板下方装有位移传感装置，左、右脚踏板组件上分别设有压力传感装置，实现下蹲站起过程位移及压力实时数据采集，在床架与床座之间设有自动床板角度调节机构，调节患者减重程度。患者用显示装置反馈评估和训练过程及结果。本发明首次实现减重方式下的下蹲站起功能训练，帮助患者实现了早期的下蹲站起训练。

Description

下蹲站起评定训练床

技术领域

本发明涉及一种康复医疗器械，尤其涉及一种下蹲站起评定训练床。

背景技术

据统计，我国脑血管病、帕金森病、颅脑外伤、脊髓损伤年发病率各为219/10万、100/10万、55.4/10万和6/10万。而且由于老龄化、自然灾害频发和意外事故增加的缘故，发病率在逐年增加。这些疾病和损伤会造成下蹲站起功能障碍。坐下和站起是为保持功能独立性而每日多次进行的功能性活动，在评价残疾的各种ADL量表(如Barthel量表)中，转移、如厕均与此直接有关，而且通常占评分较大比例。有资料表明，卒中患者的跌倒较多发生在下蹲站起过程中。因此，有效地改善下蹲站起功能是康复的重要举措。

临床上一般通过肉眼观察或使用简单的计时工具观察患者的下蹲站起功能，更复杂的运动学和动力学评定需通过高速摄像机及动作分析系统进行。下蹲站起功能训练上，一般为治疗师针对造成下蹲站起功能障碍的具体问题，如肌力、平衡、痉挛等，进行对应的具体练习及整合练习。目前尚缺乏针对下蹲站起功能进行整体化训练的智能化设备。针对缺乏独立下蹲站起能力的患者，如何早期进行训练也是需要进行解决的问题。

目前的下蹲站起康复训练，由于没有减重，只适合静态平衡较好、具有独立站立功能患者。对于缺乏独立站立能力的严重患者来说，无法采用该方式进行训练，因此，提出一种减重方式下的下蹲-站起训练是临床上迫切需要解决的问题。

此外，以往的功能训练产品往往缺乏游戏化训练软件和视觉反馈系统，这样患者和仪器就不能进行互动，而患者也不能判断通过一段时间的康复训练，自己恢复的情况如何。长期枯燥乏味的训练，使病人逐渐缺乏训练信心，影响患者的康复进程，导致康复效果不理想。

发明内容

本发明的目的，就是为了解决上述问题，提供一种下蹲站起评定训练床。

为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种下蹲站起评定训练床，包括床座、床架、床板和控制箱，床架安装在床座上并与床座可转动相连，床板包括背部滑动板和下肢支撑板，下肢支撑板固定在床架上，背部滑动板与床架滑动相连可以沿床架前后滑动，在背部滑动板下方装有位移传感装置；在床架的前端连接有左、右脚踏板组件，左、右脚踏板组件上分别设有足底压力传感装置，在床架与床座之间设有床板角度调节机构，该床板角度调节机构包含两台直线步进电机；控制箱安装在训练床的床架下面，控制箱内设有传感装置接口电路、电机驱动模块和电源模块，电源模块分别为传感装置接口电路和电机驱动模块提供电源；电机驱动模块与床板角度调节机构中的直线步进电机电信号相连，上述各足底压力传感装置和位移传感装置分别与控制箱内的传感装置接口电路电信号相连。

所述的左、右脚踏板组件结构对称相同，各包括脚踏板支架、脚前端缓冲器、脚后跟导向轴和脚踏板；脚踏板支架与床架固定相连；脚前端缓冲器和脚后跟导向轴分别连接在脚踏板与脚踏板支架之间；所述的足底压力传感装置设置在脚踏板的脚掌部和脚跟部的下方。

所述的足底压力传感装置由贴有四根应变片的悬臂梁组成，贴有四根应变片的悬臂梁插装在由脚踏板、脚踏板支架、脚前端缓冲器和脚后跟导向轴组成的脚底受力部件内。

所述的训练床的床座上安装有多个万向调节脚轮，并相应设有多个用于调节脚轮上下伸缩的调节机构。

还包括床板角度显示器，该床板角度显示器安装在床架上随床架一起移动。

本发明的下蹲站起评定训练床在使用时，患者依靠倾斜的背部滑动板，沿床架前后滑动，主动做下蹲站起动作，在任意背部支撑角度(0-90°)及独立站立状态下进行相应训练和功能评定。在硬件设计上，利用角度可调的床板对背部的支撑作用产生任意的减重效果，利用滑动装置中滑动轨道和滑块之间很小的摩擦阻力，帮助患者背靠滑板主动做下蹲站起动作，首次实现减重方式下的下蹲站起训练，帮助患者进行早期下蹲站起功能训练。在软件设计上，利用先进的计算机控制和传感装置技术反映人体在下蹲站起过程中的重心和姿势变化，通过患者显示器视觉反馈，对有一定下蹲站起功能的患者，改善其动作的对称性。下蹲站起评定训练床开启了使用智能化设备进行下蹲站起训练床的范例。

附图说明

图1是本发明下蹲站起评定训练床的整体结构示意图。

具体实施方式

参见图1，本发明下蹲站起评定训练床1，包括床座11、床架12和床板13，床板13分为背部滑动板131、下肢支撑板132，床架12安装在床座11上并与床座11通过转轴6可转动相连，并通过两顶杆9(分别设置在两侧)支撑在床座11上方。背部滑动板131与床架12通过连接滑块7滑动相连可沿床架前后移动，在床架12的前端连接有左、右脚踏板组件14，在床架12与床座11之间设有床板角度调节机构15，该床板角度调节机构包含一台直线步进电机。在训练床的床座11上安装有多个万向调节脚轮111，并相应设有多个用于调节脚轮上下伸缩的调节机构112。在床架12上还安装有床板角度显示器8，床板角度显示器8随床架12一起移动用于显示床架12及床板13倾斜的角度。

本发明中的左、右脚踏板组件14结构对称相同，各包括脚踏板支架141、脚前端缓冲器142、脚后跟导向轴143和脚踏板144。脚踏板支架141与床架12固定相连；脚前端缓冲器142和脚后跟导向轴143分别连接在脚踏板144与脚踏板支架141之间。在脚踏板144周围设有足底压力传感装置(未图示出来)，该足底压力传感装置由贴有四根应变片的悬臂梁组成，贴有四根应变片的悬臂梁插装在由脚踏板、脚踏板支架、脚前端缓冲器和脚后跟导向轴组成的脚底受力部件内，并分别与控制箱2内的传感装置接口电路电信号相连。

在训练床的床座11上安装有控制箱2，控制箱内设有传感装置接口电路、电机驱动模块和电源模块(未图示出来)，电源模块分别为传感装置接口电路和电机驱动模块提供电源；电机驱动模块分别与床板角度调节机构、左下肢支架移动机构和右下肢支架移动机构中的直线步进电机电信号相连。

本发明配合主控计算机和两个显示屏(主显示屏和患者用显示屏)使用，通过主控计算机实现中心控制，由两个显示屏进行显示。其中主显示屏放置在操作台上，供医护人员使用。主显示屏能显示包含病人信息、测试报告、功能训练、游戏训练、生成报告、系统设置等所有内容，同时能控制患者用显示屏的内容。患者用显示屏位于患者训练时的前方，便于患者观察训练过程中力量大小的变化，实时主动调节平衡，患者用显示屏能显示训练过程、游戏的参与过程以及训练的结果等内容，供患者掌握。

本发明中数据的采集和处理，由压力传感装置组采集足底压力数据，传输到控制箱内的传感装置接口电路，由多路传感变送集成卡(经过信号放大、滤波、采样保持)进入数据采集卡，然后输出到主控计算机对信号进行处理，使左右足部用力大小以直观的柱状图，数字大小的形式显示出来，从而使病人可以了解到自己的实际情况，适当调节姿势和力度。当然病人也可以直观的了解到通过一段时间的训练，自己取得了多大的进步，有利于帮助病人建立康复的信心，激发他们的训练欲望。同时能通过采集的各种信号，进行额状面摆动频率、平均重心、额状面最大摆幅、额状面平均摆幅、重心移动轨迹总长度、重心移动轨迹总面积和额状面侧方摆速等参数的计算及显示。

本发明中的主控计算机内设有运动控制模块，主控计算机通过运动控制模块驱动床板角度调节机构中的直线步进电机。通过同步控制步进电机使其正、反转来实现床板的转动，以此来达到床板0～90度任意倾斜的效果。这样患者就可以实现平躺、斜躺甚至站立进行训练，实现了各种角度减重状态下的评估与训练。床板角度调节机构中的直线步进电机控制床板运动，实现身体不同程度的倾斜。

本发明蹲立式下肢功能评定训练床使用过程如下：

1、患者倾斜躺在床上紧靠背部滑动板，并让其左右脚分别踩在左右脚踏板上，使左右脚踏板处于同一水平面上。

2、根据患者的实际情况自动调节床的倾斜角度，来实现不同程度的减重，安装在床架上的床板角度显示器随床架一起移动，反馈显示床板的实际倾斜角度，角度越小，减重程度越大。

3、患者主动下蹲站起，同时背部滑动板跟随患者上下滑动。

4、进行下蹲站起功能测试，以得到各项动力学参数的测试评估结果，所述动力学参数包括额状面摆动频率、平均重心、额状面最大摆幅、额状面平均摆幅、重心移动轨迹总长度、重心移动轨迹总面积、额状面侧方摆速、测试周期内左右下肢平均做功量和测试周期内左右下肢平均做功功率。

Claims

1.一种下蹲站起评定训练床，其特征在于：包括床座、床架、床板和控制箱，床架安装在床座上并与床座可转动相连，床板包括背部滑动板和下肢支撑板，下肢支撑板固定在床架上，背部滑动板与床架滑动相连可以沿床架前后滑动，在背部滑动板下方装有位移传感装置；在床架的前端连接有左、右脚踏板组件，左、右脚踏板组件上分别设有足底压力传感装置，在床架与床座之间设有床板角度调节机构，该床板角度调节机构包含两台直线步进电机；控制箱安装在训练床的床架下面，控制箱内设有传感装置接口电路、电机驱动模块和电源模块，电源模块分别为传感装置接口电路和电机驱动模块提供电源；电机驱动模块与床板角度调节机构中的直线步进电机电信号相连，上述各足底压力传感装置和位移传感装置分别与控制箱内的传感装置接口电路电信号相连。

2.如权利要求1所述的下蹲站起评定训练床，其特征在于：所述的左、右脚踏板组件结构对称相同，各包括脚踏板支架、脚前端缓冲器、脚后跟导向轴和脚踏板；脚踏板支架与床架固定相连；脚前端缓冲器和脚后跟导向轴分别连接在脚踏板与脚踏板支架之间；所述的足底压力传感装置设置在脚踏板的脚掌部和脚跟部的下方。

3.如权利要求1所述的下蹲站起评定训练床，其特征在于：所述的足底压力传感装置由贴有四根应变片的悬臂梁组成，贴有四根应变片的悬臂梁插装在由脚踏板、脚踏板支架、脚前端缓冲器和脚后跟导向轴组成的脚底受力部件内。

4.如权利要求1所述的下蹲站起评定训练床，其特征在于：所述的训练床的床座上安装有多个万向调节脚轮，并相应设有多个用于调节脚轮上下伸缩的调节机构。

5.如权利要求1所述的下蹲站起评定训练床，其特征在于：还包括床板角度显示器，该床板角度显示器安装在床架上随床架一起移动。