CN106137504A - 一种复合康复系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种复合康复系统，该康复系统包括一康复训练床，所述康复训练床后半部具有一个容纳腔；一置于容纳腔中的下肢牵引肌肉关节训练模块，且在下肢牵引肌肉关节训练模块上还固定有一下肢血液循环康复模块；所述复合康复系统还包括一控制系统，该控制系统包括微处理器、存储器、输入模块、输出模块、旋转编码器、牵引电机调速控制器、过载扭力传感器、气压传感器、温度传感器和通讯模块。本发明的优点在于：本发明的复合康复系统，集合了关节运动、肌肉伸缩、血管功能和血液循环于一体，且主要是通过控制系统来控制康复系统运动，具有智能性，具体体现在，可根据患者的康复训练情况，自主判断，可让患者更安全、更有效的康复训练。

Description

一种复合康复系统
技术领域
本发明涉及医疗康复设备领域，特别涉及一种复合康复系统。
背景技术
长期制动、坐位工作、姿势异常、神经性肌肉挛缩、组织创伤、脊柱手术、胸腹部手术、下肢手术导致的下肢制动以及先天或后天畸形等因素皆会导致下肢肌肉、关节和循环功能明显下降，肌肉废用、萎缩，关节组织粘连、僵硬，血液缓慢、血液淤滞、下肢功能减退，甚至下肢血管血栓形成。
下肢制动导致下肢肌肉主动或被动伸缩功能废用性下降，同时由于制动导致下肢关节内外组织挛缩或粘连，引起关节活动度障碍，两者均需要通过程序性的反复肌肉和关节活动训练来拉伸和收缩，以保持下肢肌肉和关节功能正常或促进肌肉和关节功能恢复，以此来消除或减轻下肢运动功能的减退，最大程度保存下肢的运动、负重和支撑等功能。同时，由于下肢制动或各种畸形等因素，下肢活动度的下降均可以不同程度引起下肢血管功能的下降和血液循环功能障碍，直接导致组织营养供给不足和静脉血流瘀滞，从而导致肌肉萎缩和下肢静脉血栓形成，通过对下肢体外进行程序性的加压和减压，有效保持局部血管张力，促进下肢的血液供给与回流，保障正常的血液循环生理，保证下肢组织的营养供给和有效防止下肢静脉血栓形成。
目前，市场上已经存在很多持续被动训练器，基本上涵盖的人体全部的关节部位，包括腕关节、肘关节、膝关节和踝关节等。
上肢的训练和下肢的训练在康复过程中是很重要的，尤其是下肢肌肉拉伸收缩、关节活动和血液循环功能的保全和功能康复更是重中之重，在促进患者回归社会和减轻减少致残方面至关重要。但是目前的训练器只是一种被动的康复手段，在康复初期能够帮助患者运动，锻炼肌肉群和关节，防止肌肉坏死等，但是随着康复程度的不断好转，被动训练器所起的作用不是很明显，在康复后期，患者更需要的是自主肌肉的力量、关节活动、血管张力保全和促进血液流动的恢复性训练，也就是说从被动的肢体运动到主动的肢体运动。
针对上述现象，专利CN 104586603 A 公开了一种强度自适应的下肢关节康复训练器，其能执行主动运动模式、主-被动运动模式和被动运动模式这三种对下肢的关节的康复训练，包括第一压力传感器、驱动器和用于连接到下肢以和下肢一起运动的机械结构。第一压力传感器设置在机械结构上，用于测量下肢对机械结构施加的压力；驱动器与机械结构相连以驱动机械结构；第一压力传感器与控制模块相连，控制模块根据第一压力传感器的输出获得该压力；并据此指令驱动器驱动机械结构运动，执行相应的康复训练。本发明根据传感器实现对使用者肌肉恢复的判断，来改变机械结构的运行机制，实现从被动训练、半主动训练到完全主动训练，由此实现患者的被动-半主动-完全主动的训练康复过程，从而也提高了患者的使用安全性。但该结构的下肢关节康复训练器存在以下问题：（1）对于卧病在床的病人，需将该强度自适应的下肢关节康复训练器搬运至病床上，既使用不方便，又耗人力；（2）该强度自适应的下肢关节康复训练器只能促进肌肉运动，因而功能单一，要构建全面的需要不同功能的设备，占用场地面积大，不变维护。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种复合康复系统，在具有智能控制的基础上，可以解决功能单一，实现肌肉拉伸收缩、关节运动达到功能位、血管舒张收缩和血液供应及回流的综合康复训练，同时解决卧床患者不方便使用及消耗人力的问题。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种复合康复系统，其创新点在于：所述康复系统包括
一康复训练床，所述康复训练床包括框架式床架，床架的后半部具有一个容纳腔，容纳腔底部设置有一对沿床架宽度方向设置的调节导轨；
一置于容纳腔中的下肢牵引肌肉关节训练模块，该下肢牵引肌肉关节训练模块包括一水平设置的盒体状底座，其底部通过滑块滑动连接在调节导轨上，所述底座的两侧侧壁开有沿水平方向延伸的腰型孔，底座内置有一沿床架长度方向延伸的丝杆，丝杆的一端安装有牵引电机，且丝杆上套装安装有与丝杆螺纹连接的螺母，螺母的两侧设置伸出腰型孔外的延长部；所述下肢牵引肌肉关节训练模块还包括一对对称设置在底座两侧的五杆机构，该五杆机构包括摆杆A、连杆、摆杆B和支架，同时，丝杆上的螺母作为该五杆机构的滑块；所述摆杆A的下端与螺母的延长部铰接，摆杆B的下端与固定在底座端部的支架铰接，摆杆A和摆杆B的上端之间通过连杆铰接；
一下肢血液循环康复模块，所述下肢血液循环康复模块包括腿部绑带、充气气囊、充气控制模块，腿部绑带包括上绑带片和下绑带片，上、下绑带片的一侧边缘缝合固定形成一个横截面为C字型的半开口结构，在上、下绑带片的另一侧边缘设置快速连接结构，下绑带片的两侧边边缘分别固定在下肢牵引肌肉关节训练模块的两根连杆上；在上、下绑带片内均设有若干沿连杆延伸方向连续分布的充气气囊，各充气气囊通过预埋在下绑带片中的气管与充气控制模块连接，充气控制模块与放置在容纳腔中的充气泵连接；
一控制系统，包括微处理器、存储器、输入模块、输出模块、旋转编码器、牵引电机调速控制器、过载扭力传感器、气压传感器、温度传感器和通讯模块，牵引电机调速控制器安装在变频器上并接入牵引电机与电机电源之间，旋转编码器安装在丝杆的另一端，过载扭力传感器安装在摆杆B与支架的铰接处，气压传感器安装在充气控制模块内，温度传感器安装在下绑带片上表面；
所述微处理器与存储器之间相互通讯，旋转编码器、牵引电机调速控制器、过载扭力传感器、气压传感器、温度传感器和通讯模块的输出端与输入模块的输入端相连，输入模块的输出端与微处理器相连；输出模块的输入端与微处理器相连，所述输出模块的输出端分别与牵引电机、充气控制模块和充气泵的输入端相连。
进一步地，所述的快速连接结构为魔术贴或拉链。
本发明的优点在于：
（1）本发明的复合康复系统，在康复训练床的后半部设有下肢牵引肌肉关节训练模块，从而方便卧床的患者进行下肢康复锻炼，促进肌肉活动；且下肢牵引肌肉关节训练模块的底部通过滑块滑动连接在康复训练床的调节导轨上，在康复训练过程中，可根据左右腿训练需求，将下肢牵引肌肉关节训练模块移至左右腿对应的位置，不需要人工进行搬运，进而可节省人力；同时，也避免了使用两个下肢牵引肌肉关节训练模块，进而大大降低成本；
（2）本发明的复合康复系统，其中，下肢牵引肌肉关节训练模块上固定有下肢血液循环康复模块，可使患者在肌肉关节训练的同时，通过程序性的对气囊进行序贯加压/减压交替，能够有效保全血管的收缩和舒张功能，保持血管的合理张力，保证正常血液供应和血液回流，进而提升了肌肉的营养供给，有助于保全和恢复肌肉功能，也大大加强了康复训练效果；同时，将康复训练床、下肢牵引肌肉关节训练模块及下肢血液循环康复模块于一体，进而使得占地面积减小，同时也便于维护；
（3）本发明的复合康复系统，主要是通过控制系统来控制康复系统运动，具有智能性，具体体现在，可根据患者的康复训练情况，自主判断，可让患者更安全、更有效的康复训练；其中，通过旋转编码器可实现对下肢牵引肌肉关节训练模块角度的控制，过载扭力传感器可防止下肢牵引肌肉关节训练模块受力过大，拉伤患者的腿部，进一步提升了使用的安全性；同时，通过气压传感器来驱动充气控制模块运动，实现充放气；温度传感器，用于防止训练过程中体表摩擦、张力异常、温度异常，造成局部体表皮肤损伤；
（4）本发明的复合康复系统，下肢血液循环康复模块中的快速连接结构为魔术贴或拉链，可根据使用要求，进行不同的选择。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明复合康复系统的正视图。
图2是图1中下肢牵引肌肉关节训练模块上及下肢血液循环康复模块的俯视图。
图3是图1中下肢牵引肌肉关节训练模块上及下肢血液循环康复模块的侧视图。
图4是本发明控制系统的结构示意图。
具体实施方式
下面的实施例可以使本专业的技术人员更全面地理解本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例
本实施例复合康复系统，该康复系统包括一康复训练床1，康复训练床1包括框架式床架11，床架11的后半部具有一个容纳腔12，容纳腔12底部设置有一对沿床架11宽度方向设置的调节导轨13；一置于容纳腔12中的下肢牵引肌肉关节训练模块2，该下肢牵引肌肉关节训练模块2包括一水平设置的盒体状底座21，其底部通过滑块22滑动连接在调节导轨13上，在康复训练过程中，可根据左右腿训练需求，将下肢牵引肌肉关节训练模块2移至左右腿对应的位置，不需要人工进行搬运，进而可节省人力；同时，也避免了使用两个下肢牵引肌肉关节训练模块，进而大大降低成本；底座21的两侧侧壁开有沿水平方向延伸的腰型孔23，底座21内置有一沿床架长度方向延伸的丝杆24，丝杆24的一端安装有牵引电机25，且丝杆24上套装安装有与丝杆24螺纹连接的螺母210，螺母210的两侧设置伸出腰型孔23外的延长部；该下肢牵引肌肉关节训练模块还包括一对对称设置在底座两侧的五杆机构，该五杆机构包括摆杆26、连杆27、摆杆28和支架29，同时，丝杆24上的螺母210作为该五杆机构的滑块；摆杆16的下端与螺母210的延长部铰接，摆杆28的下端与固定在底座21端部的支架29铰接，摆杆26和摆杆28的上端之间通过连杆27铰接。
如图2和3所示，该康复系统还包括一下肢血液循环康复模块3，下肢血液循环康复模块3包括腿部绑带、充气气囊31、充气控制模块32，腿部绑带包括上绑带片33和下绑带片34，上、下绑带片的一侧边缘缝合固定形成一个横截面为C字型的半开口结构，在上、下绑带片的另一侧边缘设置魔术贴35，下绑带片34的两侧边边缘分别固定在下肢牵引肌肉关节训练模块2的两根连杆27上；在上、下绑带片内均设有若干沿连杆延伸方向连续分布的充气气囊31，各充气气囊31通过预埋在下绑带片34中的气管36（图中未标注出）与充气控制模块32（图中未标注出）连接，充气控制模块32与放置在容纳腔12中的充气泵37连接。
如图4所示，该康复系统还包括一控制系统4，该控制系统4包括微处理器41、存储器42、输入模块43、输出模块44、旋转编码器45、牵引电机调速控制器46、过载扭力传感器47、气压传感器48、温度传感器49和通讯模块410，如图1所示，牵引电机调速控制器46安装在变频器5上并接入牵引电机25与电机电源之间，牵引电机调速控制器46用于调节牵引电机25的转速，旋转编码器45安装在丝杆24的另一端，通过旋转编码器45调节丝杆24的位移，进而用于控制摆杆28的旋转角度；过载扭力传感器47安装在摆杆28与支架29的铰接处，用于摆杆28与支架29之间扭矩力的检测，防止下肢牵引肌肉关节训练模块2受力过大，拉伤患者的腿部；如图3所示，气压传感器48安装在充气控制模块32内（图中未标注出），用于测量充气泵37中气体的绝对压强，通过气压控制来驱动充气控制模块32运动，实现充放气；温度传感器49安装在下绑带片34上表面，通过检测下肢血液循环康复模块3内的温度并转换成有用信号输出，并防止训练过程中体表摩擦、张力异常、温度异常，造成局部体表皮肤损伤。
如图4所示，微处理器41与存储器42之间相互通讯，旋转编码器45、牵引电机调速控制器46、过载扭力传感器47、气压传感器48、温度传感器49和通讯模块410的输出端与输入模块43的输入端相连，输入模块43的输出端与微处理器41相连；输出模块44的输入端与微处理器41相连，且输出模块44的输出端分别与牵引电机25、充气控制模块32和充气泵37的输入端相连。
工作时，通过通讯模块410发出信号，经过微处理器41处理，驱动牵引电机25运动，带动丝杆24转动，进而使摆杆26、连杆27和摆杆28一起运动，使腿部做拉伸运动，此时安装在丝杆24上的旋转编码器45实时测出丝杆24的位移，从而检测出摆杆28的旋转角度，传递给微处理器41，微处理器41通过算法将牵引电机25的电流控制到适合的数值，传递给牵引电机调速控制器46，通过牵引电机调速控制器46将牵引电机25调速至一个合适的值；且运转的过程中要检测患者肌肉是否发生痉挛，发生时要立即做出反应，这需要过载扭力传感器47反馈信号，通过微处理器41分析提取信号，准确识别，立即停车；同时，通过通讯模块410发出信号驱动充气泵37和充气控制模块32，从而使充气泵37通过气管36向充气气囊31充气，并通过充气控制模块32控制，打开相对应的充气气囊31，刺激局部肌肉和促进血液流动，此时，安装在充气控制模块32内的气压传感器48，测量出充气泵37中气体的绝对压强，传递给微处理器41，微处理器41通过算法将充气泵37的压强控制到适合的数值；运动过程中，安装在下绑带片34上表面的温度传感器49，实时检测出下肢血液循环康复模块3内的温度并转换成有用信号输出，并防止训练过程中体表摩擦、张力异常、温度异常，造成局部体表皮肤损伤。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (2)

1.一种复合康复系统，其特征在于：所述康复系统包括
一康复训练床，所述康复训练床包括框架式床架，床架的后半部具有一个容纳腔，容纳腔底部设置有一对沿床架宽度方向设置的调节导轨；
一置于容纳腔中的下肢牵引肌肉关节训练模块，该下肢牵引肌肉关节训练模块包括一水平设置的盒体状底座，其底部通过滑块滑动连接在调节导轨上，所述底座的两侧侧壁开有沿水平方向延伸的腰型孔，底座内置有一沿床架长度方向延伸的丝杆，丝杆的一端安装有牵引电机，且丝杆上套装安装有与丝杆螺纹连接的螺母，螺母的两侧设置伸出腰型孔外的延长部；所述下肢牵引肌肉关节训练模块还包括一对对称设置在底座两侧的五杆机构，该五杆机构包括摆杆A、连杆、摆杆B和支架，同时，丝杆上的螺母作为该五杆机构的滑块；所述摆杆A的下端与螺母的延长部铰接，摆杆B的下端与固定在底座端部的支架铰接，摆杆A和摆杆B的上端之间通过连杆铰接；
一下肢血液循环康复模块，所述下肢血液循环康复模块包括腿部绑带、充气气囊、充气控制模块，腿部绑带包括上绑带片和下绑带片，上、下绑带片的一侧边缘缝合固定形成一个横截面为C字型的半开口结构，在上、下绑带片的另一侧边缘设置快速连接结构，下绑带片的两侧边边缘分别固定在下肢牵引肌肉关节训练模块的两根连杆上；在上、下绑带片内均设有若干沿连杆延伸方向连续分布的充气气囊，各充气气囊通过预埋在下绑带片中的气管与充气控制模块连接，充气控制模块与放置在容纳腔中的充气泵连接；
一控制系统，包括微处理器、存储器、输入模块、输出模块、旋转编码器、牵引电机调速控制器、过载扭力传感器、气压传感器、温度传感器和通讯模块，牵引电机调速控制器安装在变频器上并接入牵引电机与电机电源之间，旋转编码器安装在丝杆的另一端，过载扭力传感器安装在摆杆B与支架的铰接处，气压传感器安装在充气控制模块内，温度传感器安装在下绑带片上表面；
所述微处理器与存储器之间相互通讯，旋转编码器、牵引电机调速控制器、过载扭力传感器、气压传感器、温度传感器和通讯模块的输出端与输入模块的输入端相连，输入模块的输出端与微处理器相连；输出模块的输入端与微处理器相连，所述输出模块的输出端分别与牵引电机、充气控制模块和充气泵的输入端相连。
2. 根据权利要求1所述的复合康复系统，其特征在于：所述的快速连 接结构为魔术贴或拉链。
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