CN113081669A - 一种手指康复训练系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种手指康复训练系统，包括：安装板；设于安装板上的若干个分指件，相邻分指件间设有预设间隔以形成用以容纳手指的安装位；安装位两侧的分指件上均分别设有用以与手指接触的校正气囊；分别对各校正气囊中的气压进行检测的气压检测装置；与气压检测装置连接的控制装置，用于根据气压检测装置检测的安装位两侧的校正气囊的气压进行计算得到手指的弯曲角度，应用该系统，具有以下技术效果：第一，通过安装板上相邻分指件形成的安装位对手指进行分隔，校正气囊与手指接触进行固定，并对校正气囊中的气压进行检测，根据安装位的两侧的校正气囊的气压计算手指的弯曲角度，由此以对其进行量化，便于后期数据分析。

Description

一种手指康复训练系统
技术领域
本发明涉及医疗器械领域，更具体地说，涉及一种手指康复训练系统。
背景技术
手功能障碍可由多种原因引起，手指痉挛和侧弯是比较常见的手功能障碍现象，歪斜指是指手指侧歪斜畸形，可发生在任何手指，向桡或尺侧偏。多数发生在小指远端指向关节向桡侧偏位；传统的分指板能够用于手指侧弯患者的治疗，但是治疗方式比较原始，无法量化当前的侧弯程度，并作出相对应的治疗措施，而且在分指过程中如果操作太过激进还有可能造成二次伤害。
发明内容
有鉴于此，本发明的第一个目的在于提供一种手指康复训练系统，以解决现有的手指训练装置无法量化手指弯曲角度的问题。
为了达到上述第一个目的，本发明提供如下技术方案：
一种手指康复训练系统，包括：
安装板；
设于所述安装板上的若干个分指件，相邻所述分指件间设有预设间隔以形成用以容纳手指的安装位；
所述安装位两侧的所述分指件上均分别设有用以与手指接触的校正气囊；
分别对各所述校正气囊中的气压进行检测的气压检测装置；
与所述气压检测装置连接的所述控制装置，用于根据所述气压检测装置检测的所述安装位两侧的所述校正气囊的气压进行计算得到手指的弯曲角度。
优选地，所述控制装置包括：
气压采集模块，用于分别采集所述安装位两侧的所述校正气囊的气压；
角度计算模块，用于根据公式
Figure BDA0002995230850000021
计算所述手指的弯曲角度α，其中，Pdiff为所述安装位的左侧的所述校正气囊的气压与所述安装位的右侧的所述校正气囊的气压差，pmax为当手指处于最大弯曲角度时、所述安装位两侧的所述校正气囊的预设最大气压差值，pmin为当手指处于最小弯曲角度时、所述安装位两侧的所述校正气囊的预设最小气压差值。
优选地，还包括：
与所述校正气囊一一对应设置的充气装置，所述充气装置与所述控制装置连接，所述控制装置当手指向左侧弯/右侧弯时、根据所述手指的弯曲角度控制所述安装位左侧/右侧对应的所述充气装置以第一预设方式调节所述校正气囊的气压以对手指进行校正。
优选地，所述第一预设方式为根据第一预设周期进行周期性充放气，所述第一预设周期包括升压时段、保压时段和降压时段。
优选地，还包括：
设于所述安装位两侧的所述分指件上、且与所述控制装置连接的电刺激装置，所述控制装置用于当手指向左侧弯/右侧弯时、根据所述手指的弯曲角度控制所述安装位右侧/左侧对应的所述电刺激装置以第二预设方式对手指进行电刺激。
优选地，所述第二预设方式为根据第二预设周期进行周期性电刺激，所述第二预设周期包括增频时段、定频时段和降频时段。
优选地，所述电刺激装置固设于所述校正气囊上且与所述校正气囊一一对应设置。
优选地，还包括：
设于所述安装位两侧的所述校正气囊上且与所述控制装置连接的调温装置，所述控制装置当手指向左侧弯/右侧弯时、控制所述安装位右侧/左侧对应的所述调温装置升温至预设温度值。
优选地，所述调温装置包括加热电阻丝和与所述加热电阻丝连接的电源。
优选地，所述分指件的个数为5个，全部所述分指件的两侧均分别设有所述校正气囊。
本发明提供的手指康复训练系统，包括：安装板；设于安装板上的若干个分指件，相邻分指件间设有预设间隔以形成用以容纳手指的安装位；安装位两侧的分指件上均分别设有用以与手指接触的校正气囊；分别对各校正气囊中的气压进行检测的气压检测装置；与气压检测装置连接的控制装置，用于根据气压检测装置检测的安装位两侧的校正气囊的气压进行计算得到手指的弯曲角度
相较于现有技术，应用本发明提供的手指康复训练系统，具有以下技术效果：
第一，通过安装板上相邻分指件形成的安装位对手指进行分隔，校正气囊与手指接触进行固定，并对校正气囊中的气压进行检测，根据安装位的两侧的校正气囊的气压计算手指的弯曲角度，由此以对其进行量化，便于后期数据分析；
第二，根据量化后的手指的弯曲角度控制充气装置以及电刺激装置进行校正动作，防止校正动作过激而对手指产生的二次伤害；同时通过上述装置实现对手指的无创校正。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的手指康复训练系统的结构框图；
图2为本发明实施例提供的手指康复训练系统的结构示意图。
附图中标记如下：
控制装置10、气压检测装置20、充气装置30、电刺激装置40；
安装板1、校正气囊2、负极电极片41、正极电极片42。
具体实施方式
本发明实施例公开了一种手指康复训练系统，以解决现有的手指训练装置无法量化手指弯曲角度的问题。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-图2，图1为本发明实施例提供的手指康复训练系统的结构框图；图2为本发明实施例提供的手指康复训练系统的结构示意图，其中，(a)为校正气囊2处于初始状态时的结构示意图；(b)为校正气囊2充气后对手指的弯曲角度进行检测的结构示意图；(c)为校正气囊2对手指进行治疗的结构示意图；(d)为电刺激装置40的位置结构示意图。
在一种具体的实施方式中，本发明提供的手指康复训练系统，包括安装板1、若干个分指件、校正气囊2、气压检测装置20和控制装置10。分指件和安装板1固定连接，如通过粘接或螺纹紧固件固定。分指件优选设置为条形分指块，优选设置为五个，其在安装板1上的设置位置可根据人体工学进行设置，相邻分指件间设有预设间隔以形成用以容纳手指的安装位，一般相邻分指件间相交于一点，全部相邻分指件可相交于同一点，或者两两相交于一点，优选地，相邻分指件间的夹角为同一定值或不同值，如均分别40度，可根据人体工程力学进行设置。各分指件的结构优选为相同设置，以便于生产加工。校正气囊2在安装位两侧的分指件上分别设置，校正气囊2为弹性材质以实现与手指的紧密接触，便于对其进行定位。气压检测装置20对校正气囊2的气压进行检测，优选为气压传感器，其具体的结构及连接关系可参考现有技术，控制装置10与气压检测装置20连接，控制装置10可设置为控制芯片，单片机或其他装置。
控制装置10与气压检测装置20连接，可以理解的是，当需要对手指的弯曲角度进行检测时，各个气囊的初始气压相同，将手指处于安装位的夹角的角度中分线处时、安装位两侧的校正气囊2的气压差作为最小预设压差值，当手指处于安装位的夹角的最大角度处时、安装位两侧的校正气囊2的气压差作为最大预设压差值，得到压差和角度的关系函数，并根据检测到的安装位两侧的校正气囊2的气压得到压差值，并代入至关系函数中得到手指的弯曲角度，由此以能够对手指的弯曲角度进行量化。
相较于现有技术，应用本发明提供的手指康复训练系统，具有以下技术效果：
第一，通过安装板1上相邻分指件形成的安装位对手指进行分隔，校正气囊2与手指接触进行固定，并对校正气囊2中的气压进行检测，根据安装位的两侧的校正气囊2的气压计算手指的弯曲角度，由此以对其进行量化，便于后期数据分析；
第二，根据量化后的手指的弯曲角度控制充气装置30以及电刺激装置40进行校正动作，防止校正动作过激而对手指产生的二次伤害；同时通过上述装置实现对手指的无创校正。
在一种实施例中，控制装置10包括气压采集模块和与其连接的角度计算模块。其中，气压采集模块和气压检测装置20连接，如通过通讯线或者无线通讯的方式进行连接，如WiFi模块、蓝牙模块等通讯模块。气压采集模块用于采集安装位两侧的校正气囊2的气压，角度计算模块用于根据公式
Figure BDA0002995230850000051
计算手指的弯曲角度α，其中，Pdiff为安装位的左侧的校正气囊2的气压与安装位的右侧的校正气囊2的气压差，可以理解的是，当Pdiff>0时，认为手指向左弯曲；当Pdiff<0时，认为手指向右弯曲，由此以对手指的弯曲方向进行判断。pmax和pmin为预设值，pmax为当手指在安装位中处于最大弯曲角度时、安装位两侧的校正气囊2的预设最大气压差值，pmin为当手指在安装位中处于最小弯曲角度时、安装位两侧的校正气囊2的预设最小气压差值。
以安装位两侧壁的夹角为40°为例进行说明，可以理解的是，当手指无侧弯时，手指应处于安装位的角平分线处，此时安装位两侧的校正气囊的气压差为预设最小气压差值；当手指处于在安装位中处于最大弯曲角度时，即与安装位的两侧壁中的任意一个抵靠时、安装位两侧的校正气囊的气压差为为预设最大气压差值。
为了对手指进行校正，还包括与校正气囊2一一对应设置的充气装置30，任一校正气囊2均连接有一个充气装置30，充气装置30与控制装置10连接，充气装置30可设置为充气泵和气阀，以控制开关动作，同时校正气囊2连接有气体流量计，以对充入气体流量进行监控，使校正气囊2在初始状态下各校正气囊2的气压相同。控制装置10当手指向左侧弯/右侧弯时、根据手指的弯曲角度控制安装位左侧/右侧对应的充气装置30以第一预设方式调节校正气囊2的气压以对手指进行校正。在一种实施例中，根据手指的弯曲角度的绝对值对侧弯程度进行分级，当手指的弯曲角度的绝对值在1°以下，认为手指未发生侧弯；当在1°-5°以内，为轻度侧弯；当在6°-10°之间，为中度侧弯；当在11°-15°间，为重度侧弯；当在16°-20°间，为极度侧弯。根据手指的弯曲角度调整校正气囊2的气压值，以防止因校正动作过激而对手指产生的二次伤害，如当手指的弯曲角度在1°-5°以内时，则调节后的校正气囊2的气压值应小于在6°-10°之间的调节后的校正气囊2的气压值。第一预设方式优选为通过设置定值的方式实现对校正气囊2的气压的调节，如增大校正气囊2的气压并在治疗过程中一直保持该气压值，根据手指的弯曲角度得到安装位的左侧的校正气囊2的气压与安装位的右侧的校正气囊2的气压差Pdiff，根据该气压差Pdiff得到校正气压值以调节校正气囊2的气压，校正气压值优选为2Pdiff，由此以根据手指的弯曲角度进行手指的校正，优化校正方式，防止因校正气囊2的过激动作对手指造成二次伤害。在另一种实施例中，第一预设方式为根据第一预设周期进行周期性充放气，第一预设周期包括升压时段、保压时段和降压时段，由此以实现周期性校正，可以理解的是，在保压时段的校正气压值为2Pdiff，升压时段和降压时段的校正气压值为Pdiff，升压时段和降压时段的时长优选为相同设置，如15秒，保压时段优选为30秒，可根据需要进行时段的时长的设置。15秒内从Pdiff上升至2Pdiff，持续30秒，并在15秒内从2Pdiff下降至Pdiff。
为了进一步优化手指的校正效果，还包括设于安装位两侧的分指件上、且与控制装置10连接的电刺激装置40，在增强指关节活动度的同时，加强另一侧的肌力。电刺激装置40为一种成熟的现有装置，如电极片，电极片包括正极电极片42和负极电极片41，正极电极片和负极电极片优选设置在校正气囊2的长度方向的两端。其具体的结构可参考现有技术，电刺激装置40设置在安装位两侧的分指件上，优选设置在校正气囊2上，以实现与手指的紧密接触，优化治疗效果。控制装置10用于当手指向左侧弯/右侧弯时、根据手指的弯曲角度控制安装位右侧/左侧对应的电刺激装置40以第二预设方式对手指进行电刺激。在一种实施例中，控制装置10用于当手指向左侧弯时、控制安装位右侧对应的电刺激装置40对手指进行电刺激，根据手指的弯曲程度控制电刺激装置40的电流大小，如上文所述，当手指的弯曲角度处于1°-5°以内，则电流大小在1-5毫安范围内；当手指的弯曲角度处于6°-10°以内，则电流大小在7-8毫安范围内，侧弯程度越重，刺激频率越高，治疗强度越大，优选为最大值为20Hz，其具体的电流大小根据实际需要进行设置，只要能够根据手指的弯曲程度相应进行电流大小的调节即可。具体的，当充气装置30处于保压时段时，控制电刺激装置40启动，以与校正气囊2共同对手指进行治疗，进一步优化治疗效果。第二预设方式为根据第二预设周期进行周期性电刺激，第二预设周期包括增频时段、定频时段和降频时段，第二预设周期的时长可根据保压时段的时长进行设置，保压时段的时长为第二预设周期的时长的倍数，当保压时段的时长为30秒时，第二预设周期的时长优选为5秒，以在保压时段能够进行若干个完整的第二预设周期的电刺激，提高配合度，优选治疗效果。
在该具体实施例中，还包括设于安装位两侧的校正气囊2上且与控制装置10连接的调温装置，控制装置10当手指向左侧弯/右侧弯时、控制安装位右侧/左侧对应的调温装置升温至预设温度值，通过调温装置实现对指关节肌肉的热敷，与电刺激装置40共同作用实现对指关节肌肉的治疗，预设温度值优选为37-45℃，可根据需要进行设置。优选地，调温装置包括加热电阻丝和与加热电阻丝连接的电源，其结构简单，便于设置。加热电阻丝设置在校正气囊2的表面，与手指接触。
在上述各实施例的基础上，分指件的个数为5个，全部分指件的两侧均分别设有校正气囊2，形成四个安装位，以能够一次对若干个手指进行治疗，节省治疗时间，优化治疗效果。
具体的工作流程为：系统初始化；将手指置于安装位中，此时气囊处于初始状态；控制气泵充气，同时各个流量计实时采集气体流量值；当充入校正气囊2中的流量值达到基准气量值时，关闭相应校正气囊2的气阀，保证各个校正气囊2充入的气体量相同；通过气压检测装置20采样校正气囊2的气压值，当一侧压力明显大于另一侧时，认为手指向压力较大一侧侧弯，压力差值越大，侧弯程度越严重；控制触控显示屏进入人机交互界面，在界面上通过触控按键开始评估手指弯曲程度、设置治疗模式和治疗参数，通过串口将信息传递至控制装置10，选择治疗模式，如根据第一预设周期进行周期性充放气，设置升压时段、保压时段和降压时段的时长；控制气泵和气阀动作，完成校正气囊2的充气，通过气压检测装置20反馈控制气阀的开关动作，在进行压力控制的同时，控制电极片输出电刺激与压力治疗协同作用，以达到更好的治疗效果。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种手指康复训练系统，其特征在于，包括：
安装板；
设于所述安装板上的若干个分指件，相邻所述分指件间设有预设间隔以形成用以容纳手指的安装位；
所述安装位两侧的所述分指件上均分别设有用以与手指接触的校正气囊；
分别对各所述校正气囊中的气压进行检测的气压检测装置；
与所述气压检测装置连接的所述控制装置，用于根据所述气压检测装置检测的所述安装位两侧的所述校正气囊的气压进行计算得到手指的弯曲角度。
2.根据权利要求1所述的手指康复训练系统，其特征在于，所述控制装置包括：
气压采集模块，用于分别采集所述安装位两侧的所述校正气囊的气压；
角度计算模块，用于根据公式
Figure FDA0002995230840000011
计算所述手指的弯曲角度α，其中，Pdiff为所述安装位的左侧的所述校正气囊的气压与所述安装位的右侧的所述校正气囊的气压差，pmax为当手指处于最大弯曲角度时、所述安装位两侧的所述校正气囊的预设最大气压差值，pmin为当手指处于最小弯曲角度时、所述安装位两侧的所述校正气囊的预设最小气压差值。
3.根据权利要求1所述的手指康复训练系统，其特征在于，还包括：
与所述校正气囊一一对应设置的充气装置，所述充气装置与所述控制装置连接，所述控制装置当手指向左侧弯/右侧弯时、根据所述手指的弯曲角度控制所述安装位左侧/右侧对应的所述充气装置以第一预设方式调节所述校正气囊的气压以对手指进行校正。
4.根据权利要求3所述的手指康复训练系统，其特征在于，所述第一预设方式为根据第一预设周期进行周期性充放气，所述第一预设周期包括升压时段、保压时段和降压时段。
5.根据权利要求3所述的手指康复训练系统，其特征在于，还包括：
设于所述安装位两侧的所述分指件上、且与所述控制装置连接的电刺激装置，所述控制装置用于当手指向左侧弯/右侧弯时、根据所述手指的弯曲角度控制所述安装位右侧/左侧对应的所述电刺激装置以第二预设方式对手指进行电刺激。
6.根据权利要求5所述的手指康复训练系统，其特征在于，所述第二预设方式为根据第二预设周期进行周期性电刺激，所述第二预设周期包括增频时段、定频时段和降频时段。
7.根据权利要求6所述的手指康复训练系统，其特征在于，所述电刺激装置固设于所述校正气囊上且与所述校正气囊一一对应设置。
8.根据权利要求3所述的手指康复训练系统，其特征在于，还包括：
设于所述安装位两侧的所述校正气囊上且与所述控制装置连接的调温装置，所述控制装置当手指向左侧弯/右侧弯时、控制所述安装位右侧/左侧对应的所述调温装置升温至预设温度值。
9.根据权利要求8所述的手指康复训练系统，其特征在于，所述调温装置包括加热电阻丝和与所述加热电阻丝连接的电源。
10.根据权利要求1-9任一项所述的手指康复训练系统，其特征在于，所述分指件的个数为5个，全部所述分指件的两侧均分别设有所述校正气囊。
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