CN106267694B - 下肢骨折康复系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及医疗器械技术领域，特别涉及一种下肢骨折康复系统，包括应力采集单元、供患者使用的第一移动终端以及供医生使用的第二移动终端，所述的第二移动终端将训练计划发送至第一移动终端，应力采集单元、第一移动终端分别采集患者训练时的下肢应力、步数，应力采集单元将采集到的下肢应力发送至第一移动终端，第一移动终端通过显示屏实时显示下肢应力和步数；还公开了其控制方法。通过设置第一、二移动终端，医生能够远程对患者的训练进行指导并提供合适的训练计划，第一移动终端上设置的显示屏能够方便患者在训练的时候实时查看下肢应力和步数，使得患者能够在合适的负重条件下训练指定的步数，提高恢复训练的效果。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，特别涉及一种下肢骨折康复系统及其控制方法。
背景技术
下肢骨折患者在康复期需要进行由部分负重到完全负重的各种康复训练，以恢复患肢的功能，其中最重要的是进行患肢负重训练，这种训练的基本原理是让患者的足底受力，传导到患肢，使患肢受到压力，到达负重的目的，促进患肢的恢复。负重训练时，患者自己在上臂有支撑的情况下用患肢的足底踏地，实现患肢负重。训练时，负重的力度由患者自己粗略估计，或凭忍受程度来判断，由于患者个人的判断力和忍受力差异很大，因此负重的力度很不准确，如果患肢负重过小，骨痂将会愈合缓慢，并发生骨质疏松；如果患肢负重过重，易造成新生骨痂组织损伤和骨折端移位，甚至会造成手术后的骨折内固定物损坏或断裂，这些都不利于患者的恢复。为了提高精度，会通过让患者脚踏体重称进行负重训练，通过体重秤的精确读数控制负重训练的强度，这种虽然能够精确控制负重力度，但是体重秤的便携性太差，使用起来十分的不便。
为了避免上述缺陷，孙涛在2011年05月10日申请了一种下肢骨折定量负重康复训练装置，它由底板、压力传感器、控制器、蜂鸣器和电源组成，底板为有柔性的硬平面板，压力传感器为多个，安装在底板的下表面，压力传感器的信号输出端与控制器的信号输入端相连接，控制器的信号输出端与蜂鸣器相连接，电源分别与压力传感器、控制器、蜂鸣器相连接。另外，上海市第五人民医院于2012年07月12日申请了一种应用于下肢骨折康复病人的应力监护装置，所述的应力监护装置由应力传感器、信号转换模块、数据采集卡和数据处理器组成，所述的应力传感器采集病人下肢应力数据，通过信号转换模块进行放大，然后经数据采集卡模数转换为数字信号后传输到数据处理器上，所述的数据处理器对数据进行监测显示。这两种方案都能够实现对患者下肢应力的监测，但是这两种装置依然存在诸多不足：其一，患者在训练时不能直观地、方便地查看下肢应力值；其二，训练时需要医生或护士进行指导才能取得好的训练效果，若独立进行训练，患者对负重、时间等要求的把握不够准确，同样起不到好的训练效果；其三，各患者训练的数据相对独立，医生并不能从以往的患者训练中汲取更多的经验来为其他患者提供指导。
发明内容
本发明的首要目的在于提供一种下肢骨折康复系统，方便患者独立进行恢复训练。
为实现以上目的，本发明采用的技术方案为：一种下肢骨折康复系统，包括应力采集单元、供患者使用的第一移动终端以及供医生使用的第二移动终端，所述的第二移动终端将训练计划发送至第一移动终端，应力采集单元、第一移动终端分别采集患者训练时的下肢应力、步数，应力采集单元将采集到的下肢应力发送至第一移动终端，第一移动终端通过显示屏实时显示下肢应力和步数。
与现有技术相比，本发明存在以下技术效果：通过设置第一、二移动终端，医生能够远程对患者的训练进行指导并提供合适的训练计划，第一移动终端上设置的显示屏能够方便患者在训练的时候实时查看下肢应力和步数，使得患者能够在合适的负重条件下训练指定的步数，提高恢复训练的效果。
本发明的另一个目的在于提供一种下肢骨折康复系统的控制方法，方便患者独立进行恢复训练。
为实现以上目的，本发明采用的技术方案为：一种如前所述下肢骨折康复系统的控制方法，包括如下步骤：(A)第二移动终端将训练计划发送至第一移动终端；(B)患者根据第一移动终端接收到的训练计划进行训练；(C)应力采集单元(10)、第一移动终端分别采集患者训练时的下肢应力、步数，应力采集单元(10)将采集到的下肢应力发送至第一移动终端，第一移动终端通过显示屏(23)实时显示下肢应力和步数。
与现有技术相比，本发明存在以下技术效果：通过设置第一、二移动终端，医生能够远程对患者的训练进行指导并提供合适的训练计划，第一移动终端上设置的显示屏能够方便患者在训练的时候实时查看下肢应力和步数，使得患者能够在合适的负重条件下训练指定的步数，提高恢复训练的效果。
附图说明
图1是本发明的原理框图；
图2是本发明电路原理图。
具体实施方式
下面结合图1至图2，对本发明做进一步详细叙述。
参阅图1，一种下肢骨折康复系统，包括应力采集单元10、供患者使用的第一移动终端以及供医生使用的第二移动终端，所述的第二移动终端将训练计划发送至第一移动终端，应力采集单元10、第一移动终端分别采集患者训练时的下肢应力、步数，应力采集单元10将采集到的下肢应力发送至第一移动终端，第一移动终端通过显示屏23实时显示下肢应力和步数。通过设置第一、二移动终端，医生能够远程对患者的训练进行指导并提供合适的训练计划，这样就不需要再医生或护士的参与下进行恢复训练，患者在家里也可以进行恢复训练。医生通过第二移动终端发送的训练计划指导患者按照一定的负重条件和步数进行训练，患者在训练时，如果没有实时的反馈，则患者对于自己的训练是否符合要求也不得而知，这里第一移动终端上设置的显示屏23能够方便患者在训练的时候实时查看下肢应力和步数，这样，患者就能在医生设定的条件下进行训练，保证患者在合适的负重条件下训练指定的步数，提高患者独立训练的效果。
目前，大部分的训练计划都是医生根据患者训练前病情进行以及其多年的从业经验指定的，制定的训练计划并不是每次都能取得较好的训练效果，这跟医生的水平有很大关系，这对于患者来说，不能起到稳定的训练效果。故本实施例中优选地，包括服务器端50，所述的第一移动终端将患者训练时的下肢应力和步数发送至第二移动终端，这样医生就能收到患者的反馈信息，知道患者是否完成训练计划。第二移动终端通过医生的输入采集患者的训练前病情、训练后病情、训练计划，第二移动终端对下肢应力、步数、训练后病情以及训练计划分析处理得到训练效果，分析处理时，首先根据下肢应力和步数判断患者是否完成训练，如果患者没有按照训练计划进行训练，其恢复效果不具有参考性，可以舍弃掉；在患者完成训练的基础上，在将训练前、后病情相对比可以得知患者的训练效果，如果训练效果不佳，则说明该训练计划对相应的训练前病情没有多大帮助，可以舍弃；如果训练效果比较好，则第二移动终端将训练效果好的训练前病情、训练计划作为一组信息并发送至服务器端50存储，方便以后调用。当服务器端50存储训练效果好的多组信息后，医生可以将患者训练前病情输入到第二移动终端中，第二移动终端再将训练前病情发送至服务器端50，服务器端50接收到第二移动终端发送的训练前病情后将对应的训练计划返回至第二移动终端，由于服务器端50中存储的都是训练效果好的信息，因此其返回的训练计划都是针对该训练前病情效果好的训练计划，这样就不需要医生自己定制训练计划，患者的训练计划与医生的经验关联小，为患者恢复训练提供一个较为标准的参考。
应力采集单元10的结构有很多种，比如背景技术中提及的对比文件中，也涉及到应力采集单元10的结构，本实施例中优选地，所述的应力采集单元10包括压力传感器11、信号放大电路12、A/D转换电路13、第一蓝牙模块14以及第一电源15，压力传感器11设置在患者鞋底并将患者训练时的下肢应力转换成电压信号并输出至信号放大电路12，经信号放大电路12放大后输出至A/D转换电路13转换成数字信号，数字信号通过第一蓝牙模块14发送出去，第一电源15为信号放大电路12、A/D转换电路13、第一蓝牙模块14供电。应力采集单元10加工成片状，放在鞋垫下面即可使用，这样，对于患者穿任何型号的鞋都是可以进行训练的。
手环体积小，可以方便的戴在手腕上，其携带起来非常的方便。目前大部分手环都有计步、测心率、睡眠监测、振动提醒、时间显示等功能，其各项技术都已经很成熟。故本实施例中优选地，所述的第一移动终端包括手环20，手环20包括微处理器21、加速度传感器22、显示屏23、振动马达24、存储单元25、第二蓝牙模块26以及第二电源27，加速度传感器22采集患者运动时各方向的加速度信息并输出至微处理器21，微处理器21对加速度信息进行处理得到步数，微处理器21通过第二蓝牙模块26接收第一蓝牙模块14发送的数字信号，存储单元25和显示屏23分别用于用于存储和显示下肢应力和步数，振动马达24用于向提醒患者发出提醒，第二电源27为微处理器21、显示屏23、振动马达24以及第二蓝牙模块26供电。患者进行恢复训练时佩戴手环并不会影响到训练效果，因为手环足够轻、方便携带；同时，手环20上自带的显示屏23能够实时的显示下肢应力，避免患者训练时负重过轻或过重，让患者对自己的负重情况能够实时的了解，提高训练过程的可靠性。
现在，智能手机非常的普及，其功能也很强大，为了方便地实现第一、二移动终端之间以及第二移动终端和服务器端50之间的数据通讯，这里优选地，所述的第一移动终端还包括第一手机30，第二移动终端包括第二手机40，手环20通过第二蓝牙模块26与第一手机30进行数据通讯，第一手机30和第二手机40之间以及第二手机40和服务器端50之间均通过GPRS模块或3G/4G模块或WIFI模块进行数据通讯。通过在第一、二手机30、40上安装定制的APP，既能方便的实现数据通讯，又可以进行数据查询、实时诊断等更多功能，让医生和患者之间能够随时进行远程交流。最重要的是，很多患者本身就有手环20和手机，只需要对手环20的固件进行升级，使其可以接收、显示应力采集单元10采集到的下肢应力，手机上只要安装对应的APP，就能得到本系统，患者花费的成本非常低。
本发明还公开了一种如前所述下肢骨折康复系统的控制方法，包括如下步骤：(A)第二移动终端将训练计划发送至第一移动终端；(B)患者根据第一移动终端接收到的训练计划进行训练；(C)应力采集单元10、第一移动终端分别采集患者训练时的下肢应力、步数，应力采集单元10将采集到的下肢应力发送至第一移动终端，第一移动终端通过显示屏23实时显示下肢应力和步数。通过这种方法进行康复训练，非常的方便和可靠。
优选地，所述的步骤C后还包括如下步骤：(D)第一移动终端将患者训练时的下肢应力和步数发送至第二移动终端；(E)第二移动终端比较训练计划和接收到的下肢应力以及步数，若患者按照训练计划进行训练并且已经训练完成，则执行下一步；(F)医生对患者进行诊断后输入训练后病情至第二移动终端；(G)第二移动终端比较训练前病情和训练后病情，若病情有明显好转，则将训练前病情和训练计划作为一组信息发送至服务器端50存储。这样做，可以建立数据库，为以后患者的恢复提供指导，使得骨折患者恢复训练计划标准化，提高医生诊断速度。
当在服务器端50存储多组信息后，第二移动终端发送的训练计划可以有两种方式获得：所述的步骤A中，按如下步骤获得训练计划：(A1)医生输入患者训练前病情至第二移动终端；(A2)第二移动终端将患者训练前病情发送至服务器端50；(A3)服务器端50在其存储的信息组中寻找，若找到相同的训练前病情，则将该训练前病情对应的训练计划发送至第二移动终端，否则发送“无相同病情”至第二移动终端且由医生输入训练计划至第二移动终端。根据患者训练前病情直接在服务器端50匹配一个训练计划，这样做一方面速度快，另一方便让流程标准化。
优选地，所述的训练前病情或训练后病情包括骨折部位信息、病情严重程度信息，骨折部位一般分为很多种，有髋部骨折、股骨干骨折、膝关节周围骨折、胫腓骨骨折、踝部骨折等等，而且，髋部骨折又可以根据骨折的位置分为多个骨折部分；病情严重程度可以定义为多个等级，比如非常严重、较严重、严重、一般、轻微等等，这个在系统中设置好，医生进行诊断后就可以输入相应的病情。训练计划包括下肢应力最小值、下肢应力最大值、锻炼步数、锻炼周期。
优选地，所述的第一移动终端包括手环20和第一手机30，所述的步骤B中包括如下步骤：(B1)第一手机30将下肢应力最小值、下肢应力最大值、锻炼步数发送至手环上；(B2)第一手机30判断当前时刻与锻炼周期是否吻合，若吻合，则发送控制信号至手环20上控制手环20的振动马达24振动提醒患者进行训练并执行步骤B3和B4，否则，重复步骤B2，这样做，可以避免患者忘记训练；(B3)手环20的微处理器21将应力采集单元10采集到的下肢应力和下肢应力最小值、下肢应力最大值进行比较，若采集到的下肢应力小于下肢应力最小值或者大于下肢应力最大值，则手环20的显示屏23上显示红色的数字，否则显示屏23上显示绿色数字，通过在显示屏23上显示不同颜色的数字，能够让患者很直观的看出其负重是否满足医生的要求，当然，当采集到的下肢应力大于下肢应力最大值时，也可以用振动马达24的振动来提醒患者，甚至可以在手环20上安装蜂鸣器，通过声音来提醒患者；(B4)微处理器21将采集到的步数和锻炼步数进行比较，若采集到的步数等于锻炼步数，则振动马达24振动提醒患者训练完成，步骤B3同理，这里的提醒也可以是其他多种方式，显示、声音都是可以的。通过显示屏23和振动马达24，可以保证患者在无人监督的情况下，按照医生的要求自己完成恢复训练，使用起来非常方便。
Claims (8)
1.一种下肢骨折康复系统，其特征在于：包括应力采集单元(10)、供患者使用的第一移动终端以及供医生使用的第二移动终端，所述的第二移动终端将训练计划发送至第一移动终端，应力采集单元(10)、第一移动终端分别采集患者训练时的下肢应力、步数，应力采集单元(10)将采集到的下肢应力发送至第一移动终端，第一移动终端通过显示屏(23)实时显示下肢应力和步数；
包括服务器端(50)，所述的第一移动终端将患者训练时的下肢应力和步数发送至第二移动终端，第二移动终端通过医生的输入采集患者的训练前病情、训练后病情、训练计划，第二移动终端对下肢应力、步数、训练后病情以及训练计划分析处理得到训练效果，第二移动终端将训练效果好的训练前病情、训练计划作为一组信息并发送至服务器端(50)存储；服务器端(50)接收到第二移动终端发送的训练前病情后将对应的训练计划返回至第二移动终端。
2.如权利要求1所述的下肢骨折康复系统，其特征在于：所述的应力采集单元(10)包括压力传感器(11)、信号放大电路(12)、A/D转换电路(13)、第一蓝牙模块(14)以及第一电源(15)，压力传感器(11)设置在患者鞋底并将患者训练时的下肢应力转换成电压信号并输出至信号放大电路(12)，经信号放大电路(12)放大后输出至A/D转换电路(13)转换成数字信号，数字信号通过第一蓝牙模块(14)发送出去，第一电源(15)为信号放大电路(12)、A/D转换电路(13)、第一蓝牙模块(14)供电。
3.如权利要求2所述的下肢骨折康复系统，其特征在于：所述的第一移动终端包括手环(20)，手环(20)包括微处理器(21)、加速度传感器(22)、显示屏(23)、振动马达(24)、存储单元(25)、第二蓝牙模块(26)以及第二电源(27)，加速度传感器(22)采集患者运动时各方向的加速度信息并输出至微处理器(21)，微处理器(21)对加速度信息进行处理得到步数，微处理器(21)通过第二蓝牙模块(26)接收第一蓝牙模块(14)发送的数字信号，存储单元(25)和显示屏(23)分别用于用于存储和显示下肢应力和步数，振动马达(24)用于向提醒患者发出提醒，第二电源(27)为微处理器(21)、显示屏(23)、振动马达(24)以及第二蓝牙模块(26)供电。
4.如权利要求3所述的下肢骨折康复系统，其特征在于：所述的第一移动终端还包括第一手机(30)，第二移动终端包括第二手机(40)，手环(20)通过第二蓝牙模块(26)与第一手机(30)进行数据通讯，第一手机(30)和第二手机(40)之间以及第二手机(40)和服务器端(50)之间均通过GPRS模块或3G/4G模块或WIFI模块进行数据通讯。
5.一种如权利要求1所述下肢骨折康复系统的控制方法，包括如下步骤：
(A)第二移动终端将训练计划发送至第一移动终端；
(B)患者根据第一移动终端接收到的训练计划进行训练；
(C)应力采集单元(10)、第一移动终端分别采集患者训练时的下肢应力、步数，应力采集单元(10)将采集到的下肢应力发送至第一移动终端，第一移动终端通过显示屏(23)实时显示下肢应力和步数；
(D)第一移动终端将患者训练时的下肢应力和步数发送至第二移动终端；
(E)第二移动终端比较训练计划和接收到的下肢应力以及步数，若患者按照训练计划进行训练并且已经训练完成，则执行下一步；
(F)医生对患者进行诊断后输入训练后病情至第二移动终端；
(G)第二移动终端比较训练前病情和训练后病情，若病情有明显好转，则将训练前病情和训练计划作为一组信息发送至服务器端(50)存储。
6.如权利要求5所述的下肢骨折康复系统的控制方法，其特征在于：所述的步骤A中，按如下步骤获得训练计划：
(A1)医生输入患者训练前病情至第二移动终端；
(A2)第二移动终端将患者训练前病情发送至服务器端(50)；
(A3)服务器端(50)在其存储的信息组中寻找，若找到相同的训练前病情，则将该训练前病情对应的训练计划发送至第二移动终端，否则发送“无相同病情”至第二移动终端且由医生输入训练计划至第二移动终端。
7.如权利要求6所述的下肢骨折康复系统的控制方法，其特征在于：所述的训练前病情或训练后病情包括骨折部位信息、病情严重程度信息，训练计划包括下肢应力最小值、下肢应力最大值、锻炼步数、锻炼周期。
8.如权利要求7所述的下肢骨折康复系统的控制方法，其特征在于：所述的第一移动终端包括手环(20)和第一手机(30)，所述的步骤B中包括如下步骤：
(B1)第一手机(30)将下肢应力最小值、下肢应力最大值、锻炼步数发送至手环上；
(B2)第一手机(30)判断当前时刻与锻炼周期是否吻合，若吻合，则发送控制信号至手环(20)上控制手环(20)的振动马达(24)振动提醒患者进行训练并执行步骤B3和B4，否则，重复步骤B2；
(B3)手环(20)的微处理器(21)将应力采集单元(10)采集到的下肢应力和下肢应力最小值、下肢应力最大值进行比较，若采集到的下肢应力小于下肢应力最小值或者大于下肢应力最大值，则手环(20)的显示屏(23)上显示红色的数字，否则显示屏(23)上显示绿色数字；
(B4)微处理器(21)将采集到的步数和锻炼步数进行比较，若采集到的步数等于锻炼步数，则振动马达(24)振动提醒患者训练完成。
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