CN201342193Y - 一种功能性电刺激下肢训练器 - Google Patents

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王宁华
秦宏平
谢斌
肖飞
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Abstract

本实用新型是一种功能性电刺激下肢训练器，它包括脚踏板、底座、横梁以及连接底座和横梁的斜纵梁，其特征在于，底座上设有电机和电源，电机通过传动装置与脚踏板连接；在横梁上固定设有的功能性电刺激器；所述的功能性电刺激器设有显示屏、控制面板和微电脑单片机，在微电脑单片机上连接设有电刺激脉冲发生器，所述的电刺激脉冲发生器上连接设有至少四个通道的电极片；功能性电刺激器通过导线与电机连接，控制电机的频率和转速。微电脑单片机控制和调节电机运动速度，接收在电机或脚踏板处的传感器发出的反馈信号，由程序作出相应判断，调整电刺激的强度以及各组肌肉群刺激的顺序，使患者的多个肌肉群能够协调动作，实现适应性的下肢训练。

Description

一种功能性电刺激下肢训练器
技术领域
本实用新型涉及一种康复训练器械，特别是一种功能性电刺激下肢训练器。
背景技术
脊髓损伤是一种常见的疾病，在造成患者肢体感觉、运动功能障碍等生理损伤的同时，还给个人心理带来严重的压力，对其回归社会有很大的影响。
功能性电刺激(functional electrical stimulation，FES)是使用电刺激的手段，用精确的刺激顺序和强度来激活瘫痪的肌肉来帮助患者提高日常生活活动(activities of daily living，ADL)能力。目前，在中枢神经系统损伤不可逆的情况下，功能性电刺激是恢复脊髓损伤患者运动功能的主要途径之一。
正常人体大脑通过脊髓将电信号传递到运动神经，从而实现一定的动作。然而对于脊髓损伤患者来说，虽然他们瘫痪的肌肉仍具有收缩的能力，但由于大脑与运动神经之间的通路被切断而丧失了自主运动的能力。功能性电刺激可以通过表皮电极或植入式电极，刺激瘫痪肌肉的运动神经，电极间的电场在神经上产生出触发电势，这一电势以化学方法经由神经元的触处传送到肌肉细胞并引起肌肉收缩，从而使肢体产生动作，并通过改变电压和频率的变化来对刺激进行控制。
功能性电刺激下肢训练系统属于功能重建系统的一种。在这个系统中，截瘫患者可以通过有顺序的刺激，控制膝关节和踝关节的大的肌肉群来实现下肢的周期性运动。这种功能性电刺激的往复式脚踏式训练可以明显改善脊髓损伤患者的健康状况，增强肌肉的强度和耐力，改善心肺功能等医疗效果。
FES的工作原理是神经细胞的电兴奋性。神经细胞的电兴奋性源于细胞膜对钠离子，钾离子和氯离子有不同的通透性，细胞的静息电位由平衡时细胞内外的离子浓度决定。受到电刺激后，细胞膜对离子的通透性发生变化，导致膜电位发生突变，形成一个动作电位。在FES中，可利用神经细胞对电刺激的响应来传递外加的人工控制信号。通过外电流的作用，神经细胞能产生一个与自然激发引起的动作电位完全一样的神经冲动，使其支配的肌肉纤维产生收缩，从而获得运动的效果。神经细胞的电活动是人体信息传递的基本方式。外加电刺激也能进行类似的信息传递，因此FES是恢复神经性功能障碍的一种很有前景的技术。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种结构简单合理、适用范围广、主被动兼顾式的功能性电刺激下肢训练器。
本实用新型所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本实用新型是一种功能性电刺激下肢训练器，它包括脚踏板、底座、横梁以及连接底座和横梁的斜纵梁，其特点是，底座上设有电机和电源，电机通过传动装置与脚踏板连接；在横梁上固定设有的功能性电刺激器；所述的功能性电刺激器设有显示屏、控制面板和微电脑单片机，在微电脑单片机上连接设有电刺激脉冲发生器，所述的电刺激脉冲发生器上连接设有至少四个通道的电极片；功能性电刺激器通过导线与电机连接，控制电机的频率和转速。
本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现。以上所述的功能性电刺激下肢训练器，其特点是，所述的斜纵梁设有高度装置。这样可以适应不同人的体型状态。
本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现。以上所述的功能性电刺激下肢训练器，其特点是，所述的电机由无级变速电机和传感器组合构成。传感器可以实时地检测脚踏板的角度和位置，从而反馈给微电脑单片机电刺激信号，使患者的下肢根据电机转动的适应的频率进行往复式脚踏运动。而且，在开机设定各项参数后，电机转动速度和电刺激的强度都会有一个缓慢提高的过程，让使用它的患者有一个适应性的热身；在停机时，电机转动速度和电刺激的强度都会有一个缓慢下降的过程，直至停止，这样可防止突然停机给使用者带来不适或安全隐患。
本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现。以上所述的功能性电刺激下肢训练器，其特点是，所述的脚踏板上设有脚部固定装置。
本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现。以上所述的功能性电刺激下肢训练器，其特点是，电刺激脉冲发生器上连接的电极片为多导联设置。
本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现。以上所述的功能性电刺激下肢训练器，其特点是，所述的电刺激脉冲发生器的电刺激频率为20-80Hz、脉冲电流波幅为0.05-1.00ms。这样，有利于达到持续性的肌收缩效果，也可有效避免由疲劳引起的肌力低下太快。
与现有技术相比，本实用新型训练器充分考虑脊柱损伤患者的特点，有良好的稳定性，便于患者坐在轮椅上进行脚踏式训练。电刺激脉冲发生器连接的电极片，用于粘贴在下肢的股四头肌和股二头肌等相关部位，这种刺激电流可引起靶标部位肌肉收缩，使人体的下肢进行被动性的脚踏运动，从而达到辅助运动的功能。当电极片为多导联设置时，各导联的的电极相对独立，能有效避免各电极之间的干扰，有助于患者的安全。本实用新型训练器的控制面板上设有各种功能键，微电脑单片机可控制和调节无级变速电机运动速度，并且接收在电机或脚踏板处的传感器发出的反馈信号，并由程序作出相应判断，调整电刺激的强度以及各组肌肉群刺激的顺序，使患者的多个肌肉群能够协调动作，实现适应性的下肢训练。
附图说明
图1为本实用新型使用时的一种示意图。
图2为图1的俯视示意图。
图3为功能性电刺激器的原理框图。
具体实施方式
以下参照附图，进一步描述本实用新型的具体技术方案，以便于本领域的技术人员进一步地理解本发明，而不构成对其权利的限制。
实施例1。参照图1-3。一种功能性电刺激下肢训练器，它包括脚踏板2、底座1、横梁4以及连接底座1和横梁4的斜纵梁3，底座1上设有电机和电源，电机通过传动装置与脚踏板2连接；在横梁4上固定设有的功能性电刺激器5；所述的功能性电刺激器5设有显示屏6、控制面板7和微电脑单片机，在微电脑单片机上连接设有电刺激脉冲发生器，所述的电刺激脉冲发生器上连接设有四个通道的电极片8；功能性电刺激器通过导线与电机连接，控制电机的频率和转速。
实施例2。在实施例1所述的功能性电刺激下肢训练器中，所述的斜纵梁设有高度调节装置。
实施例3。在实施例1所述的功能性电刺激下肢训练器中，所述的电机由无级变速电机和传感器组合构成。
实施例4。在实施例1所述的功能性电刺激下肢训练器中，所述的脚踏板2上设有脚部固定装置。
实施例5。在实施例1所述的功能性电刺激下肢训练器中，电刺激脉冲发生器上连接的电极片8为多导联设置。
实施例6。在实施例1所述的功能性电刺激下肢训练器中，所述的电刺激脉冲发生器的电刺激频率为20-80Hz、脉冲电流波幅为0.05-1.00ms。
实施例7。参照图1-3。一种功能性电刺激下肢训练器，它包括脚踏板2、底座1、横梁4以及连接底座1和横梁4的斜纵梁3，底座1上设有电机和电源，电机通过传动装置与脚踏板2连接；在横梁4上固定设有的功能性电刺激器5；所述的功能性电刺激器5设有显示屏6、控制面板7和微电脑单片机，在微电脑单片机上连接设有电刺激脉冲发生器，所述的电刺激脉冲发生器上连接设有六个通道的电极片8；功能性电刺激器通过导线与电机连接，控制电机的频率和转速。

Claims (6)

1、一种功能性电刺激下肢训练器，它包括脚踏板(2)、底座(1)、横梁(4)以及连接底座(1)和横梁(4)的斜纵梁(3)，其特征在于，底座(1)上设有电机和电源，电机通过传动装置与脚踏板(2)连接；在横梁(4)上固定设有的功能性电刺激器(5)；所述的功能性电刺激器(5)设有显示屏(6)、控制面板(7)和微电脑单片机，在微电脑单片机上连接设有电刺激脉冲发生器，所述的电刺激脉冲发生器上连接设有至少四个通道的电极片(8)；功能性电刺激器通过导线与电机连接，控制电机的频率和转速。
2、根据权利要求1所述的功能性电刺激下肢训练器，其特征在于，所述的斜纵梁(3)设有高度调节装置。
3、根据权利要求1所述的功能性电刺激下肢训练器，其特征在于，所述的电机由无级变速电机和传感器组合构成。
4、根据权利要求1所述的功能性电刺激下肢训练器，其特征在于，所述的脚踏板(2)上设有脚部固定装置。
5、根据权利要求1所述的功能性电刺激下肢训练器，其特征在于，电刺激脉冲发生器上连接的电极片(8)为多导联设置。
6、根据权利要求1所述的功能性电刺激下肢训练器，其特征在于，所述的电刺激脉冲发生器的电刺激频率为20-80Hz、脉冲电流波幅为0.05-1.00ms。
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