CN111728765B - 一种患肢水肿预防与消除装置、辅助运动系统及工作方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种患肢水肿预防与消除装置、辅助运动系统及工作方法，涉及医疗器械领域，包括带有电加热机构的柔性套筒，套筒配合有支架，支架上转动配合有平行于套筒外壁母线的卷筒，卷筒、套筒共同配合有束缚带，束缚带一端固定在套筒外侧面，另一端缠绕套筒后卷绕在卷筒上，卷筒用于通过转动收紧或放松束缚带缠绕在卷筒的部分，通过收紧或放松束缚带缠绕在卷筒的部分，使束缚带通过套筒对患肢施加压力或减少对患肢施加的压力，通过电加热机构对患肢进行热敷，提高患肢水肿处的体温，促进患肢的消肿；配置束缚带在患肢初步发生水肿时对患肢加压，通过外部压力降低水肿的程度，从而有效预防水肿部位的继续扩展，并缩短了消肿恢复周期。

Description

一种患肢水肿预防与消除装置、辅助运动系统及工作方法

技术领域

本公开涉及医疗器械领域，特别涉及一种患肢水肿预防与消除装置、辅助运动系统及工作方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术，并不必然构成现有技术。

淋巴水肿是指在软组织内淋巴回流受阻或减少的一种疾病。乳腺癌术后淋巴水肿产生的原因，普遍认为是由于腋窝淋巴结清扫破坏了上肢回流至腋窝的淋巴通路导致的。造成蛋白质聚积于组织中，使渗透压升高，吸收水分而引起患肢淋巴水肿，其主要表现为：皮下纤维、脂肪、组织增生，患肢增粗。如果术后患者过度使用患肢，水肿会逐渐加重，即使水肿通过推拿和应用芒硝带等方法消除，水肿部位也会纤维化而形成瘢痕组织。患肢上侧淋巴水肿严重影响了患者的生活质量，不仅会给患者带来身体的疼痛及活动障碍，而且会给患者带来巨大的心理阴影。

发明人发现，目前对患肢水肿的消除方法有多种，比如采用芒硝袋或中药等进行消肿，但其消肿后水肿仍会反复出现；比如通过术后康复锻炼如体操等方式，加速血液循环实现消肿，但在康复锻炼过程难以掌控活动力度，且刺激患肢产生疼痛；现有采用的水肿消除方法，多为水肿产生后进行消除，并无法实现对水肿的预防，导致水肿消除缓慢，患者恢复周期较长。

发明内容

本公开的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种患肢水肿预防与消除装置、辅助运动系统及工作方法，通过电加热机构对患肢进行热敷，提高患肢水肿处的体温，从而加速血液循环，促进患肢的消肿；另外，配置束缚带在患肢初步发生水肿时对患肢加压，通过外部压力降低水肿的程度，从而有效预防水肿部位的继续增粗，并缩短消肿恢复周期。

本公开的第一目的是提供一种患肢水肿预防与消除装置，采用以下技术方案：

包括带有电加热机构的柔性套筒，套筒配合有支架，支架上转动配合有平行于套筒外壁母线的卷筒，卷筒、套筒共同配合有束缚带，束缚带一端固定在套筒外侧面，另一端缠绕套筒后卷绕在卷筒上，卷筒用于通过转动收紧或放松束缚带缠绕在卷筒的部分。

进一步地，所述套筒有相互连接的两组，两组套筒均配合有对应的支架、卷筒和束缚带，卷筒通过对应的束缚带作用于对应的套筒进行调整。

本公开的第二目的是提供一种患肢辅助运动系统，采用以下技术方案：

包括如上所述的患肢水肿预防与消除装置，所述套筒内侧安装有多个力学传感器，卷筒配合有驱动机构，力学传感器、驱动机构均接入控制器，控制器依据力学传感器测取的套筒内部压力变化数据控制驱动机构的动作。

进一步地，两个套筒对应的两个支架之间通过辅助支架铰接，铰接处配合有电联控制器的辅助驱动机构，辅助驱动机构通过辅助支架调整两个支架之间的夹角。

进一步地，一套筒远离另一套筒的端部通过肩部贴片连接有肩部固定套，肩部固定套连接有背部贴片，肩部贴片与背部贴片之间连接有应变片，应变片有相对平行布置的两个，均与控制器电联。

进一步地，所述支架包括两个固定环和连接杆，两个固定环分别固定在对应套筒的两端，两个固定环之间通过连接杆连接，卷筒与连接杆同轴配合。

本公开的第三目的是提供一种利用上述患肢辅助运动系统的工作方法，包括以下步骤：

术前将两套筒分别对应套设在患肢的大臂和小臂上，将肩部固定套布置在患肢的肩部，并将背部贴片贴附在患者背部，支架铰接点对应肘部布置；

记录各个力学传感器、应变片的初始数据，将套筒从患肢上拆除；

在术后依照术前方式将患肢穿戴患肢辅助运动系统，力学传感器实时获取套筒内侧压力状态、应变片实时获取受力情况；

在监测到套筒内患肢周向压力均持续增大时，判定患肢即将出现水肿；

驱动机构带动卷筒卷绕束缚带，从而收紧卷筒、增大对患肢的压力，预防过度水肿；

在患肢水肿已经出现时，启动电加热机构，缓解患肢水肿。

进一步地，还包括：

在患肢大臂肱二头肌区域对应的力学传感器测得压力突变时，或两个应变片受力情况不同时，判定患肢需要进行弯举动作；

辅助驱动机构通过支架带动患肢运动，实现对患肢弯举的辅助出力。

进一步地，当患肢周向压力均逐渐减小至正常值时，判定患肢已经消肿；

驱动机构带动卷筒反向转动，释放束缚带，从而减小对患肢的压力。

与现有技术相比，本公开具有的优点和积极效果是：

（1）通过力学传感器监测套筒内部压力情况，从而预先判断水肿产生，通过束缚带对套筒施加压力，从而对患肢预先加压，降低水肿程度，缓解患肢渗透压升高导致的淋巴液扩散，缩短恢复时间；

（2）在水肿已经产生时，通过套筒外部缠绕设置的电加热机构，通过热敷加速水肿患肢的血液循环，从而提高患肢中的淋巴液吸收速度，同时配合束缚带将套筒拉紧，减缓淋巴液的扩散，从而达到快速消肿的效果；

（3）可以在保护患肢的情况下，辅助患者患肢进行运动；患者患肢在进行运动时，肌肉紧绷导致测力单元感应到力的变化，拉紧束缚带，辅助驱动机构带动患肢运动，从而辅助患者实现动作；

（4）利用应变片监测大臂的抬起动作，在患者患肢手臂肌肉不方便动作时，对肩部的连带动作进行监测，通过两个应变片的受力偏差作为大臂动作的判定依据，能够更为方便的实现对手臂动作的监测和辅助动作。

附图说明

构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。

图1为本公开实施例1、2、3中水肿预防与消除装置的整体结构示意图；

图2位本公开实施例2、3中辅助运动系统的整体结构示意图；

图3为本公开实施例1、2、3中加热机构与套筒的配合示意图；

图4为本公开实施例1、2、3中水肿预防与消除装置的正视示意图；

图5为本公开实施例1、2、3中卷筒与驱动机构的配合示意图；

图6为本公开实施例1、2、3中套筒与束缚带的配合示意图；

图7为本公开实施例1、2、3中两组支架配合的结构示意图。

图中，1、套筒；2、支架；3、第一驱动机构；4、电源；5、辅助驱动机构；6、力学传感器；7、第二驱动机构；8、电加热机构；9、束缚带；10、辅助支架；11、肩部固定套；12、背部贴片；13、肩部贴片；14、应变片；201、固定环；202、卷筒。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步地说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；

为了方便叙述，本公开中如果出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用，仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。

正如背景技术中所介绍的，现有技术中的消肿方式有多种，但采用芒硝袋或中药等进行消肿，但其消肿后具有较大的副作用；通过术后康复锻炼如体操等方式，加速血液循环实现消肿，但在康复锻炼过程难以掌控活动力度，且刺激患肢产生疼痛；针对上述问题，本公开提出了一种患肢水肿预防与消除装置、辅助运动系统及工作方法。

实施例1

本公开的一种典型的实施方式中，如图1、图3-图7所示，提出了一种患肢水肿预防与消除装置。

主要包括贴合并束缚患肢的柔性套筒1、安装在套筒上的支架2、共同配合支架2与套筒的束缚带9；

所述套筒为柔性结构，能够套设在患肢上并贴合患肢，套筒上布置有多个力学传感器6，测取套筒内患肢因水肿导致的压力变化，依据此变化判断患肢的水肿状态；

套筒外部包裹有电加热机构8，对患肢水肿处进行热敷；所述支架与套筒配合，支架上设有绕轴线自转的卷筒202，所述卷筒通过束缚带与套筒配合；所述束缚带的一端卷绕在套筒上，另一端卷绕在卷筒上，中间部分绷紧，通过调节卷筒上缠绕束缚带的数量，从而调节卷筒对水肿手臂施加压力的大小；

具体的，所述套筒选用柔性亲肤材质，直接接触患肢，具有良好的透气性，作为套袖套设在患肢水肿处；所述力学传感器粘贴固定在套筒内侧；

所述的电加热机构可以选用硅胶加热带，在通电后能够产生热量传递至套筒，从而作用于患肢进行热敷，提高患肢水肿处的血液循环，从而加快消肿速度，降低促进血液循环所带来的痛苦和不便；

在水肿已经产生时，通过套筒外部缠绕设置的电加热机构，通过热敷加速水肿患肢的血液循环，从而提高患肢中的淋巴液吸收速度，同时配合束缚带将套筒拉紧，减缓淋巴液的扩散，从而达到快速消肿的效果。

所述的束缚带缠绕在套筒外部，形成卷绕结构，在束缚带另一端拉紧时，套筒不发生转动，由于卷绕叠加力作用使得束缚带对套筒产生环绕的挤压力，从而将此约束挤压力施加到患肢上，主动对患肢加压；

通过对患肢施加压力，降低水肿的程度，从而提高后续消肿的速度。

所述支架包括固定环201和连接杆，所述固定环有两个，分别固定在套筒的两端，两固定环之间通过连接杆连接；

所述卷筒与连接杆同轴配合，所述束缚带在卷筒轴向的长度大于患肢水肿范围的长度，用于使束缚带的作用范围覆盖水肿范围；

所述的驱动机构通过传动机构驱动卷筒，在本实施例中，所述的驱动机构可以选用电机，其通过皮带传动与卷筒配合，从而带动卷筒转动，实现收紧或释放束缚带。

进一步地，所述套筒有相互连接的两组，两组套筒均配合有对应的支架、卷筒和束缚带，卷筒通过对应的束缚带作用于对应的套筒进行调整。

分别对应套设在患肢的大臂和小臂上；两套筒分别对应配合有相应的支架和束缚带，卷筒收卷束缚带对患肢施压，或卷筒释放束缚带减小对患肢的压力。

实施例2

本公开的另一典型实施例中，如图1-图7所示，给出一种患肢运动辅助系统，并且，利用如实施例1所述的患肢水肿预防与消除装置。

所述套筒内侧安装有多个力学传感器，卷筒配合有驱动机构，力学传感器、驱动机构均接入控制器，控制器依据力学传感器测取的套筒内部压力变化数据控制驱动机构的动作；

所述调节卷筒配合有驱动机构，驱动机构带动卷筒正转或反转，所述驱动机构、力学传感器共同与控制器电联，供电电源通过控制器为各个元件供能；

供电电源安装在支架上，调整其位置至不妨碍各元件与患肢运动处。

所述的力学传感器有多个，间隔布置，分布在套筒内壁；为了保证测取压力的准确性，力学传感器绕套筒内壁环绕布置，对周向各处的压力情况进行获取；所述力学传感器与驱动机构分别接入控制器，所述控制器依据获取的压力变化控制驱动机构动作；

可以理解的是，所述套筒内侧预设有安装位置，力学传感器分别对应套筒内侧的安装位置进行配合安装，检测各个受力部位的压力信息。

通过力学传感器监测套筒内部压力情况，从而预先判断水肿产生，通过束缚带对套筒施加压力，从而对患肢预先加压，降低水肿程度，缓解患肢渗透压升高导致的淋巴液扩散，缩短恢复时间。

依据对应的力学传感器测取的压力值，分别驱动对应的驱动机构动作，使驱动机构带动，两套筒分别对应有第一驱动机构3和第二驱动机构7；

两套筒对应的两支架通过辅助支架10铰接，铰接处配合有辅助驱动机构5，所述辅助驱动机构驱动一支架绕铰接点相对于另一支架转动，改变两支架间的夹角，用于带动大臂与小臂之间的夹角；

支架、辅助支架和辅助驱动机构共同构成辅助运动系统，所述的辅助驱动机构选用扁平式大扭矩电机，两支架分别作为两个传动臂；扁平式大扭矩电机与控制器电联，所述控制其依据两套筒上力学传感器获取的数据控制辅助驱动机构的动作，从而使两支架之间的夹角增大或缩小；

当检测到患者需要上肢用力时，辅助运动系统启动，扁平式大扭矩电机动作，驱动支架带动患肢运动，帮助患者执行抬举重物等活动。

可以在保护患肢的情况下，辅助患者患肢进行运动；患者患肢在进行运动时，肌肉紧绷导致测力单元感应到力的变化，拉紧束缚带，辅助驱动机构带动患肢运动，从而辅助患者实现动作。

一套筒远离另一套筒的端部通过肩部贴片连接有肩部固定套，肩部固定套连接有背部贴片，肩部贴片与背部贴片之间连接有应变片，应变片有相对平行布置的两个，均与控制器电联；

由肩部固定套11、背部贴片12和肩部贴片13以及两个力应变片14组成大臂监测模块，用来判断大臂处于水平旋转状态或者上抬状态。

当两个应变片受力情况相同时，可判断为旋转状态，此时大臂并未用力，因此不需要辅助运动，当上侧应变片受力小，而下侧应变片受力大时，可判定为大臂上举过程，此时启动辅助运动系统。

同时由于肩部固定套边缘采用圆弧形设置，可抑制大臂的上举角度，从而防止水肿的增大。

可监测大臂和小臂运动情况，通过一定时期的检测，可以根据运动规律给与患者具体的意见建议。

实施例3

本公开的再一典型实施例中，如图1-图7所示，提供一种患肢水肿预防与消除装置的工作方法。

采用以下步骤：

将力学传感器粘贴在患肢套筒的指定部位，用来感应肌肉和身体其他部位的受力情况；

将电机通过对应的固定架安装在支架上，电机输出轴安装齿轮；

将套筒通过轴承安装在连接杆上，实现转动；

套筒顶部安装齿轮，齿轮外侧安装皮带，皮带另一侧固定在点电机输出轴的齿轮上，实现皮带传动；

将套筒套入患者需要预防淋巴水肿的肢体，套筒外侧连接束缚带，束缚带的另一端通过粘贴或者螺栓固定在套筒上；

将辅助支架的上端连接在支架上；

以同样的方法固定小臂对应的套筒和支架，所述支架上配合有第二驱动机构，辅助支架的下端连接小臂对应的支架，辅助支架配合辅助驱动机构；

将肩部固定套固定在大臂与肩部连接处，背部贴片上端缝合在肩部固定套上，其余部位平整贴放与背部；

肩部贴片上端同样缝合在肩部固定套上，其余部位贴合大臂放置。背部贴片和肩部贴片中间采用两根应变片连接；

将电池安装在大臂外侧的口袋中，完成安装。

在使用时：

在患者身体健康时，令患者穿戴辅助水肿消除装置，记录此时各个力学传感器的数据，然后拆除；

患者进行手术后，按照上述步骤重新穿戴此装置，力学传感器实时获取套筒内侧压力状态；

在监测到套筒内患肢周向压力均持续增大时，判定患肢即将出现水肿，驱动机构对应的电机启动，拉紧束缚带；

驱动机构带动卷筒卷绕束缚带，从而收紧卷筒、增大对患肢的压力，预防过度水肿；

当患者水肿已经出现时，束缚套外侧缠绕硅胶加热带，可通过加热缓解水肿；

当患者需要抬举重物或其他动作时，大臂监测模块和测力单元检测到数据信息，通过分析数据判定该动作为不会施力的大臂旋转运动还是会施力的上举运动，发送相应指令到辅助运动系统，带动大扭矩电机旋转，达到助力的效果。

具体的，在患肢大臂肱二头肌区域对应的力学传感器测得压力突变时，判定患肢需要进行弯举动作；

辅助驱动机构通过支架带动患肢运动，实现对患肢弯举的辅助出力。

当患肢周向压力均逐渐减小至正常值时，判定患肢已经消肿；

驱动机构带动卷筒反向转动，释放束缚带，从而减小对患肢的压力。

当然，可以理解的是，在套筒环向设置有多个测力单元，在进行抬举动作时，肌肉部分测力单元变化最明显；在发生水肿时，环向的多个测力单元变化较均一；通过此测定差别对抬举动作和水肿引起的压力变化进行区分。

以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种患肢辅助运动系统，其特征在于，包括一种患肢水肿预防和消除装置；所述患肢水肿预防与消除装置，包括带有电加热机构的柔性套筒，套筒配合有支架，支架上转动配合有平行于套筒外壁母线的卷筒，卷筒、套筒共同配合有束缚带，束缚带一端固定在套筒外侧面，另一端缠绕套筒后卷绕在卷筒上，卷筒用于通过转动收紧或放松束缚带缠绕在卷筒的部分；所述套筒内侧安装有多个力学传感器，卷筒配合有驱动机构，力学传感器、驱动机构均接入控制器，控制器依据力学传感器测取的套筒内部压力变化数据控制驱动机构的动作；所述支架包括两个固定环和连接杆，两个固定环分别固定在对应套筒的两端，两个固定环之间通过连接杆连接，卷筒与连接杆同轴配合。

2.如权利要求1所述的患肢辅助运动系统，其特征在于，所述套筒有相互连接的两组，两组套筒均配合有对应的支架、卷筒和束缚带，卷筒通过对应的束缚带作用于对应的套筒进行调整。

3.如权利要求1所述的患肢辅助运动系统，其特征在于，两个套筒对应的两个支架之间通过辅助支架铰接，铰接处配合有电联控制器的辅助驱动机构，辅助驱动机构通过辅助支架调整两个支架之间的夹角。

4.如权利要求1或3所述的患肢辅助运动系统，其特征在于，一套筒远离另一套筒的端部通过肩部贴片连接有肩部固定套，肩部固定套连接有背部贴片，肩部贴片与背部贴片之间连接有应变片，应变片有相对平行布置的两个，均与控制器电联。

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