CN115282550A - 一种足下垂防治固定装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种足下垂防治固定装置包括：足部刺激装置、背伸训练装置、腿部刺激装置，滑动支架，健足检测装置，控制系统；所述足部刺激装置与背伸训练装置拆卸连接，所述足部刺激装置上端安装腿部刺激装置；所述健足控检测装置和背伸训练装置与所述滑动支架连接；患者使用本装置可逐渐从被动训练过度到有辅助的主动训练，最后在装置上进行无辅助的主动训练；辅助过程在控制系统的控制下逐渐减弱，使得本装置患可以应用于各种程度的足下垂防治，治疗的强度变化更加平滑；因此相较现有各类足下垂防治装置，使用本装置具有更好的阶段性康复效果。

Description

一种足下垂防治固定装置

技术领域

本发明涉及医疗用品技术领域，特别涉及一种足下垂防治固定装置。

背景技术

足下垂是骨外科体征之一；患者坐位，两下肢自然悬垂，如见足处于跖屈位且完全不能主动背屈、跖屈，则判断为足下垂；骨神经麻痹、腓总神经麻痹、脊髓灰质炎、进行性肌营养不良、低血钾性周期性麻痹与下肢瘫痪均可并发足下垂；足下垂现象多由神经损伤引起腿部、足部肌群功能异常导致；足下垂早期症状是可逆的，随着病程发展逐渐发展为不可逆的足下垂；目前应用于足下垂的装置多为机械式辅助行走支具及电刺激仪器；

现有装置的缺陷在于：1、大多辅助恢复训练装置功能单一结构简单，无法针对不同病情程度的患者做出有效调整，不适宜的训练方式和强度反而可能损害患者腿部肌群，延误甚至加重病情；2、现有装置过于强调患足的功能训练，而忽视了患足与健足的协调性、行走习惯的恢复和日常护理，导致患在恢复过程中产生姿态改变、行走不协调的情况，影响恢复效果及患者预后的生活质量；3、现有装置需要患者佩戴后进行大量行走锻炼，长时间使用对患者造成疲劳和损伤；4、对于而且一些无法自主做出背屈、跖屈动作的重症患者，无法依靠机械装置进行行走锻炼；因此一种足下垂防治装置具有重要意义和实用价值。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种足下垂防治固定装置，本装置通过可变的胶布固定装置适应不同；

为实现上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种足下垂防治固定装置包括：足部刺激装置、背伸训练装置、腿部刺激装置，滑动支架，健足检测装置，控制系统；

所述足部刺激装置与背伸训练装置拆卸连接，所述足部刺激装置上端安装腿部刺激装置；所述健足控检测装置和背伸训练装置与所述滑动支架连接；

所述足部刺激装置包括：足部固定板、脚趾连接套、振动带、踝部固定板；所述足部固定板后部连接足跟托板；所述足跟托板内安装跟部液囊，所述足部固定板上安装振动带；所述足部固定板上表面拆卸连接踝部固定板；

所述背伸训练装置包括：连接板，转动电机，第一直线电机，第一腿部固定板，第一直线电机；所述连接板与所述足部刺激装置拆卸连接；所述第一腿部固定板中部带有凹槽状结构两侧带有连接杆；所述转动电机与所述第一腿部固定板固定连接，所述转动电机与所述连接板转动连接；所述转动电机与所述第一直线电机连接；所述第一直线电机与滑动支架滑动连接；

所述健足检测装置包括：健足连接板，第二腿部固定板，角度传感器，转矩传感器，第二直线电机，所述健足连接板与所述第二腿部固定板通过阻尼可变阻尼转轴连接，连接位置安装角度传感器、转矩传感器；所述第二腿部固定板与所述第二电直线电机连接；所述第二直线电机与所述滑动支架滑动连接；

所述控制系统包括：微处理器、集成电路、显示设备、输入设备、编码控制器；所述编码控制器安装在所述转动电机后端且与集成电路电路电连接；所述微处理器与集成电路电连接；所述集成电路分别与足部刺激装置、背伸训练装置、腿部刺激装置，健足检测装置，显示设备，输入设备电连接；

进一步的,所述足部固定板前端并列连接五个脚趾连接套，所述了脚趾连接套内部中空；所述所述足部固定板上连接循环液囊、循环泵；所述跟部液囊、脚趾连接套通过第一电磁阀与循环泵连接，所述循环泵与循环液囊连接，所述循环液囊与所述脚趾连接套和跟部液囊通过第二电磁阀分别连接；所述循环液囊上设置半导体制冷片；所述循环液囊内部填充低凝固点液体；所述脚趾连接套、跟部液囊、循环液囊使用弹性材料；

进一步的，所述振动带下表面安装多个按摩球，所述按摩球内安装微型Z轴线性马达；

进一步的，所述腿部刺激装置包括：电刺激装置，电热装置、加压装置；所述电刺激装置安装在加压装置上表面，所述电热装置安装在加压装置内部，所述加压装置下表面通过粘扣结构与所述第一腿部固定板拆卸连接；所述第一腿部固定板上侧安装腿部固定带；所述腿部刺激装置上端连接绑带结构；

进一步的，所述加压装置包括：气囊，气泵，排气阀，压力传感器；所述气囊形状为半环形一端与所述气泵连接，另一端与所述排气阀连接；所述气囊内表面安装压力传感器；所述排气阀、气泵、压力力传感器分别与所述控制系统连接；

进一步的，所述滑动支架下平行设置两根水平导轨，所述水平导轨上方通过滑轨直线电机连接垂直导轨，所述垂直导轨上分别滑动连接健足检测装置和背伸训练装置；所述两根水平导轨之间通过插接结构拆卸连接，互换位置；

进一步的，所述足部固定板两侧滑动连接踝部固定板，所述踝部固定板内侧凹陷，踝部固定板内侧连接乳胶层；

所述一种足下垂防治固定装置的使用方法包括以下步骤：

S1、将本装置穿戴在患者下肢上；

S2、控制系统根据患者健康足检测装置检测并存储患者健康足的运动信息；

S3、患者无法进行自主的背伸运动时，控制系统通过患者运动信息驱动背伸训练装置转动，通过背伸训练装置带动患者患足被动运动，患足被动运动的同时对患者的足背进行脉冲式的震动冲击和冷刺激，同时腿部刺激装置进行持续的加热，交替进行低电流的高频电刺激和低频加压按摩；

S4、患者尝试使用患足尝试进行主动的背伸运动，编码器将转动电机的转动信息反馈至控制系统，记录并存储转动角度；

S5、控制系统驱动转动电机产生一个逐渐减小的初始的转矩，并存储转动电机的转动角度和转矩间的关系；

S6、患者主动进行背伸运动到角度最大值时重复进行S3-S5步骤；

S7、患者使用健足进行运动，控制系统通过记录健足检测装置获取健足转动角度数据；通过背伸训练装置带动患足模仿健足运动；此过程中同时进行S3步骤；

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

患者使用本装置可逐渐从被动训练过度到有辅助的主动训练，最后在装置上进行无辅助的主动训练；辅助过程在控制系统的控制下逐渐减弱，使得本装置患可以应用于各种程度的足下垂防治，治疗的强度变化更加平滑；因此相较现有各类足下垂防治装置，使用本装置具有更好的阶段性康复效果；

本装置在辅助患者机械运动的同时本装置可以对脚趾、脚背、脚跟、腿部进行包括冷刺、热、震动或压力按摩等独立的或者联合的刺激，适用范围更广，一机多用增加了医生治疗方案的选择性和多样性；本装置通过各类刺激装置的队里或联合使用缓解患者痉挛状况，加快诱发患者自主运动，建立运动反射；因此本装置较目前的机械训练装置具有更好和更快的恢复效果；

现有装置大多重视患足的联系和恢复，忽视了患足与健足的协调关系；本装置中健足检测装置可以检测患者健康足的运动规律，并通过控制系统的处理及分析应用于患者患足恢复中，使患足的被动训练符合患者的活动习惯，不仅可以防止患者在被动训练中受伤，而且可以恢复时提高恢复后双脚的协调性；

本装置足部刺激装置、腿部刺激装置与其他装置拆卸连接可独立的应用于患者足下垂的日常使用中；在不需要进行运动训练时可以只佩戴足部刺激装置、腿部刺激装置，便与患者仰卧休息，而且在患者休息的同时依然起到固定患者足保持足部背伸状态，防止足下垂加重；并且通过加热和按摩功增进患者脚部和腿部的血液循环防止足部因长期保持同一姿态产生疲劳和伤害，缓解肌肉痉挛。

附图说明

图1是本发明示意图；

图2是本发明足部刺激装置示意图；

图3是本发明腿部刺激装置示意图；

图4是本发明背伸训练装置示意图；

图中零部件名称及序号：1-足部刺激装置；101-足部固定板、102-脚趾连接套、103-振动带、104-踝部固定板，105-跟部液囊、106-循环泵、107-循环液囊、108-第一电磁阀、109-第二电磁阀、110-半导体制冷片，111-按摩球，112-足跟托板；2-健足检测装置：201-健足连接板，202-第二腿部固定板，203-角度传感器，204-转矩传感器，205-第二直线电机，206-阻尼转轴；3-腿部刺激装置；301-电刺激装置、302-电热装置、303-加压装置、304-绑带结构、3031-气囊，3032-气泵，3033-排气阀，3034-压力传感器；4-背伸训练装置：401-连接板，402-转动电机，403-第一直线电机，404-第一腿部固定板，405-限位结构,406-腿部固定带、407-电磁铁；5-滑动支架；501-垂直导轨，502-水平导轨，503-滑轨直线电机，504-插接结构；6-控制系统；601-微处理器、602-集成电路、603-显示设备、604-输入设备、605-控制编码器。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例；基于本发明中实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

参阅图1至图4所示，一种足下垂防治固定装置包括：足部刺激装置1、健足检测装置2，背伸训练装置4、腿部刺激装置3，滑动支架5，控制系统6；

所述足部刺激装置1与背伸训练装置4拆卸连接，所述足部刺激装置1上端安装腿部刺激装置3；所述健足控检测装置2和背伸训练装置4通过与所述滑动支架5连接；

所述足部刺激装置1包括：足部固定板101、脚趾连接套102、振动带103、踝部固定板104；所述足部固定板101后部连接足跟托板112，所述足跟托板112中部凹陷，凹陷处安装跟部液囊107；所述足部固定板112上安装振动带103；所述足部固定板101上表面上滑动连接踝部固定版104；所述足部固定板101前端并列连接五个脚趾连接套102，所述脚趾连接套102内部中空；所述足部固定板101上连接循环液囊107、循环泵106；所述跟部液囊105、脚趾连接套102通过第一电磁阀108与循环泵106连接，所述循环泵106与循环液囊107连接，所述循环液囊107与所述脚趾连接套102和跟部液囊105通过第二电磁阀109分别连接；患者脚趾插入连接套102中，通过控制跟部液囊105的收缩膨胀调整患者脚部在足部固定板101上的位置；并通过改变液囊105内部液体压力调整装置对患者脚部的压力；所述循环液囊107上安装半导体制冷片110；所述循环液囊107内部填充低凝固点液体；所述脚趾连接套102、跟部液囊105、循环液囊107使用弹性材料；所述振动带103下表面安装多个按摩球111，所述按摩球11内微型Z轴线性马达；所述按摩球11内部的Z轴线性马达在控制系统控制下进行高频的Z轴震动，带动按摩球11对脚背产生按摩效果；

所述半导体制冷片110封装在导热良好的绝缘胶中防止短路，所述半导体制冷片110一端安装在循环液囊内107与内部液体接触，另一端与外界相连；所述半导体制冷片110在控制系统6的控制下对循环液囊107内的液体进行制加热或制冷；所述循环泵106为双向泵，在控制系统6的控制下进行正向输出是将循环液囊107内部液体分别充入脚趾连接套102和跟部液囊105内，所述第一电磁阀108为三位三通电磁阀，使其可以分别控制脚趾连接套102和跟部液囊105液体充入量；所述足部固定板101使用铁磁性材料制作；所述踝部固定板104中部向内凹陷，避让患者踝骨上端为半环形用来固定患者小腿，所述踝部固定板104底部通过带有磁力开关的磁力底座吸附在足部固定板101上表面以此适应不同脚部大小的患者使用，所述踝部固定板104内侧与患者脚部及腿部接触面安装高变形量的慢回弹乳胶层；所述踝部固定板104对称设置，两个患部固定板104之间通过带有魔术贴的绑带与患者踝部及小腿固定，并且相互锁紧；

所述背伸训练装置4包括：连接板401，转动电机402，第一直线电机403，第一腿部固定板404，第一直线电机405；所述连接板401四周有凸起的翻边对作为限位结构对所述足部固定板101限位，所述连接板401上表面内嵌电磁铁407，所述电磁铁407在所述控制系统6控制下实现对所述足部固定板101的吸附和释放，依次实现所述连接板401与所述足部固定板101的拆卸连接；所述第一腿部固定板404中部带有凹槽状结构两侧带有连接杆，所述转动电机402与所述第一腿部固定板404固定连接，且所述转动电机402转动结构穿过所述第一腿部固定板404一侧的连接杆，与所述连接板401连接；所述第一腿部固定板404上侧安装腿部固定带406，所述腿部固定带406通过粘扣结构与所述第一腿部固定板404连接实现患者腿部的固定；所述转动电机402使用后端带有霍尔传感器的伺服控制微型电机；所述转动电机402与所述第一直线电机403连接；所述第一直线电机403与滑动支架5滑动连接；

所述健足检测装置2包括：健足连接板201，第二腿部固定板202，角度传感器203，转矩传感器204，第二直线电机205，所述健足连接板201与所述第二腿部固定板202通过阻尼可变阻尼转轴206连接，连接位置安装角度传感器203、转矩传感器204；所述第二腿部固定板202与所述第二电直线电机205连接；所述第二直线电机205与所述滑动支架5滑动连接；所述阻尼转轴206选用可电控调节调阻尼的转轴型号，所述电控调节阻尼的形式允许但不限于盘式电卡钳变阻尼结构；

所述腿部刺激装置3包括：电刺激装置301，电热装置302、加压装置303；所述电刺激装置301安装在加压装置303上表面，所述电热装置302安装在加压装置303内部，所述加压装置303下表面通过粘扣结构与所述第一腿部固定板404拆卸连接；所述腿部刺激装置3上端连接绑带结构304；所述电刺激装置301按照患者腿部穴位和软组织位置排布的安装在加压装置303表面，并且与控制系统6电连接的理疗电极片；所述电热装置302为与控制系统6连接的，安装在加压装置内部，紧贴加压装置303内表面的电热丝；

所述加压装置303包括：气囊3031，气泵3032，排气阀3033，压力传感器3034；所述气囊3031为多个并列连接且内径不同表面带有半球性凸起的半环结构；一端与所述气泵3032连接，另一端与所述排气阀3033连接；所述气囊3031内表面安装压力传感器3034；所述排气阀3033、气泵3032、压力力传感器3034分别与所述控制系统6连接；

所述滑动支架5下平行设置两根水平导轨502，所述水平导轨502上方通过滑轨直线电机503连接垂直导轨501，所述垂直导轨501上分别滑动连接健足检测装置2和背伸训练装置4；所述两根水平导轨502之间通过带有锁紧功能的插接结构504拆卸连接，所述插接结构504上端带有顶丝和旋柄组成的锁紧结构；所述滑动支架5中所述的水平导轨502公国插接结构的拆卸可以左右互换位置；

所述控制系统6包括：微处理器601、集成电路602、显示设备603、输入设备604、编码控制器605；所述编码控制器605安装在所述转动电机402后端且与集成电路602电路电连接；所述微处理器601与集成电路602电连接；所述集成电路602分别与足部刺激装置1、背伸训练装置4、腿部刺激装置3，健足检测装置2，显示设备603，输入设备604电连接；所述输入设备604为键盘，所述微处理器601选用STM32F1系列单片机，

所述集成电路602内部包括了：所述循环泵、电磁阀、半导体制冷片、Z轴线性马达、气泵、电刺激装置、电热装置、转动电机、直线电机、电磁铁、显示设备、编码控制器等纸箱元件的驱动、供电电路；压力传感器、转矩传感器、角度传感器的放大、编码控制器的接收电路；所述集成电路所包含的电路元件组成及连接，所述微处理器及集成电路的连接方式、STM32使用及编程方法均属于所属技术领域公知技术；

一种足下垂防治固定装置的使用方法及控制原理：

使用者将本装置穿戴在患者下肢上；控制系统根据患者健康足检测装置检测并存储患者健康足的运动信息；患者无法进行自主的背伸运动时，控制系统通过患者运动信息驱动背伸训练装置转动，通过背伸训练装置带动患者患足被动运动，患足被动运动的同时对患者的足背进行脉冲式的震动冲击和冷刺激，同时腿部刺激装置进行持续的加热，交替进行低电流的高频电刺激和低频加压按摩；患者尝试使用患足尝试进行主动的背伸运动，编码器将转动电机的转动信息反馈至控制系统，记录并存储转动角度；控制系统驱动转动电机产生一个逐渐减小的初始的转矩，并存储转动电机的转动角度和转矩间的关系。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (8)

1.一种足下垂防治固定装置包括：足部刺激装置、背伸训练装置、腿部刺激装置，滑动支架，健足检测装置，控制系统；其特征在于，所述足部刺激装置与背伸训练装置拆卸连接，所述足部刺激装置上端安装腿部刺激装置；所述健足控检测装置和背伸训练装置与所述滑动支架连接；所述足部刺激装置包括：足部固定板、脚趾连接套、振动带、踝部固定板；所述足部固定板后部连接足跟托板；所述足跟托板内安装跟部液囊，所述足部固定板上安装振动带；所述足部固定板上表面拆卸连接踝部固定板；所述背伸训练装置包括：连接板，转动电机，第一直线电机，第一腿部固定板，第一直线电机；所述连接板与所述足部刺激装置拆卸连接；所述第一腿部固定板中部带有凹槽状结构两侧带有连接杆；所述转动电机与所述第一腿部固定板固定连接，所述转动电机与所述连接板转动连接；所述转动电机与所述第一直线电机连接；所述第一直线电机与滑动支架滑动连接；所述健足检测装置包括：健足连接板，第二腿部固定板，角度传感器，转矩传感器，第二直线电机，所述健足连接板与所述第二腿部固定板通过阻尼可变阻尼转轴连接，连接位置安装角度传感器、转矩传感器；所述第二腿部固定板与所述第二电直线电机连接；所述第二直线电机与所述滑动支架滑动连接；所述控制系统包括：微处理器、集成电路、显示设备、输入设备、编码控制器；所述编码控制器安装在所述转动电机后端且与集成电路电路电连接；所述微处理器与集成电路电连接；所述集成电路分别与足部刺激装置、背伸训练装置、腿部刺激装置，健足检测装置，显示设备，输入设备电连接。

2.根据权利要求1所述一种足下垂防治固定装置，其特征在于，述足部固定板前端并列连接五个脚趾连接套，所述了脚趾连接套内部中空；所述所述足部固定板上连接循环液囊、循环泵；所述跟部液囊、脚趾连接套通过第一电磁阀与循环泵连接，所述循环泵与循环液囊连接，所述循环液囊与所述脚趾连接套和跟部液囊通过第二电磁阀分别连接；所述循环液囊上设置半导体制冷片；所述循环液囊内部填充低凝固点液体；所述脚趾连接套、跟部液囊、循环液囊使用弹性材料。

3.根据权利要求1所述一种足下垂防治固定装置，其特征在于，所述振动带下表面安装多个按摩球，所述按摩球内安装微型Z轴线性马达。

4.根据权利要求1所述一种足下垂防治固定装置，其特征在于，所述腿部刺激装置包括：电刺激装置，电热装置、加压装置；所述电刺激装置安装在加压装置上表面，所述电热装置安装在加压装置内部，所述加压装置下表面通过粘扣结构与所述第一腿部固定板拆卸连接；所述第一腿部固定板上侧安装腿部固定带；所述腿部刺激装置上端连接绑带结构。

5.根据权利要求1所述一种足下垂防治固定装置，其特征在于，所述加压装置包括：气囊，气泵，排气阀，压力传感器；所述气囊形状为半环形一端与所述气泵连接，另一端与所述排气阀连接；所述气囊内表面安装压力传感器；所述排气阀、气泵、压力力传感器分别与所述控制系统连接。

6.根据权利要求1所述一种足下垂防治固定装置，其特征在于，所述滑动支架下平行设置两根水平导轨，所述水平导轨上方通过滑轨直线电机连接垂直导轨，所述垂直导轨上分别滑动连接健足检测装置和背伸训练装置；所述两根水平导轨之间通过插接结构拆卸连接，互换位置。

7.根据权利要求1所述一种足下垂防治固定装置，其特征在于，所述足部固定板拆卸连接踝部固定板，所述踝部固定板内侧凹陷，踝部固定板内侧连接乳胶层。

8.根据权利要求1至7任意一条所述一种足下垂防治固定装置的使用方法，其特征在于：

S1、将本装置穿戴在患者下肢上；

S2、控制系统根据患者健康足检测装置检测并存储患者健康足的运动信息；

S3、患者无法进行自主的背伸运动时，控制系统通过患者运动信息驱动背伸训练装置转动，通过背伸训练装置带动患者患足被动运动，患足被动运动的同时对患者的足背进行脉冲式的震动冲击和冷刺激，同时腿部刺激装置进行持续的加热，交替进行低电流的高频电刺激和低频加压按摩；

S4、患者尝试使用患足尝试进行主动的背伸运动，编码器将转动电机的转动信息反馈至控制系统，记录并存储转动角度；

S5、控制系统驱动转动电机产生一个逐渐减小的初始的转矩，并存储转动电机的转动角度和转矩间的关系；

S6、患者主动进行背伸运动到角度最大值时重复进行S3-S5步骤；

S7、患者使用健足进行运动，控制系统通过记录健足检测装置获取健足转动角度数据；通过背伸训练装置带动患足模仿健足运动；此过程中同时进行S3步骤。

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