CN115444714A - 一种颈部术后康复训练仪 - Google Patents

一种颈部术后康复训练仪 Download PDF

Info

Publication number
CN115444714A
CN115444714A CN202211223100.1A CN202211223100A CN115444714A CN 115444714 A CN115444714 A CN 115444714A CN 202211223100 A CN202211223100 A CN 202211223100A CN 115444714 A CN115444714 A CN 115444714A
Authority
CN
China
Prior art keywords
neck
air
mode
rehabilitation training
air bags
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202211223100.1A
Other languages
English (en)
Inventor
黄达
柯赟
冯玉红
吕若珍
李留鑫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Second Affiliated Hospital to Nanchang University
Original Assignee
Second Affiliated Hospital to Nanchang University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Second Affiliated Hospital to Nanchang University filed Critical Second Affiliated Hospital to Nanchang University
Priority to CN202211223100.1A priority Critical patent/CN115444714A/zh
Publication of CN115444714A publication Critical patent/CN115444714A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H1/00Apparatus for passive exercising; Vibrating apparatus; Chiropractic devices, e.g. body impacting devices, external devices for briefly extending or aligning unbroken bones
    • A61H1/02Stretching or bending or torsioning apparatus for exercising
    • A61H1/0218Drawing-out devices
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F7/00Heating or cooling appliances for medical or therapeutic treatment of the human body
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00Radiation therapy
    • A61N5/06Radiation therapy using light
    • A61N5/0613Apparatus adapted for a specific treatment
    • A61N5/0616Skin treatment other than tanning
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B23/00Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body
    • A63B23/025Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body for the head or the neck
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F7/00Heating or cooling appliances for medical or therapeutic treatment of the human body
    • A61F2007/0001Body part
    • A61F2007/0002Head or parts thereof
    • A61F2007/0009Throat or neck
    • A61F2007/0011Neck only
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F7/00Heating or cooling appliances for medical or therapeutic treatment of the human body
    • A61F2007/0091Heating or cooling appliances for medical or therapeutic treatment of the human body inflatable
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F7/00Heating or cooling appliances for medical or therapeutic treatment of the human body
    • A61F2007/0095Heating or cooling appliances for medical or therapeutic treatment of the human body with a temperature indicator
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/10Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes with further special therapeutic means, e.g. electrotherapy, magneto therapy or radiation therapy, chromo therapy, infrared or ultraviolet therapy
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/12Driving means
    • A61H2201/1207Driving means with electric or magnetic drive
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/12Driving means
    • A61H2201/1253Driving means driven by a human being, e.g. hand driven
    • A61H2201/1261Driving means driven by a human being, e.g. hand driven combined with active exercising of the patient
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/16Physical interface with patient
    • A61H2201/1602Physical interface with patient kind of interface, e.g. head rest, knee support or lumbar support
    • A61H2201/1609Neck
    • A61H2201/1611Holding means therefor
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/50Control means thereof
    • A61H2201/5058Sensors or detectors
    • A61H2201/5071Pressure sensors
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/50Control means thereof
    • A61H2201/5058Sensors or detectors
    • A61H2201/5082Temperature sensors
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2205/00Devices for specific parts of the body
    • A61H2205/04Devices for specific parts of the body neck
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2230/00Measuring physical parameters of the user
    • A61H2230/08Other bio-electrical signals
    • A61H2230/085Other bio-electrical signals used as a control parameter for the apparatus
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2230/00Measuring physical parameters of the user
    • A61H2230/62Posture
    • A61H2230/625Posture used as a control parameter for the apparatus
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00Radiation therapy
    • A61N5/06Radiation therapy using light
    • A61N2005/065Light sources therefor
    • A61N2005/0651Diodes
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00Radiation therapy
    • A61N5/06Radiation therapy using light
    • A61N2005/0658Radiation therapy using light characterised by the wavelength of light used
    • A61N2005/0662Visible light

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Physical Education & Sports Medicine (AREA)
  • Pain & Pain Management (AREA)
  • Rehabilitation Therapy (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Otolaryngology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Rehabilitation Tools (AREA)

Abstract

本发明公开了一种颈部术后康复训练仪,涉及康复训练技术领域,包括:PC系统,包括静养模式、被动模式和主动模式,切换至静养模式时,PC系统控制愈合装置内的凉点、红光LED灯和温度传感器启动,为颈部提供合适的温度和红光照射;切换至被动模式时,PC系统控制向运动装置内的三个气囊充入或排出不同气量的气,推动颈部定向运动;切换至主动模式时,PC系统控制向运动装置内的三个气囊充入或排出不同气量的气,为颈部运动提供阻碍;PC系统在主动模式下,实时接收运动装置内的压电传感器采集的肌音信号,并根据肌音信号识别头部动作模式,根据不同的头部动作模式控制运动装置内的小车模型以不同的运动模式运动。

Description

一种颈部术后康复训练仪
技术领域
本发明涉及康复训练技术领域,具体为一种颈部术后康复训练仪。
背景技术
患者在进行颈部手术后,因颈部血管丰富,早期易出现局部充血水肿等症状,待伤口愈合后,又因皮下组织粘连,疤痕无弹性等问题,导致患者出现脖子发紧僵硬症状,对患者正常生活造成较大影响。目前针对颈部康复的医疗器械中,大多数集中于按摩以及颈部运动领域,部分针对于术后伤口愈合,但因上述器械只针对于术后某一阶段,训练效率低,康复效果不佳,此外运动器械大多枯燥无聊,患者容易丧失积极性和主动性,难以达到训练要求,导致颈部康复效果不佳。
现有的技术中,有通过气囊来进行辅助训练的,但其产品大多数以肌电信号为基础检测颈部运动状态,判断结果较为模糊。有通过悬挂重物或佩戴颈部运动阻尼部件来产生运动阻力,增强颈部肌肉训练强度,但缺少科学训练指导,降低康复效果。除此之外,部分患者在进行颈部手术后,出现脖子僵硬发紧症状后,自行转动脖子以期缓解不适,但此方法往往在颈部不适影响到生活质量后才开始进行,没有在术后初期进行干预,降低了康复效果,且患者自行锻炼,既缺少科学性,又容易半途而废。
发明内容
因此,针对上述问题,本发明提出的一种颈部术后康复训练仪,具体包括:
安装壳、运动装置、愈合装置和PC系统,其特征在于:
所述运动装置,包括设于所述安装壳内侧的压电传感器、三个气囊和小车模型;
所述愈合装置,包括设于所述安装壳内侧的红光LED灯、凉点和温度传感器;
PC系统,包括静养模式、被动模式和主动模式,切换至静养模式时,PC系统控制愈合装置内的凉点、红光LED灯和温度传感器启动,为颈部提供合适的温度和红光照射;切换至被动模式时,PC系统控制向运动装置内的三个气囊充入或排出不同气量的气,推动颈部定向运动;切换至主动模式时,PC系统控制向运动装置内的三个气囊充入或排出不同气量的气,为颈部运动提供阻碍;
其中,PC系统在主动模式下,实时接收运动装置内的压电传感器采集的肌音信号,并根据肌音信号识别头部动作模式,根据不同的头部动作模式控制运动装置内的小车模型以不同的运动模式运动。
进一步的,本发明提供的一种颈部术后康复训练仪,还包括:
移动端,与PC系统电连接,用于切换PC系统的静养模式、被动模式与主动模式、控制三个气囊的充气与放气和控制小车模型的开关。
进一步的,PC系统通过无线采集卡接收压电传感器的数据,将采集的数据经滤波、归一化的预处理后用不等长分割法分割出动作帧,提取了动作帧的小波包系数能量及双谱对角切片特征,经主元分析法PCA和FISHER线性判别分析FLDA降维,用支持向量机SVM分类,最后对小波包系数能量和双谱对角切片特征进行FLDA降维,成功识别头部动作模式,PC系统识别出动作后将其转换为设置的指令发送至小车控制系统,控制小车模型的运动。
进一步的,所述安装壳包括:
前壳;
后壳,与所述前壳之间通过调节带连接;
后托,设于所述前壳和所述后壳的顶部;
肩托,设于设于所述前壳和所述后壳的底部。
进一步的,所述前壳和所述后壳从外向内依次包括外层、红光LED灯层、气囊层和内层;
其中,
所述外层上开设有三个第一充放气口;
所述红光LED灯层均匀排列有红光LED灯;
所述气囊层上设有第二充放气口,所述第二充放气口上连接有第一软导管,所述第一软导管上设有第一电磁阀门,所述第一软导管的另一端连接有气泵;
所述内层设有板块和三个气囊,所述板块一侧与颈部相贴,另一侧与所述气囊层固定,且所述板块靠近颈部的一侧设有压力传感器、压电传感器和温度传感器;所述气囊上设有第三充放气口,所述第三充放气口上连接有第二软导管,所述第二软导管上设有第二电磁阀门,所述第二软导管的另一端连接有气泵;
进一步的,所述压力传感器与所述第一电磁阀门电连接,通过压力传感器的实际压力值与设定压力值比较,控制第一电磁阀门的开关。
进一步的,PC系统识别六种头部动作模式:点头、抬头、左摆、右摆、左转和右转,分别对应所述小车模型的六种运动模式:前进、倒车、左转10、转10°、减速至停止和加速。
进一步的,所述小车模型包括四个电机、多个IO点和无线模块,所述小车模型通过无线模块和PC系统相连,无线模块通过多个IO点与四个电机相连,PC系统通过无线模块和多个IO点控制四个电机的启停、转速与转动方向。
进一步的,所述压电传感器共有四个,分别对应颈部的左右两侧的胸锁乳突肌和头夹肌。
进一步的,三个气囊均为风琴式气囊,气囊收缩时的最小长度为5cm,伸长时的最大长度为10cm,气囊的直径小于10cm。
与现有技术相比,本发明提供的一种颈部术后康复训练仪,其有益效果是:
(一)本发明通过病人颈部患处康复情况,分为静养,被动,主动三种模式分阶段依次进行治疗,其中静养模式针对患者术后伤口愈合阶段,采用凉点技术减轻组织充血水肿,促进伤口愈合,采用红光LED灯产生660nm红光,促进皮肤生长,平复疤痕;被动模式对应患者通过器械辅助进行颈部缓慢运动阶段,主动模式对应患者自主进行颈部运动阶段,后两种模式采用气囊进行牵引或对抗,以实现被动模式,增强主动模式效果,提高康复效果。
(二)本发明利用压电传感器采集颈部肌音信号,通过将肌音信号与正常人肌音信号作比较,判断出颈部伤口愈合状态,并以患者年龄,术后时间以及手术信息作为辅助分析出康复治疗方案并利用三种模式应用在患者颈部。
(三)本发明通过压电传感器采集颈部肌音信号控制小车模型的运动状态,通过颈部运动控制小车模型,以实现小车模型的前进,后退,加速,转弯等运动模式,增加了趣味性,提高患者训练的积极性和主动性,提高康复效果。
附图说明
图1为本发明提供的颈部术后康复训练仪的整体结构示意图;
图2为本发明提供的颈部术后康复训练仪的整体结构爆炸图;
图3为本发明附图1中后壳22的结构示意图;
图4为本发明附图1中前壳21的结构示意图;
图5为本发明提供的颈部术后康复训练仪中的小车模型3的整体结构示意图;
图6为本发明提供的颈部术后康复训练仪中的小车模型3的内部结构示意图。
图中:1.移动端、2.安装壳、3.小车模型、21.前壳、22.后壳、23.后托、24.肩托、25.调节带、26.外层、27.红光LED灯层、28.气囊层、29.内层、271.红光LED灯、281.第一软导管、282.第一电磁阀门、283.第二充放气口、291.板块、292.气囊、293.温度传感器、301.电机、302.小车控制器、303.无线模块、304.电机驱动模块、2911.压力传感器、2912.压电传感器、2913.凉点、2921.第二软导管、2922.第二电磁阀门、2923.第三充放气口。
具体实施方式
下面结合附图1至图6,对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1:如图1-6所示,本发明提出了一种颈部术后康复训练仪,具体包括:移动端1,安装壳2,运动装置和愈合装置,其中运动装置包括压电传感器2912,气囊292,小车模型3,愈合装置包括红光LED灯271,凉点2913,温度传感器293。本装置适用于颈部术后分阶段进行针对性康复治疗的患者。电源为各个装置供电。
安装壳2包括前壳21,后壳22,后托23和肩托24。前壳21和后壳22通过调节带25连接。安装壳2即前壳21和后壳22从外向内均依次分为分为外层26,红光LED灯层27,气囊层28以及内层29。外层26为远离颈部的部分,设有三个第一充放气口,前壳21一个,后壳22两个。红光LED灯层27均匀排列有红光LED灯271,由移动端1分别控制前壳和后壳的红光LED灯271。气囊层28由第一软导管281输送气体,推动内层29板块291贴近颈部皮肤,利用板块291上的压力传感器2911来介导第一电磁阀门282控制第一软导管281通过第二充放气口283充放气,内层29为贴近颈部一侧,后壳22的内层29两侧对称设有两个气囊292,后壳22内层29正中设有一个气囊292,三个气囊分别由第二软导管2921独立输送气体,三根第二软导管2921分别由第二电磁阀门2922独立控制,通过第三充放气口2923充放气。前壳21和后壳22的内层29均设有板块291,板块291上设有压电传感器2912,凉点2913以及压力传感器2911,其中压电传感器2912数量为4个,在安装壳2上的位置对应于颈部的左右两侧的胸锁乳突肌和头夹肌,凉点2913呈列状均匀排布在板块291上,温度传感器293于前壳21和后壳22各一个,内层29材料舒适安全亲肤可透光,提高了装置的舒适度和安全性。
移动端1利用蓝牙控制愈合装置通过内部的PC系统控制运动装置,并接受信息反馈。在PC系统中先将采集的点头,抬头,左摆,右摆,左转,右转的肌音信号载入,通过BP神经网络识别六种动作之后,分别将这六种肌音信号设置成控制小车的六个指令:点头设置为前进,抬头设置为倒车,头部左转设置为小车左转10°,头部右转设置为小车右转10°,左摆设置为小车减速至停止,右摆设置为小车加速。
安装壳2是一种具有弹性的符合人体头颈肩部构造框架的机械装置,分为前壳21和后壳22,前壳21和后壳22由调节带25相连从而扩大颈部适用尺寸。安装壳2即前壳21和后壳22从外向内均依次分为分为外层26,红光LED灯层27,气囊层28以及内层29。穿戴好康复治疗仪后,气囊层28推动内层29板块291贴近颈部皮肤,当压力传感器2911感受到颈部的反作用力后介导第一电磁阀门282控制停止充气,通过此过程使板块291紧贴颈部皮肤,最终使凉点2913和压电传感器2912最大发挥他们的作用。当需将康复治疗仪脱离颈部皮肤时,控制移动端1使康复治疗仪停止工作,第一电磁阀门282打开,气囊放气,气囊层28将板块291拉回内层29。
运动装置包括压电传感器2912,气囊292,小车模型3。
本装置采用压电传感器2912采集肌音信号,压电传感器2912数量为4个,在安装壳2上的位置对应于颈部的左右两侧的胸锁乳突肌和头夹肌。压电传感器2912通过无线采集卡将数据发送至移动端1的PC系统,通过测量分析颈部前后两侧的胸锁乳突肌和头夹肌的肌音信号,将采集的数据经滤波、归一化的预处理后用不等长分割法分割出动作帧,提取了动作帧的小波包系数能量及双谱对角切片特征,经主元分析法(PCA)和FISHER线性判别分析(FLDA)降维,用支持向量机(SVM)分类。最后对小波包系数能量和双谱对角切片特征进行FLDA降维,成功识别点头,抬头,左摆,右摆,左转,右转六个头部动作模式,识别率达95.92%。PC系统识别出动作后将其转换为设置的指令发送至小车控制系统,控制小车模型3的运动。
气囊292共有三个,均为风琴式气囊,气囊292收缩时的最小长度为5cm,伸长时的最大长度为10cm,气囊292的直径小于10cm。气囊292均使用独立的气口,所述进气装置的数量为三个,且所述进气装置与所述气囊292一一对应连接,在每个所述气囊292上均设置有与所述气囊292内层29连通的第二软导管2921,每个所述气囊292均通过第二软导管2921由第二电磁阀门2922控制,第二电磁阀门2922由移动端1控制进排气,通过对气囊292的充气和排气的控制可驱动或对抗患者头部进行上下运动、侧屈运动、屈曲和后伸运动和摇转运动,实现了对颈部肌肉的多维牵引运动,从而提高了对颈部各种运动所需肌肉的刺激效果和康复训练效果。用以辅助颈部运动或对颈部运动施加阻力。
小车模型3上装有四个电机301,若干个IO点302和一个无线模块303(UART串口)。4个电机301实现小车的正反转控制以及调速。4个轮子都是驱动轮,并且独立驱动,轮子固定没有转角,通过左右轮差速实现转向。通过两侧轮子的正反转实现原地转向。IO点用于指示灯包括小车运行功能的开始和结束按钮。颈部压电传感器2912采集的肌音信号通过无线模块将数据发送至移动端1上的PC系统,通过PC模式识别计算出当前动作后将动作信号发送至小车控制系统,小车控制系统采用单片机控制,通过无线模块303(UART串口)和PC进行数据交互,控制小车模型3的运动。小车控制器根据接收到的动作指令通过电机驱动模块304对小车模型3进行对应指令的动作控制,实现对小车模型3前后左右加减速的运动控制。即颈部运动的方向控制小车模型3的运动方向,从而增加趣味性。
愈合装置包括红光LED灯271,凉点2913,温度传感器293。
红光LED灯271位于安装壳2的红光LED灯层27,光线通过安装壳2内层29材料照射伤口愈合处,前壳21和后壳22的红光LED灯271由移动端1分别控制,用于实现针对性红光照射伤口功能,其产生的660mm的红光能促进皮肤生长,平复疤痕。
温度传感器293嵌于安装壳2内,感受体表温度变化,当温度过高时,控制凉点2913温度,以尽快使颈部皮肤温度下降,减轻组织充血水肿,促进伤口愈合。
凉点2913呈列状均匀分布在板块291上,受温度传感器293调节。前壳21和后壳22的温度传感器293分别控制前后壳22的凉点2913。
一种趣味性颈部术后分阶段康复治疗仪有三种运行模式:静养模式,被动模式和主动模式。利用压电传感器采集颈部肌音信号,通过将肌音信号与正常人肌音信号作比较,判断出颈部伤口愈合状态,并以患者年龄,术后时间以及手术信息作为辅助分析出康复治疗方案并利用三种模式应用在患者颈部。
静养模式启动愈合装置,通过凉点2913降低皮肤温度,LED红光照射促进伤口愈合,减轻组织水肿,平复疤痕。此时康复训练仪亦起固定颈部的作用。
被动模式应开始于静养模式两天之后,且静养模式与被动模式同步进行。因为此时不适合剧烈运动,因此被动模式以气囊292辅助患者颈部运动为主,通过利用压电传感器采集到的肌音信号与正常人肌音信号进行对比,通过移动端1对被动模式的开始时间,训练强度以及训练方式进行调整,被动模式借助气囊292的充放气,进行训练。
初始按照每隔四秒一组训练,一组训练包括向前,向后,向左,向右四个方位各训练一次,初始每天训练两到三组,且颈部仅是轻微运动。颈部左侧气囊292和右侧气囊292充气且颈部后部气囊292排气时,颈部牵引装置驱动患者头部后伸运动;颈部左侧气囊292和右侧气囊292排气且颈部后部气囊292充气时,颈部牵引装置驱动患者头部屈曲运动。颈部左侧气囊292充气且颈部右侧气囊292排气时,颈部牵引装置驱动患者头部向右侧屈倾斜;颈部左侧气囊292排气且颈部右侧气囊292充气时,颈部牵引装置驱动患者头部向左侧屈倾斜;三个气囊292同时充气时,驱动患者头部垂直向上牵引;
随着伤口好转,可逐渐加强训练强度,颈部运动幅度增加,运动形式更加多样化。对颈部左侧气囊292充气、颈部后部气囊292保持原长状态、对颈部右侧气囊292排气时,可驱动头部摇转;对颈部左侧气囊292排气、颈部后部气囊292保持原长状态、对颈部右侧气囊292充气时,则反方向驱动头部摇转。
主动模式在患者可以相对自主地转动颈部时开启,同样由肌音信号进行判断。此时气囊292充当阻力作用的同时对患者的颈部加以挤压的按摩功效。例如当患者颈部向左摆时,压电感受器采集到患者的颈部肌音信号,通过无线采集卡发送至移动端1的PC系统分析出颈部的运动状态,将信息传递给移动端1控制气囊气泵的模块,移动端1控制气囊292的气口,气囊292充气从而使患者向左运动时有阻力感,提高了肌肉的锻炼效果。患者可以选择是否开启小车模型3,开启小车模型3后,患者的颈部运动动作将控制小车模型3的运动,即左摆控制小车减速;颈部右摆控制小车加速,小车模型3加速行驶;颈部前屈形成点头动作控制小车前进,小车模型3向前运动;颈部后伸形成抬头动作控制小车倒车,小车模型3倒车;颈部左转,小车模型3向左转10°;颈部右转,小车模型3向右转10°;
患者术后将康复治疗仪戴在颈部,在移动端1输入患者基本信息,如年龄,性别,所患疾病等,通过操作移动端1启动静养模式,通过选择伤口位置启动红光LED灯271,促进皮肤生长,疤痕修复,此时气囊层28推动内层29板块291贴近颈部皮肤,当压力传感器2911感受到颈部的反作用力后介导第一电磁阀门282控制停止充气,通过此过程使板块291紧贴颈部皮肤;通过温度传感器293控制凉点2913降低颈部温度,促进伤口愈合,减轻组织水肿。在术后两天后,由移动端1弹出被动模式待启动提示信息,由患者或其他专业人士启动被动模式,由压电传感器采集肌音信息控制训练强度和训练方式。在伤口基本愈合,患者能够自主转动脖子后,由移动端1根据术后时间以及由压电传感器2912所测得的肌肉训练强度,弹出提示信息,提示患者开启主动模式,此时患者可以选择是否开启小车模型3开关,开启后,即可通过转动脖子的方式,由压电传感器2912采集分析脖子运动信息,通过蓝牙芯片控制小车的运动,也以此增加患者的训练的积极性。当患者需将康复治疗仪摘下时,控制移动端1使康复治疗仪停止工作,第一电磁阀门282打开,气囊放气,气囊层28将板块291拉回内层29。
本发明提出的颈部术后康复训练仪可以根据患者伤口治愈情况分阶段趣味性康复治疗。静养模式:凉点促进伤口愈合,红光LED灯减轻组织水肿,平复疤痕;被动模式和主动模式通过让患者进行颈部运动,减轻脖子紧绷僵硬症状,且通过控制小车模型增加了康复的趣味性,增强了患者康复积极性。综合来看,本发明提出的颈部术后康复训练仪具有以下的技术效果:
(一)将患者的颈部康复分为静养模式,被动模式和主动模式三个阶段,对每个阶段实行针对性康复方案,通过压电传感器采集肌音信号决定模式使用方式。
(二)使用压电传感器采集颈部肌音信号,通过将肌音信号与正常人肌音信号作比较,判断出颈部伤口愈合状态,并以患者年龄,术后时间以及手术信息作为辅助分析出康复治疗方案并利用三种模式应用在患者颈部。
(三)静养模式凉点促进伤口愈合,红光LED灯减轻组织水肿,平复疤痕。
(四)被动模式气囊牵引了颈部的康复运动,主动模式气囊发挥对抗作用,两种模式可配合患者针对其颈部肌肉组织进行训练,从而实现对颈部肌肉组织进行快速恢复训练的效果。
(五)增设气囊层推动内层板块贴近颈部,充分发挥凉点和压电传感器的作用。
(六)通过压电传感器采集颈部运动状态,一方面对颈部康复效果起辅助诊断的作用,另一方面可控制小车运动。
(七)小车模型可通过蓝牙芯片连接,根据脖子运动方式实现前进,后退,转弯,加速等运动,实现趣味性,增加患者康复运动的积极性。
以上所述实施例仅为本发明较佳的具体实施方式,本发明的保护范围不限于此,任何熟悉本领域的技术人员在本发明披露的技术范围内,可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换,均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种颈部术后康复训练仪,包括安装壳(2)、运动装置、愈合装置和PC系统,其特征在于:
所述运动装置,包括设于所述安装壳(2)内侧的压电传感器(2912)、三个气囊(292)和小车模型(3);
所述愈合装置,包括设于所述安装壳(2)内侧的红光LED灯(271)、凉点(2913)和温度传感器(293);
PC系统,包括静养模式、被动模式和主动模式,切换至静养模式时,PC系统控制愈合装置内的凉点(2913)、红光LED灯(271)和温度传感器(293)启动,为颈部提供合适的温度和红光照射;切换至被动模式时,PC系统控制向运动装置内的三个气囊(292)充入或排出不同气量的气,推动颈部定向运动;切换至主动模式时,PC系统控制向运动装置内的三个气囊(292)充入或排出不同气量的气,为颈部运动提供阻碍;
其中,PC系统在主动模式下,实时接收运动装置内的压电传感器(2912)采集的肌音信号,并根据肌音信号识别头部动作模式,根据不同的头部动作模式控制运动装置内的小车模型(3)以不同的运动模式运动。
2.如权利要求1所述的一种颈部术后康复训练仪,其特征在于,还包括:
移动端(1),与PC系统电连接,用于切换PC系统的静养模式、被动模式与主动模式、控制三个气囊(292)的充气与放气和控制小车模型(3)的开关。
3.如权利要求1所述的一种颈部术后康复训练仪,其特征在于:
PC系统通过无线采集卡接收压电传感器(2912)的数据,将采集的数据经滤波、归一化的预处理后用不等长分割法分割出动作帧,提取了动作帧的小波包系数能量及双谱对角切片特征,经主元分析法PCA和FISHER线性判别分析FLDA降维,用支持向量机SVM分类,最后对小波包系数能量和双谱对角切片特征进行FLDA降维,成功识别头部动作模式,PC系统识别出动作后将其转换为设置的指令发送至小车控制系统(3),控制小车模型(3)的运动。
4.如权利要求1所述的一种颈部术后康复训练仪,其特征在于,所述安装壳(2)包括:
前壳(21);
后壳(22),与所述前壳(21)之间通过调节带(25)连接;
后托(23),设于所述前壳(21)和所述后壳(22)的顶部;
肩托(24),设于设于所述前壳(21)和所述后壳(22)的底部。
5.如权利要求4所述的一种颈部术后康复训练仪,其特征在于:
所述前壳(21)和所述后壳(22)从外向内依次包括外层(26)、红光LED灯层(27)、气囊层(28)和内层(29);
其中,
所述外层(26)上开设有三个第一充放气口;
所述红光LED灯层(27)均匀排列有红光LED灯(271);
所述气囊层(28)上设有第二充放气口(283),所述第二充放气口(283)上连接有第一软导管(281),所述第一软导管(281)上设有第一电磁阀门(282),所述第一软导管(281)的另一端连接有气泵;
所述内层(29)设有板块(291)和三个气囊(292),所述板块(291)一侧与颈部相贴,另一侧与所述气囊层(28)固定,且所述板块(291)靠近颈部的一侧设有压力传感器(2911)、压电传感器(2912)和温度传感器(293);所述气囊(292)上设有第三充放气口(2923),所述第三充放气口(2923)上连接有第二软导管(2921),所述第二软导管(2921)上设有第二电磁阀门(2922),所述第二软导管(2921)的另一端连接有气泵。
6.如权利要求5所述的一种颈部术后康复训练仪,其特征在于:
所述压力传感器(2911)与所述第一电磁阀门(282)电连接,通过压力传感器(2911)的实际压力值与设定压力值比较,控制第一电磁阀门(282)的开关。
7.如权利要求1所述的一种颈部术后康复训练仪,其特征在于:
PC系统识别六种头部动作模式:点头、抬头、左摆、右摆、左转和右转,分别对应所述小车模型(3)的六种运动模式:前进、倒车、左转10、转10°、减速至停止和加速。
8.如权利要求1所述的一种颈部术后康复训练仪,其特征在于:
所述小车模型(3)包括四个电机(301)、多个IO点(302)和无线模块(303),所述小车模型(3)通过无线模块(303)和PC系统相连,无线模块(303)通过多个IO点(302)与四个电机(301)相连,PC系统通过无线模块(303)和多个IO点(302)控制四个电机(301)的启停、转速与转动方向。
9.如权利要求1所述的一种颈部术后康复训练仪,其特征在于:
所述压电传感器(2912)共有四个,分别对应颈部的左右两侧的胸锁乳突肌和头夹肌。
10.如权利要求5所述的一种颈部术后康复训练仪,其特征在于:
三个气囊(292)均为风琴式气囊,气囊(292)收缩时的最小长度为5cm,伸长时的最大长度为10cm,气囊(292)的直径小于10cm。
CN202211223100.1A 2022-10-08 2022-10-08 一种颈部术后康复训练仪 Pending CN115444714A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211223100.1A CN115444714A (zh) 2022-10-08 2022-10-08 一种颈部术后康复训练仪

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211223100.1A CN115444714A (zh) 2022-10-08 2022-10-08 一种颈部术后康复训练仪

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115444714A true CN115444714A (zh) 2022-12-09

Family

ID=84308049

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211223100.1A Pending CN115444714A (zh) 2022-10-08 2022-10-08 一种颈部术后康复训练仪

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115444714A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116058806A (zh) * 2023-04-07 2023-05-05 四川康源医创科技有限公司 一种基于肌音音频信号分析的肌松监测方法及装置
CN116077259A (zh) * 2023-03-29 2023-05-09 南昌大学第二附属医院 一种颈部康复仪

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116077259A (zh) * 2023-03-29 2023-05-09 南昌大学第二附属医院 一种颈部康复仪
CN116058806A (zh) * 2023-04-07 2023-05-05 四川康源医创科技有限公司 一种基于肌音音频信号分析的肌松监测方法及装置
CN116058806B (zh) * 2023-04-07 2023-07-04 四川康源医创科技有限公司 一种基于肌音音频信号分析的肌松监测方法及装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN115444714A (zh) 一种颈部术后康复训练仪
JP2749091B2 (ja) 胸圧縮装置
CN101433491B (zh) 多自由度的穿戴式手功能康复训练机器人及其控制系统
CN101810532B (zh) 一种下肢康复训练机器人
CN107411935A (zh) 一种用于软体康复机械手的多模式脑机接口控制方法
CN107224389A (zh) 具有抗痉挛、防血栓功能的脑卒中患者用康复训练装置
CN105640740A (zh) 一种智能康复方法及系统
US11439565B2 (en) Training apparatus
CN107374880A (zh) 脑卒中患者用康复训练床
CN111467179A (zh) 一种可令精神与躯体共同健康的智修机器人
WO2022247695A1 (zh) 一种用于改善血管内皮功能的便携式装置
CN109044732A (zh) 一种可穿戴膝关节智能助力装置及其助力方法
CN111714351A (zh) 一种气动按摩仪的控制系统
CN114305959A (zh) 一种神经内科用按摩康复设备
CN101116652B (zh) 气动心肺复苏机的控制电路
CN200963300Y (zh) 手功能理疗康复器
CN201175427Y (zh) 纵向排列式气囊充气治疗装置
CN201481724U (zh) 智能全方位颈椎治疗保健枕
CN208641208U (zh) 符合人体仿生学设计的外骨骼机器人的下肢结构组件
CN1736359B (zh) 机械切换气路的人体气压按摩装置
CN101617983B (zh) 智能全方位颈椎治疗保健枕
CN1739472B (zh) 多功能综合按摩装置
CN201108579Y (zh) 气动心肺复苏机的控制电路
CN219207815U (zh) 一种diep乳房重建用体位垫
CN220256723U (zh) 便携式肘关节康复训练装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination