CN112618290A - 用于缓解帕金森病患者冻结步态的智能防护手杖 - Google Patents
用于缓解帕金森病患者冻结步态的智能防护手杖 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及辅助医疗技术领域，尤其是用于缓解帕金森病患者冻结步态的智能防护手杖，包括由一顶杆，设于顶杆上的把手，以及设于顶杆底部中心处的底杆组成的手杖本体，在底杆顶部设有光线投射机构，在底杆底部且沿底杆周向设有多个通透腔，在各通透腔内设有通过转动组件与通透腔连接的支腿，在手杖本体内设有用于驱动支腿转动的驱动机构，还包括步频传感器，以及控制器，其可实时监控帕金森病患者的步态，并可对帕金森病患者进行稳定支撑，防止患者病发时跌倒，并改善患者起步困难和冻结步态的症状。
Description
技术领域
本发明涉及辅助医疗技术领域，尤其是用于缓解帕金森病患者冻结步态的智能防护手杖。
背景技术
帕金森病(Parkinson’s Disease，PD)又叫震颤麻痹综合症、帕金森综合症，是一种慢性中枢神经系统退化性失调疾病。该病多发于老年人群，平均发病年龄大约为60岁，且近年来该病的发病年龄有下降趋势。在我国，据统计65岁以上人群中PD的发病率为1.7％，55岁以上人群中PD的发病率为1％。PD已经成为中老年人群的“第三杀手”，严重威胁着人类的生命健康。
冻结步态(Freezing Of Gait，FOG)被定义为“企图行走时或前进过程中步伐短暂、突然地中止或明显减少”，主要表现为运动的短暂性阻滞，步态常呈非对称性，单侧下肢偶发起始，患者起始犹豫，不能行走或行走时感觉自己的脚像“粘”在地板上或被地板吸住，抬脚、迈步困难，一般持续数秒钟，偶尔也可长达30秒，最严重时，患者任何时候行走均出现，需要他人或拐杖辅助，可伴有一定程度的双腿颤抖。随着病情进展，冻结步态越发频繁并致跌倒。
研究认为帕金森病冻结步态具有3种亚型：(1)双腿震颤：克服步行阻滞而出现双腿(膝关节)交替颤抖；(2)拖步曳行；(3)完全运动不能：肢体到躯干不能移动，此项较为少见，但最为人所知。流行病学及临床研究资料显示，半数以上的病程超过10年的帕金森病患者经历过冻结步态，随着疾病进展逐渐上升，多发生于帕金森病的晚期，也有7％早期特发性帕金森病患者经历过轻度冻结步态。
除了药物和深部脑刺激治疗手段外，康复训练是缓解PD患者冻结步态的有效手段。研究表明注意力决策和提示被恰当地运用于改善步态和肢体协调，减少姿势平衡中的限制，从而改善患者冻结步态症状。感觉提示训练通过外界或携带式传感器为患者提供节律性听觉、视觉、触觉或精神刺激，可以弥补本体感觉缺陷，但是冻结步态伴慌张或前冲步态，是最常引起帕金森病患者跌倒的主要原因之一。
CN 205251971 U公开了一种引导帕金森病及运动障碍患者步行的引导手杖，包括外杆和嵌套在外杆内部且伸缩连接的内杆，外杆上部设有外壳以及与外壳连接的握把；握把内安装有用于发射红外线的红外线发射装置，红外线发射装置的红外线指示灯使用透明壳封装在握把内部；外壳内部安装有用于播放音频的播放器，播放器的控制按键安装在外壳上；播放器和红外线发射装置配置有电池，电池的充电端口安装在外壳上。
上述专利通过设置在手杖内的红外线发射装置所发射的两条红外线光束和播放器播放引导患者起步的口令或者节律性音乐，通过给患者的视觉和听觉的引导，改善患者起步困难和冻结步态的症状，但是由于帕金森病患者冻结步态前有步幅越来越小，速度越来越快的慌张步态或前冲步态表现，上述专利为单杆支撑，在患者出现冻结步态伴慌张或前冲步态时，手臂也容易随步态的慌张或前冲失去控制，不能实时保证手杖随患者移动的每一步支撑都是垂直支撑，此时，一旦手臂对手杖的施力方向产生歪斜，手杖就不能保持垂直支撑，因此，上述专利不能保证对患者进行实时稳定的支撑，也就不能有效的防止患者跌倒。
发明内容
针对上述现有技术的不足，提供了用于缓解帕金森病患者冻结步态的智能防护手杖，其能够患者出现的慌张步态或前冲步态进行实时监测，防止患者跌倒，同时对冻结步态进行引导并解除。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是，用于缓解帕金森病患者冻结步态的智能防护手杖，包括由一顶杆，设于顶杆上的把手，以及设于顶杆底部中心处的底杆组成的手杖本体，在手杖本体上设有用于向地面投射光带对患者进行引导将冻结步态解除的光线投射机构，在底杆底部且沿底杆周向设有多个通透腔，在各通透腔内设有通过转动组件与通透腔连接的支腿，在手杖本体内设有当患者出现慌张或前冲步态时，用于驱动支腿翻转与地面形成锥形支撑体的驱动机构，还包括用于实时监测患者步频的步频传感器，以及控制器，所述步频传感器检测患者出现慌张或前冲步态时，发送信号至控制器，控制器接收信号后，发送启动信号至驱动机构驱动支腿翻转至与地面形成锥形支撑体，同时发送启动信号至光线投射机构。
上述的用于缓解帕金森病患者冻结步态的智能防护手杖，所述转动组件包括设于通透腔两内壁之间的固定轴，以及在固定轴上设有内环与固定轴连接的第一轴承，在第一轴承外环上设有驱动齿轮，所述支腿设于驱动齿轮上。
上述的用于缓解帕金森病患者冻结步态的智能防护手杖，所述驱动机构包括设于顶杆内的容纳腔，以及设于容纳腔内的驱动电机，在容纳腔下方开设有一与容纳腔连通的且延伸至底杆下方的运行腔，在运行腔腔壁上设有滑轨，以及与滑轨适配的滑块，在滑块上设有沿滑轨上下往复运行的套筒，在套筒内设有螺纹腔，在套筒底面且沿套筒周向设有多个用于与驱动齿轮啮合驱动支腿翻转与地面形成锥形支撑体的驱动齿条，在运行腔底部设有第二轴承，在第二轴承与驱动电机之间设有一用于驱动套筒运行带动驱动齿轮运转的丝杆，所述控制器发送信号至驱动电机。
上述的用于缓解帕金森病患者冻结步态的智能防护手杖，所述光线投射机构包括一固定于底杆上的固定腔，以及设于固定腔内的照射灯，在固定腔底面上开设有用于将照射灯的光线在地面形成多个环形光圈的环形导光腔，所述控制器发送信号至照射灯。
上述的用于缓解帕金森病患者冻结步态的智能防护手杖，所述每个环形导光腔由多个呈放射状的导光孔组成。
上述的用于缓解帕金森病患者冻结步态的智能防护手杖，在支腿上设有一万向轮。
上述的用于缓解帕金森病患者冻结步态的智能防护手杖，在支腿上设有一横板，在横板底部设有一固定筒，在固定筒内设有一与固定筒内壁滑动连接的伸缩筒，在伸缩筒底部设有一固定板，在横板与固定板之间设有一用于将二者连接的弹簧，所述万向轮设于固定板底部。
本发明用于缓解帕金森病患者冻结步态的智能防护手杖的有益效果是，通过步频传感器实时监控帕金森病患者的步态，驱动机构与控制器实时信号连接，在患者出现冻结步态伴慌张或前冲步态，手臂随步态的慌张或前冲失去控制时，可在帕金森病患者出现慌张步态或前冲步态时迅速形成一锥形支撑体的圆形稳定支撑结构，实时保证手杖的垂直支撑，保证对患者进行实时稳定的支撑，防止患者跌倒，通过设置光线投射机构，在对患者形成稳定支撑的同时，对患者进行视觉刺激，改善并引导患者起步困难和冻结步态的症状。
光线投射机构设置于手杖本体上，其在各支腿与地面接触后，在地面形成环形光圈，经支腿对底杆的支撑，不会产生光圈的晃动，实时保证光圈在患者眼前的距离稳定，有效改善患者起步困难和冻结步态的症状。
通过在支腿上设置万向轮，可减轻患者的劳累程度，而通过在支腿上设置横板，在横板底部设置固定筒，在固定筒内设置一与固定筒内壁滑动连接的伸缩筒，在伸缩筒底部设置一固定板，在横板与固定板之间设置一用于将二者连接的弹簧，并将万向轮设于固定板底部，可使锥形支撑面在不平整的路面时，始终保持水平状态，保证对患者在不平整路面行走时的支撑稳定，也保证光线投射机构在不平整路面的投射稳定。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为顶杆与底杆的剖视图；
图3为支腿支撑状态的俯视图；
图4为套筒的俯视图；
图5为通透腔的结构示意图；
图6为实施例1中环形导光腔的结构示意图；
图7为图2中A部分的局部放大图；
图8为套筒与驱动齿条连接的结构示意图；
图9为套筒的剖视图；
图10为实施例2中环形导光腔的结构示意图；
图11为实施例2中导光孔的结构示意图；
图12为支腿与万向轮连接的结构示意图；
图13为实施例3中支腿与万向轮连接的结构示意图；
图14为实施例4的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明做详细说明。
实施例1
如图1、2、3、4、5、6、7、8、9所示，
用于缓解帕金森病患者冻结步态的智能防护手杖，包括由一顶杆1，设于顶杆1上的把手2，以及设于顶杆1底部中心处的底杆3组成的手杖本体，在手杖本体上设有用于向地面投射光带对患者进行引导将冻结步态解除的光线投射机构，在底杆3底部且沿底杆3周向设有多个通透腔4，在各通透腔4内设有通过转动组件与通透腔4连接的支腿5，在手杖本体内设有当患者出现慌张或前冲步态时，用于驱动支腿5翻转与地面形成锥形支撑体的驱动机构，还包括用于实时监测患者步频的步频传感器，以及控制器，所述步频传感器检测患者出现慌张或前冲步态时，发送信号至控制器，控制器接收信号后，发送启动信号至驱动机构驱动支腿翻5转至与地面形成锥形支撑体，同时发送启动信号至光线投射机构。所述控制器为PLC。通过步频传感器实时监控帕金森病患者的步态，驱动机构与控制器实时信号连接，可在帕金森病患者出现慌张步态或前冲步态时迅速形成一锥形支撑体的圆形稳定支撑结构，防止患者跌倒，通过设置光线投射机构，在对患者形成稳定支撑的同时，对患者进行视觉刺激，改善并引导患者起步困难和冻结步态的症状。
所述转动组件包括设于通透腔4两内壁之间的固定轴6，以及在固定轴6上设有内环与固定轴连接的第一轴承，在第一轴承外环上设有驱动齿轮7，所述支腿5设于驱动齿轮7上。
所述驱动机构包括设于顶杆1内的容纳腔，以及设于容纳腔内的驱动电机8，在容纳腔下方开设有一与容纳腔连通的且延伸至底杆3下方的运行腔，在运行腔腔壁上设有滑轨12，以及与滑轨12适配的滑块13，在滑块13上设有沿滑轨12上下往复运行的套筒11，在套筒11内设有螺纹腔，在套筒11底面且沿套筒11周向设有多个用于与驱动齿轮7啮合的驱动齿条14，在运行腔底部设有第二轴承9，在第二轴承9与驱动电机8之间设有一用于驱动套筒11向下运行将支腿5翻转与地面形成锥形支撑体的丝杆10，在套筒底面且沿套筒周向设有多个用于与驱动齿轮啮合驱动支腿翻转与地面形成锥形支撑体的驱动齿条，在运行腔底部设有第二轴承，在第二轴承与驱动电机之间设有一用于驱动套筒运行带动驱动齿轮运转的丝杆，所述控制器发送信号至驱动电机8。
所述光线投射机构包括一固定于底杆3上的固定腔15，以及设于固定腔15内的照射灯16，在固定腔15底面上开设有用于将照射灯的光线在地面形成多个环形光圈的环形导光腔17，所述控制器发送信号至照射灯16。环形导光腔可为多个同心圆腔25。光线投射机构设置于手杖本体上，其在各支腿与地面接触后，在地面形成环形光圈，不会产生光圈的晃动，实时保证光圈在患者眼前的距离稳定，对患者进行实时引导，有效改善患者起步困难和冻结步态的症状。
实施例2
本实施与实施例1不同之处不再赘述，其不同之处在于：如图10、11、12所示，所述每个环形导光腔17由多个呈放射状的导光孔18组成。在支腿5上设有一万向轮19。是投射面积更大，提高对患者的视觉刺激。
实施例3
本实施与实施例2不同之处不再赘述，其不同之处在于：如图13所示，
在支腿5上设有一横板20，在横板20底部设有一固定筒21，在固定筒21内设有一与固定筒21内壁滑动连接的伸缩筒22，在伸缩筒22底部设有一固定板23，在横板20与固定板23之间设有一用于将二者连接的弹簧24，所述万向轮19设于固定板23底部。可使锥形支撑面在不平整的路面时，始终保持水平状态，保证对患者在不平整路面行走时的支撑稳定，也保证光线投射机构在不平整路面的投射稳定。
实施例4
本实施与实施例3不同之处不再赘述，其不同之处在于：如图14所示，为提高支撑稳定性，所述支腿为六条。
当然，上述说明并非对本发明的限制，本发明也并不局限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.用于缓解帕金森病患者冻结步态的智能防护手杖，包括由一顶杆，设于顶杆上的把手，以及设于顶杆底部中心处的底杆组成的手杖本体，在手杖本体上设有用于向地面投射光带对患者进行引导将冻结步态解除的光线投射机构，其特征在于：在底杆底部且沿底杆周向设有多个通透腔，在各通透腔内设有通过转动组件与通透腔连接的支腿，在手杖本体内设有当患者出现慌张或前冲步态时，用于驱动支腿翻转与地面形成锥形支撑体的驱动机构，还包括用于实时监测患者步频的步频传感器，以及控制器，所述步频传感器检测患者出现慌张或前冲步态时，发送信号至控制器，控制器接收信号后，发送启动信号至驱动机构驱动支腿翻转至与地面形成锥形支撑体，同时发送启动信号至光线投射机构。
2.根据权利要求1所述的用于缓解帕金森病患者冻结步态的智能防护手杖，其特征是，所述转动组件包括设于通透腔两内壁之间的固定轴，以及在固定轴上设有内环与固定轴连接的第一轴承，在第一轴承外环上设有驱动齿轮，所述支腿设于驱动齿轮上。
3.根据权利要求2所述的用于缓解帕金森病患者冻结步态的智能防护手杖，其特征是，所述驱动机构包括设于顶杆内的容纳腔，以及设于容纳腔内的驱动电机，在容纳腔下方开设有一与容纳腔连通的且延伸至底杆下方的运行腔，在运行腔腔壁上设有滑轨，以及与滑轨适配的滑块，在滑块上设有沿滑轨上下往复运行的套筒，在套筒内设有螺纹腔，在套筒底面且沿套筒周向设有多个用于与驱动齿轮啮合的驱动齿条，在运行腔底部设有第二轴承，在第二轴承与驱动电机之间设有一用于驱动套筒向下运行将支腿翻转与地面形成锥形支撑体的丝杆，所述控制器发送信号至驱动电机。
4.根据权利要求3所述的用于缓解帕金森病患者冻结步态的智能防护手杖，其特征是，所述光线投射机构包括一固定于底杆上的固定腔，以及设于固定腔内的照射灯，在固定腔底面上开设有用于将照射灯的光线在地面形成多个环形光圈的环形导光腔，所述控制器发送信号至照射灯。
5.根据权利要求4所述的用于缓解帕金森病患者冻结步态的智能防护手杖，其特征是，所述每个环形导光腔由多个呈放射状的导光孔组成。
6.根据权利要求5所述的用于缓解帕金森病患者冻结步态的智能防护手杖，其特征是，在支腿上设有一万向轮。
7.根据权利要求6所述的用于缓解帕金森病患者冻结步态的智能防护手杖，其特征是，在支腿上设有一横板，在横板底部设有一固定筒，在固定筒内设有一与固定筒内壁滑动连接的伸缩筒，在伸缩筒底部设有一固定板，在横板与固定板之间设有一用于将二者连接的弹簧，所述万向轮设于固定板底部。
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