CN109350922A - 面向脑卒中急性期患者的肩肘软外骨骼康复训练装置 - Google Patents

面向脑卒中急性期患者的肩肘软外骨骼康复训练装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种面向脑卒中急性期患者的肩肘软外骨骼康复训练装置，两个气囊之间通过串联连接形成从肩到手部的上肢软外骨骼，两个气囊内均设置有压力传感器，上部气囊由两个独立气腔组成，下部气囊由三个独立气腔组成；上部气囊的两个气腔和下部气囊中的下部一个气腔分别依次通过气阀、电磁阀连接各自对应的气泵，下部气囊中的上部两个气腔并接后通过依次通过气阀、电磁阀连接对应的气泵；各气泵、各电磁阀以及压力传感器连接控制仪，由控制仪控制各气泵、电磁阀实现对急性患者实施主动康复训练模式和被动康复训练模式。本发明可以有效防止患者康复训练过程中肩关节等部位的损伤，同时通过康复训练促进血液循环，有助于促进患者恢复上肢肌力，防止肌肉萎缩。

Description

面向脑卒中急性期患者的肩肘软外骨骼康复训练装置
技术领域
本发明涉及一种医疗康复设备，尤其涉及一种面向脑卒中急性期患者的肩肘软外骨骼康复训练装置。
背景技术
据统计，中国每年新增200多万脑卒中患者，平均每12秒就有一人发生卒中，每21秒就有一人死亡，全国脑卒中患者约为800万人，致残率高达75％，中国的脑卒中发病率高于全球平均水平。根据脑卒中死亡率的全球分布，中国脑卒中死亡率约151-251人/10万人，在幸存者中约70％～80％的病人留有不同程度的残疾。脑卒中急性期是发病后数日至2周，脑卒中患者的患侧肢体不能主动活动或者活动很弱，肌张力低，早期康复有助于患者神经重塑，并建立康复信心。
脑卒中患者在软瘫期由于肌力不足，很容易在康复训练过程中出现手臂脱臼等损伤。而现有的上肢康复设备中，没有专门为脑卒中急性期患者在康复训练过程中提供肩关节保护的设备。同时，目前的气囊结构，只能针对静脉曲张患者进行简单的按摩，并不适用于防止脑卒中患者上肢关节肿胀和肌肉萎缩。此外，这类气囊穿戴结构并不合理，不能为患者提供一个更有效的康复训练。针对现有技术中存在的问题，需要提供一种可以为脑卒中软瘫急性期患者在康复训练过程中提供肩关节保护和促进上肢肌力恢复的装置，该装置通过设立主被动两种模式，主动模式下通过对气囊完全充气，可以保证患者在进行ROM康复训练时肩关节不受损伤；被动模式下可以通过对气囊的单独控制实现对上肢按照一定模式进行按摩，支条的角度固定和支撑可以保证上肢多角度按摩，可以促进偏瘫侧肢体肌力恢复和主动活动的出现，同时具有促进血液循环与增加感觉输入的作用。
发明内容
本发明在经过临床分析和调研后，提出了一种面向脑卒中急性期患者的肩肘软外骨骼康复训练装置，该装置能提供两种训练模式，主动模式下可进行ROM康复训练，能够有效保护软瘫期患者肩关节，防止肩关节脱臼，同时有助于患者肌力恢复；被动模式下通过支条连接可进行多角度按摩，可以促进偏瘫侧肢体肌力恢复和主动活动的出现，同时具有促进血液循环与增加感觉输入的作用。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种面向脑卒中急性期患者的肩肘软外骨骼康复训练装置，包括两个气囊、支条、多个气阀、卡扣、穿戴结构、多个气泵、腋下结构、绑带结构、控制仪，两个气囊之间通过支条和卡扣串联连接形成从肩到手部的上肢软外骨骼，其中，上部气囊上设有绑带结构和腋下结构，下部气囊上设有穿戴结构，两个气囊内均设置有压力传感器，上部气囊由肩部气腔和上臂半部气腔组成，下部气囊由三个独立的气腔组成；所述上部气囊中的肩部气腔、上臂半部气腔和下部气囊中的下部一个气腔分别依次通过气阀、输气管、电磁阀连接各自对应的气泵，所述下部气囊中的上部两个气腔并接后通过依次通过气阀、输气管、电磁阀连接对应的气泵；各气泵、各电磁阀以及压力传感器连接控制仪，由控制仪控制各气泵和各电磁阀实现肩肘软外骨骼康复训练装置对急性患者实施主动康复训练模式和被动康复训练模式。
当实施主动康复训练模式时，所述气囊内保留适量气体对肩部起到保护和支撑作用，用于防止患者肩关节脱臼。
当实施被动康复训练模式时，所述控制仪控制连接上部气囊中的肩部气腔、上臂半部气腔的两个气泵分别经电磁阀对上部气囊中的肩部气腔、上臂半部气腔进行独立充放气，实现上部气囊的收缩和扩张，从而达到对肩臂的挤压按摩效果，促进血液循环，促进患者恢复上肢肌力，防止肌肉萎缩；所述控制仪控制连接下部气囊中的下部一个气腔的气泵以及上部两个气腔的共用气泵经电磁阀对下部气囊中的下部一个气腔以及上部两个气腔进行独立充放气，实现下部气囊的收缩和扩张，从而达到对手和前臂的挤压按摩效果，促进血液循环，促进患者恢复上肢肌力，防止肌肉萎缩。
进一步，所述支条由上臂支条、前臂支条、上转盘盖、下转盘盖、销、轴套和弹簧组成，上臂支条与前臂支条之间通过上转盘盖和下转盘盖连接，其中，上臂支条和前臂支条上的中间通孔通过上转盘盖上的轴套套接在下转盘盖的中心连接轴上，且上臂支条位于前臂支条上面，上臂支条上开有一个定位孔，前臂支条上开有多个沿周向均面的定位孔，上转盘盖上穿有销，销外套接有弹簧，弹簧一端抵接在上转盘盖底面，另一端与销的凸环端面接触连接；当拉起销后，所述上臂支条和前臂支条可绕轴套在一定角度内转动，通过销进行角度定位固定；由支条连接两个气囊，用于提供支撑力来固定肘关节角度从而配合患者进行被动康复训练。
进一步，所述气阀为气门芯式阀门闭气结构，内有顶针，外部设有外螺纹，使输气管与气囊连接时可实现气泵对气囊进行实时充放气，未连接的时可保证气囊内保留适量气体。
进一步，所述卡扣以缝合的方式固定在气囊上，从而完成支条与气囊的配合连接，卡扣为排列结构，排列结构使支条的支撑力在气囊上均匀分布。
进一步，所述穿戴结构为魔术贴结构，可以使两个气囊呈展开状，对患者进行包合式穿戴，可调松紧，方便患者对本软外骨骼装置的佩戴。
进一步，所述腋下结构用于保证肩关节自由度的同时，还为患者肩部提供一个与手臂重力相反方向的支撑力，可防止患者患侧偏瘫姿态的形成。
进一步，所述绑带结构通过上绑带和下绑带提升上部气囊与患侧的贴合度从而加强上部气囊对于患侧肩臂的支撑和保护，用一防止肩关节的脱臼。
与现有技术相比，本发明取得了以下的有益效果：
1、合理的分段式气囊结构设计，在为脑卒中患者提供保护的同时可以对患者提供多种穿戴组合，保证透气性的同时针对不同的病人可采取不同的穿戴组合以此来促进更好的康复训练。
2、支条结构可以为被动训练模式提供多角度训练，有利于多角度促进上肢血液循环和肌力恢复。
3、气囊与支条的连接采用卡扣结构，方便支条安装、摘除的同时还能保证被动训练时有足够的力来固定支条，从而支撑前臂，有利于促进被动模式下进行的康复训练。
4、气囊采取多个独立气腔结构，可实现对气腔的单独控制，前臂气腔结构的设计也保证了肘关节的自由度。
5、设置主被动两种训练模式，主动模式下在保证患者安全的情况下进行康复训练；被动模式有利于防止患者上肢肌肉萎缩、恢复肌力、促进血液循环，同时适用于静脉曲张患者。
6、气囊采用展开包合式穿戴，更方便快捷，利于穿戴。
7、上臂气囊设置腋下结构，有利于防止患者不良偏瘫姿态形成。
8、气囊绑带结构由上绑带和下绑带组成，使气囊与患侧有效贴合且受力均匀，提升了气囊与患者患侧的贴合度从而加强了气囊对于患侧肩臂的保护，有利于防止肩关节的脱臼等问题。
附图说明
图1是本发明的面向急性患者的肩肘软外骨骼康复训练装置的整体结构示意图；
图2是本发明的面向急性患者的肩肘软外骨骼康复训练装置的气腔结构示意图；
图3是上部气腔结构示意图；
图4是是下部气腔结构示意图；
图5是支条结构示意图；
图6是卡扣结构示意图；
图7是气阀与输气管连接结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实例对本发明的应用原理做进一步说明。
如图1至图7所示，本发明的面向脑卒中急性期患者的肩肘软外骨骼康复训练装置，包括气囊一1、气囊二2、支条3、气阀一4-1、气阀二4-2、气阀三4-3、气阀四4-4、气阀五4-5、卡扣5、穿戴结构6、气泵一7-1、气泵二7-2、气泵三7-3、气泵四7-4、电磁阀一8-1、电磁阀二8-2、电磁阀三8-3、电磁阀四8-4、输气管一9-1、输气管二9-2、输气管三9-3、输气管四9-4、绑带结构11、控制仪等。气囊一1与气囊二2之间通过支条3和卡扣5连接。气囊一1和气囊2串联形成从肩到手部的上肢软外骨骼。气囊一1上设有绑带结构11；气囊二2上设有穿戴结构6。气囊一1和气囊二2内设置有压力传感器。主动模式下可以快捷取下支条3，为肘关节活动提供自由度，此时在气囊内保留适量气体的情况下可取下输气管，保证主动训练的灵活度；被动模式下可以利用支条3将肘关节固定在一个角度，有利于促进康复训练。
如图2至图4所示，气囊一1为肩部气囊，由两个独立的气腔组成，从上到下依次为气腔一12、气腔二13。气囊二2由三个独立的气腔组成，从上到下依次为气腔三14、气腔四16和气腔五15，其中气腔五15和手部相通，气腔一12与肩部和腋下相通，气腔三14和气腔四16同位于前臂上端。
气囊一1的气腔一12、气腔二13的进气口分别连接有气阀一4-1、气阀二4-2，并分别通过输气管一9-1、输气管二9-2连接电磁阀一8-1、电磁阀二8-2，电磁阀一8-1、电磁阀二8-2分别连接气泵一7-1、气泵二7-2。气囊二2的气腔三14、气腔四16和气腔五15的进气口分别连接有气阀三4-3、气阀四4-4、气阀五4-5，气阀三4-3与气阀四4-4之间通过输气管三9-3并接后经电磁阀三8-3连接气泵三7-3，气阀五4-5通过输气管四9-4和电磁阀四8-4连接气泵四7-4。
经过电磁阀一8-1、电磁阀二8-2、电磁阀三8-3、电磁阀四8-4和输气管一9-1、输气管二9-2、输气管三9-3、输气管四9-4将气泵一7-1、气泵二7-2、气泵三7-3、气泵四7-4产生的气压通过气囊的气阀一4-1、气阀二4-2、气阀三4-3、气阀四4-4、气阀五4-5输入各个气腔。
各气泵、各电磁阀以及压力传感器连接控制仪，由控制仪控制各气泵和各电磁阀实现肩肘软外骨骼康复训练装置对急性患者实施主动康复训练模式和被动康复训练模式。
如图5所示，支条3由上臂支条3-1、前臂支条3-2、上转盘盖3-3、下转盘盖3-4、销3-5、轴套3-6和弹簧3-7共同组成，上臂支条3-1与前臂支条3-2之间通过上转盘盖3-3和下转盘盖3-4连接，其中，上臂支条3-1和前臂支条3-2上的中间通孔通过上转盘盖3-3上的轴套3-6套接在下转盘盖3-4的中心连接轴上，且上臂支条3-1位于前臂支条3-2上面，上臂支条3-1上开有一个定位孔，前臂支条3-2上开有多个沿周向均面的定位孔，上转盘盖3-3上穿有销3-5，销3-5外套接有弹簧3-7，弹簧3-7一端抵接在上转盘盖3-3底面，另一端与销3-5的凸环端面接触连接。放下销3-5，销3-5在弹簧3-7作用下，经上臂支条3-1上定位孔插入前臂支条3-2上的定位孔，使上臂支条3-1与前臂支条3-2连接固定；拉起销3-5后，使前臂支条3-2可绕下转盘盖3-4的中心连接轴转动，使被动训练模式下，采用支条3有利于便捷式调整手臂弯曲夹角，同时提高了对手臂的支撑力。
如图6所示，卡扣5以缝合的方式固定在气囊上，从而完成支条3与气囊的配合，卡扣5独特的排列方式使支条3的支撑力在气囊上分布更均匀，支条3与气囊的连接更贴合、更牢固，在支条的安装与摘除上也更方便快捷。
如图7所示，输气管与气囊连接的气阀为气门芯式阀门闭气结构，内有顶针，外部设有外螺纹，输气管与气囊连接时可实现气泵对气囊进行实时充放气，当未连接的时候可保证气囊内保留适量气体。
本发明在气囊各气腔内面分别设置了五个压力传感器，方便感应气囊在充气过程中施加于人体表面的压力值，从而控制电磁阀开关。
在使用时，患者先进行气囊一1和气囊二2的穿戴，打开穿戴结构6魔术贴后将气囊展开，放入患侧上肢后再调整穿戴结构6，调整好后将上绑带依次从背后、另一侧腋下绕到胸前，下绑带绕身体水平缠绕在胸口下方调整绑带结构11的魔术贴完成穿戴。
进行被动训练时，在控制仪上选择被动训练模式，通过卡扣5将支条3按合到气囊一1和气囊二2对应连接处，并拉起支条3上的销3-5，同时缓慢旋转患者前臂选择一个合适的角度后放下销3-5就能固定住患者手臂，再将输气管一9-1、输气管二9-2、输气管三9-3、输气管四9-4依次与气阀一4-1、气阀二4-2、气阀三4-3、气阀四4-4、气阀五4-5进行螺纹连接，完成气泵对气腔进行实时充放气。此时，电磁阀一8-1、电磁阀二8-2、电磁阀三8-3、电磁阀四8-4处于开启状态，经过输气管一9-1、输气管二9-2、输气管三9-3、输气管四9-4将气泵一7-1、气泵二7-2、气泵三7-3、气泵四7-4产生的气压通过气囊的气阀一4-1、气阀二4-2、气阀三4-3、气阀四4-4、气阀五4-5输入各个气腔。输气管一9-1将气体输送至气腔一12内，输气管二9-2将气体输送至气腔二13内，输气管三9-3将气体输送至气腔三14和气腔四16内，输气管四9-4将气体输送至气腔五15内，各输气管之间相互独立，互不影响。各气腔与人体接触的表面分别设有薄膜压力传感器，充气过程中，气囊在上肢表面形成的压力不断增加，放气过程中，气囊在上肢表面形成的压力逐渐减少，整个装置各个气腔内的充放气按照选定的模式进行，通过控制各个气腔的气体流量使得气囊进行收缩、扩张，从而对肌肉进行按摩，有利于防止上肢肌肉萎缩、促进血液循环。
在需要进行主动训练时，先按照上述过程穿戴并连接好装置但不使用支条3，为了保证肘关节自由度，气腔四16内几乎不需要气体，所以输气管三9-3只将一个接口连接到气腔三14上，将连接到气腔四16的气管口打结以防止漏气。在控制仪上选择主动训练模式，充气过程中，气囊在上肢表面形成的压力不断增加，当压力达到传感器预定值时，相应气腔对应的电磁阀闭合，对应的气泵停止工作。充气完成，气囊形成对患者肩部和上肢的良好保护和支撑作用，可拆下输气管一9-1、输气管二9-2、输气管三9-3以及输气管四9-4，此时患者具有肩、肘关节的自由度，可以在不同地点进行主动康复训练来训练整个上肢，促进肌力恢复，同时训练过程中防止了肩关节脱臼等问题。
此外，患者还可依据自身实际情况，听从医生指导，在进行康复训练时可选择性的穿戴气囊1或气囊2，或者两者组合穿戴，从而达到一个更好的康复训练效果。
以上所述，仅为本发明的具体实施例，但本发明的特征并不局限于此，任何熟悉该项技术的人在本发明领域内，可轻易想到的变化或修饰，都应涵盖在以下本发明的申请专利范围中。

Claims (9)

1.一种面向脑卒中急性期患者的肩肘软外骨骼康复训练装置，包括两个气囊、支条、多个气阀、卡扣、穿戴结构、多个气泵、腋下结构、绑带结构、控制仪，其特征在于：两个气囊之间通过支条和卡扣串联连接形成从肩到手部的上肢软外骨骼，其中，上部气囊上设有绑带结构和腋下结构，下部气囊上设有穿戴结构，两个气囊内均设置有压力传感器，上部气囊由肩部气腔和上臂半部气腔组成，下部气囊由三个独立的气腔组成；所述上部气囊中的肩部气腔、上臂半部气腔和下部气囊中的下部一个气腔分别依次通过气阀、输气管、电磁阀连接各自对应的气泵，所述下部气囊中的上部两个气腔并接后通过依次通过气阀、输气管、电磁阀连接对应的气泵；各气泵、各电磁阀以及压力传感器连接控制仪，由控制仪控制各气泵和各电磁阀实现肩肘软外骨骼康复训练装置对急性患者实施主动康复训练模式和被动康复训练模式。
2.根据权利要求1所述的面向脑卒中急性期患者的肩肘软外骨骼康复训练装置，其特征在于：当实施主动康复训练模式时，所述气囊内保留适量气体对肩部起到保护和支撑作用，用于防止患者肩关节脱臼。
3.根据权利要求1所述的面向脑卒中急性期患者的肩肘软外骨骼康复训练装置，其特征在于：当实施被动康复训练模式时，所述控制仪控制连接上部气囊中的肩部气腔、上臂半部气腔的两个气泵分别经电磁阀对上部气囊中的肩部气腔、上臂半部气腔进行独立充放气，实现上部气囊的收缩和扩张，从而达到对肩臂的挤压按摩效果，促进血液循环，促进患者恢复上肢肌力，防止肌肉萎缩；所述控制仪控制连接下部气囊中的下部一个气腔的气泵以及上部两个气腔的共用气泵经电磁阀对下部气囊中的下部一个气腔以及上部两个气腔进行独立充放气，实现下部气囊的收缩和扩张，从而达到对手和前臂的挤压按摩效果，促进血液循环，促进患者恢复上肢肌力，防止肌肉萎缩。
4.根据权利要求1所述的面向脑卒中急性期患者的肩肘软外骨骼康复训练装置，其特征在于：所述支条由上臂支条、前臂支条、上转盘盖、下转盘盖、销、轴套和弹簧组成，上臂支条与前臂支条之间通过上转盘盖和下转盘盖连接，其中，上臂支条和前臂支条上的中间通孔通过上转盘盖上的轴套套接在下转盘盖的中心连接轴上，且上臂支条位于前臂支条上面，上臂支条上开有一个定位孔，前臂支条上开有多个沿周向均面的定位孔，上转盘盖上穿有销，销外套接有弹簧，弹簧一端抵接在上转盘盖底面，另一端与销的凸环端面接触连接；当拉起销后，所述上臂支条和前臂支条可绕轴套在一定角度内转动，通过销进行角度定位固定；由支条连接两个气囊，用于提供支撑力来固定肘关节角度从而配合患者进行被动康复训练。
5.根据权利要求1所述的面向脑卒中急性期患者的肩肘软外骨骼康复训练装置，其特征在于：所述气阀为气门芯式阀门闭气结构，内有顶针，外部设有外螺纹，使输气管与气囊连接时可实现气泵对气囊进行实时充放气，未连接的时可保证气囊内保留适量气体。
6.根据权利要求1所述的面向脑卒中急性期患者的肩肘软外骨骼康复训练装置，其特征在于：所述卡扣以缝合的方式固定在气囊上，从而完成支条与气囊的配合连接，卡扣为排列结构，排列结构使支条的支撑力在气囊上均匀分布。
7.根据权利要求1所述的面向脑卒中急性期患者的肩肘软外骨骼康复训练装置，其特征在于：所述穿戴结构为魔术贴结构，可以使两个气囊呈展开状，对患者进行包合式穿戴，可调松紧，方便患者对本软外骨骼装置的佩戴。
8.根据权利要求1所述的面向脑卒中急性期患者的肩肘软外骨骼康复训练装置，其特征在于：所述腋下结构用于保证肩关节自由度的同时，还为患者肩部提供一个与手臂重力相反方向的支撑力，可防止患者患侧偏瘫姿态的形成。
9.根据权利要求1所述的面向脑卒中急性期患者的肩肘软外骨骼康复训练装置，其特征在于：所述绑带结构通过上绑带和下绑带提升上部气囊与患侧的贴合度从而加强上部气囊对于患侧肩臂的支撑和保护，用一防止肩关节的脱臼。
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