TW201508689A - 基於遠程控制的關節康復訓練系統及其實現方法 - Google Patents

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Abstract

本發明公開了一種基於遠程控制的關節康復訓練系統及其實現方法，主要解決現有的關節康復訓練裝置存在訓練角度調節精度不高、與訓練計畫角度之間誤差大的問題。該關節康復訓練系統，包括訓練護具本體以及設置在該訓練護具本體上的角度調節裝置，還包括遠程醫療終端，與該遠程醫療終端無線連接的控制端，以及設置在所述角度調節裝置上並用於測量所述訓練護具本體訓練角度的角度測量裝置；所述控制端包括與該角度測量裝置連接的中央處理器，與該中央處理器連接並與所述遠程醫療終端進行無線通訊的無線通訊模塊，以及分別與該中央處理器連接的顯示器和揚聲器。本發明設計合理，訓練角度調節精度高，使用方便，訓練效果好，其適於推廣應用。

Description

基於遠程控制的關節康復訓練系統及其實現方法
本發明涉及一種康復訓練系統，具體地說，是涉及一種基於遠程控制的關節康復訓練系統及其實現方法。
目前，針對關節（例如肘、手指、手腕或膝關節）的運動康復訓練裝置一般都是由訓練護具構成，其結構上通常包括上支架、下支架和角度調節裝置，上支架和下支架固定在患者的關節上，患者按照訓練計畫利用角度調節裝置調節兩個支架之間的角度，使患者的關節固定在這個角度上，然後患者便可保持這個訓練角度進行康復訓練。
然而，這些現有的訓練護具，都不能實現醫生和患者的交互，即設備無法向醫生提供患者當前的訓練效果、訓練的依從性和訓練過程中的身體負荷能力。患者也無法從醫生那裡獲得最新的訓練計畫。訓練過程中可能存在訓練角度與實際功能偏差過大，訓練過程中身體、關節不堪訓練負荷的情況。一旦出現這種問題，那麼康復訓練不僅不能起到預定的效果，反而還會對患者造成傷害。
本發明的目的在於提供一種基於遠程控制的關節康復訓練系統及其實現方法，主要解決現有的關節康復訓練裝置無法實現醫生與患者及時交互，以及由此帶來的康復訓練效果下降的問題。
為了實現上述目的，本發明採用的技術方案如下：
基於遠程控制的關節康復訓練系統，包括訓練護具本體以及設置在該訓練護具本體上的角度調節裝置，還包括遠程醫療終端，與該遠程醫療終端無線連接的控制端，以及設置在所述角度調節裝置上並用於測量所述訓練護具本體訓練角度的角度測量裝置；所述控制端包括與該角度測量裝置連接的中央處理器，與該中央處理器連接並與所述遠程醫療終端進行無線通訊的無線通訊模塊，以及分別與該中央處理器連接的顯示器和揚聲器。
據上所述之基於遠程控制的關節康復訓練系統及其實現方法，其中，所述角度測量裝置為絕對值編碼器或角位移傳感器。
據上所述之基於遠程控制的關節康復訓練系統及其實現方法，其中，所述訓練護具本體上還設置有與中央處理器連接的生理參數檢測裝置。
據上所述之基於遠程控制的關節康復訓練系統及其實現方法，其中，所述生理參數檢測裝置包括分別設置在訓練護具本體上且均與中央處理器連接的溫度傳感器、血壓測量袖帶、壓力傳感器、電極片以及超聲探頭。
在上述硬體基礎上，本發明還提供了該基於遠程控制的關節康復訓練系統的實現方法，包括以下步驟：
（1）患者將訓練護具本體固定到需要訓練的關節部位上；
（2）遠程醫療終端制定初始的訓練計畫，並將之發送給控制端；
（3）患者根據訓練計畫利用角度調節裝置調節訓練護具本體的訓練角度，使其與訓練計畫保持一致；
（4）啟動訓練護具本體，患者開始進行康復訓練；
（5）訓練進行中，通過生理參數檢測裝置檢測患者的當前生理資料，並將之傳輸給控制端，或者傳輸給遠程醫療終端，對訓練過程人體的生理負荷、關節/骨骼耐受力進行實時監測，自動提示訓練強度是否適度，保證訓練安全。
（6）完成一次康復訓練後，通過生理參數檢測裝置檢測患者的當前生理資料，並將之傳輸給控制端，或者傳輸給遠程醫療終端，獲取新的訓練計畫；
（7）循環（3）～（6），直到患者完全康復。
進一步地，所述步驟（3）包括以下步驟：
（3a）無線通訊模塊接收訓練計畫，並將其傳送給中央處理器；
（3b）中央處理器控制顯示器顯示訓練計畫的內容；
（3c）患者根據顯示的角度利用角度調節裝置調節訓練護具本體的訓練角度；
（3d）角度測量裝置實時測量訓練護具本體的訓練角度並將其反饋給中央處理器；
（3e）中央處理器控制顯示器顯示訓練護具本體的當前角度，患者根據顯示器上顯示的訓練護具本體的當前角度來對訓練護具本體的角度進行修正，使其與訓練計畫中設定的角度一致。
據上所述之基於遠程控制的關節康復訓練系統及其實現方法，其中，所述步驟（3a）中，無線通訊模塊在將訓練計畫傳輸給中央處理器的同時還進行自動存儲。
據上所述之基於遠程控制的關節康復訓練系統及其實現方法，其中，所述步驟（4）中，在患者開始進行康復訓練的同時，生理參數檢測裝置也開始同步採集患者的生理參數，並通過無線通訊模塊傳輸到遠程醫療終端，遠程醫療終端實時診斷患者的當前康復訓練狀態。
據上所述之基於遠程控制的關節康復訓練系統及其實現方法，其中，所述步驟（2）中初始的訓練計畫根據患者進行第一次康復訓練之前的生理狀態和關節狀態進行制定。
與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：
（1）本發明設計合理，操作便捷，製造方便。
（2）本發明利用遠程醫療終端結合控制端和訓練護具的方式，實現了遠程控制患者進行關節康復訓練的目的，其由遠程醫療終端制定訓練計畫，然後傳輸到控制端，控制端根據訓練計畫調節訓練護具的訓練角度，患者便可按照訓練計畫的角度在計畫的時間段內進行關節康復訓練，本發明自動化程度高，實現了智慧康復訓練的效果，並大幅提高了訓練效果，避免了人為操作訓練裝置帶來的誤操作問題。在遠程控制技術越來越成熟的今天，本發明順利了科技發展的潮流，將遠程控制技術融合到了康復訓練系統中，實現了康復訓練的自動化操作，使醫療康復訓練技術得到了研究方向上的全新進步，是康復訓練領域的一大跨越。
（3）本發明採用遠程終端機對康復訓練裝置進行自動控制，不僅可以嚴格按照訓練計畫進行訓練角度的調節，保證精度，而且既不需要醫務人員協助，也不需要患者或其他人操作，既節省人力，操作也方便簡單；同時，還可以通過移動康復訓練設備來實現隨時隨地進行康復訓練，完全避免了時間和地點的限制，因此，本發明相對現有技術來說，具有突出的實質性特點和顯著的進步。
（4）本發明採用絕對值編碼器或角位移傳感器來測量訓練護具本體的訓練角度，其可以將角度位移或直線位移轉換成電信號，然後傳輸到中央控制器上處理並進行顯示，由於絕對值編碼器和角位移傳感器均具有無需記憶，無需找參考點的特點，其不用一直計數，而是什麼時候需要知道位置，什麼時候就去讀取它的位置，因此本發明中設置的絕對值編碼器或角位移傳感器可以令患者隨時、準確地瞭解到當前訓練護具本體訓練的角度及其訓練情況。
（4）本發明中的無線通訊模塊在將訓練計畫傳輸至中央處理器的同時還進行自動存儲，從而在需要時可以直接調用，無須再通過網路獲取訓練計畫，從而避免受到網路的限制而影響康復訓練的進程，使得康復訓練在以網路為基礎的同時又可以在一定程度上脫離網路，為康復訓練的順利開展提供了有效的保障。
（5）本發明還設置有生理參數檢測裝置，可在患者訓練的過程中實時採集患者的生理參數，並將這些生理參數傳輸到遠程醫療終端，使得醫生能夠實時、全面地掌握到患者當前的身體狀況，從而及時地對訓練計畫進行調整，形成一個制定-實施-檢測-修正-再實施-再檢測-再修正的循環式修復性康復訓練過程，使患者永遠處在一個最適當的訓練狀態之中，直到完全康復，避免了重複進行效果差甚至無用的康復訓練。
（6）本發明性價比高，針對性強，訓練方式新穎，具有廣泛的市場應用前景和巨大的發展潛力，因此，本發明具有很高的實用價值和推廣價值。
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明，本發明的實施方式包括但不限於下列實施例。
實施例
如第1圖所示，本發明包括遠程醫療終端1、控制端、訓練護具本體6、角度測量裝置7和生理參數檢測裝置。訓練護具本體6與現有技術一樣，由上支架、下支架和角度調節裝置組成，角度測量裝置7與角度調節裝置連接。本實施例中，角度測量裝置7為絕對值編碼器或角位移傳感器，其固定在訓練護具本體6的角度調節裝置上，可以實時測量訓練護具本體6的訓練角度，角度測量裝置7為絕對值編碼器或角位移傳感器，其固定在訓練護具本體6的角度調節裝置上，可以實時測量訓練護具本體6當前的訓練角度，角度測量裝置為絕對值編碼器時，其型號可以為E6CP-AG5C-C、HN3806A5V4096、TRD-NA360NWF或ROTARY ENCODER SSI，型號的生產廠商分別為歐姆龍株式會社、航寧自動化控制有限公司、日本光洋電子工業株式會社和上海齊屹機電設備有限公司。角度測量裝置7為角位移傳感器時，其型號可以為WDD35D4A、WDD35D4、M6500或SX35D4W，型號的生產廠商分別為淅江慧仁電子有限公司、上海蘭邦電器有限公司、深圳市誠鑫電子科技有限公司和上海斯米電子有限公司。
生理參數檢測裝置用於實時採集患者的各項生理參數，其包括分別設置在訓練護具本體6上的溫度傳感器8、血壓測量袖帶9、壓力傳感器10、電極片11以及超聲探頭12，其中，溫度傳感器8採集患者的體溫資料，血壓測量袖帶9採集患者的血壓資料，壓力傳感器10採集患者與訓練護具本體6之間的壓力以及當前的心率資料，電極片11採集患者的心電信號，超聲探頭12採集患者的皮下組織結構情況和血管的血流量信息。
進一步地，所述控制端包括中央處理器3，與該中央處理器3連接的無線通訊模塊2，以及同時與該中央處理器3連接的顯示器4和揚聲器5，其中，無線通訊模塊2與遠程醫療終端1連接，該無線通訊模塊2為現有技術，其為可以接收終端傳輸的信息並將其進行存儲的任意一種設備（例如手機中的SIM卡），本實施例中的無線通訊模塊2通過無線通訊方式與遠程醫療終端1連接；中央處理器3也為現有技術，其與一般的中央控制器相同，並且其內部設置有體溫監測模塊、血壓監測模塊、壓力監測模塊、心電監測模塊、心率監測模塊、皮下組織結構監測模塊、血管血流量監測模塊和時鐘模塊，體溫監測模塊、血壓監測模塊、壓力監測模塊、心電監測模塊、心率監測模塊、皮下組織結構監測模塊、血管血流量監測模塊分別與溫度傳感器8、血壓測量袖帶9、壓力傳感器10、電極片11和超聲探頭12連接，從而可以令中央處理器3接收並處理來自溫度傳感器8、血壓測量袖帶9、壓力傳感器10、電極片11和超聲探頭12的信息，而時鐘模塊則具有計時的功能，上述所有模塊均為現有成熟的技術。中央處理器3還與角度測量裝置7連接，用於接收角度測量裝置7反饋的訓練護具本體6當前訓練角度的信息。
本發明的實現方式如下：
患者將訓練護具本體6固定到需要訓練的關節部位上，然後醫生根據患者的實際情況制定出至少一套的訓練計畫，包括訓練的角度和訓練的時長等信息，然後通過遠程醫療終端1將其傳輸至無線通訊模塊2，該無線通訊模塊2接收並存儲該計畫，然後將其中一套訓練計畫傳輸至中央處理器3。中央處理器3將其進行處理，並通過顯示器4顯示訓練計畫的訓練角度，患者根據顯示器4上訓練計畫中的角度信息，手動調節角度調節裝置，使訓練護具本體6的上、下支架之間形成一個訓練角度。在調節訓練護具本體6的訓練角度過程中，角度測量裝置7實時測量該角度，然後將信息傳輸到中央處理器3中進行處理並顯示在顯示器4上，如果顯示出來的角度並非訓練計畫的角度，則患者可以再調整訓練護具本體6的訓練角度，直至當前的訓練角度與訓練計畫的角度一致。值得說明的是，為進一步方便患者看到當前的訓練角度，在訓練護具本體6的角度調節裝置上還設置由一個機械角度錶盤，這樣，在訓練護具本體6調節其角度的過程中，患者通過機械角度錶盤可以很直觀地看到當前訓練護具本體6的訓練角度。
當訓練護具本體6的訓練角度與訓練計畫的角度一致時，患者按下設置在中央處理器3上的計時按鍵，揚聲器5發出計時聲響，同時顯示器4上顯示“訓練開始”，以提示患者開始進行訓練。在訓練過程中，患者的關節保持訓練護具本體6的角度不動直至其訓練時長達到訓練計畫的時長，此時，中央處理器3控制揚聲器5發出計時結束聲響，同時在顯示器4上顯示“訓練結束”，以提示本次訓練結束，中央處理器3停止計時，並將訓練結果通過無線通訊模塊2反饋給遠程醫療終端1，為醫師作出新的訓練計畫提供參考。患者調節角度調節裝置，以便取下訓練護具本體6，或是按照訓練計畫調整訓練護具本體6的訓練角度，然後繼續進行其他角度的康復訓練。
在訓練的過程中，由於患者的各項生理狀況會發生變化，例如體溫、血壓會升高或降低，心率、血管血流速度會加快等等，這些生理狀況的變化很有可能會令患者感到不適，嚴重時還可能會引起休克，非常不利於牽引康復訓練的進行，因此，本發明中的生理參數檢測裝置會實時採集患者的生理參數，並將其傳輸給中央處理器3，由中央處理器3對接收的生理參數信息進行處理，其處理方式有兩種：一是中央處理器3根據患者的生理參數對其當前的狀態進行評估，然後自行調整當前的訓練計畫，並將調整後的訓練角度顯示在顯示器4上，患者根據調整的訓練計畫實時調節訓練護具本體6的訓練角度，以使其各個生理參數值均維持在正常範圍內；二是通過無線通訊模塊2傳輸至遠程醫療終端1，由醫生根據患者當前的生理參數對當前實行的訓練計畫進行調整，然後再傳輸給中央處理器3，中央處理器3控制顯示器4顯示調整後的訓練計畫，然後患者便可根據調整的訓練計畫實時調節訓練護具本體6的訓練角度。採用第二種由醫生調整訓練計畫的方式可以令醫生隨時掌握到患者的生理狀況，進而對患者當前的訓練情況作出更安全、更具有針對性的訓練計畫，患者也就能夠接受到更好的牽引康復訓練。
綜上所述，本發明所揭露之技術手段確能有效解決習知等問題，並達致預期之目的與功效，且申請前未見諸於刊物、未曾公開使用且具長遠進步性，誠屬專利法所稱之發明無誤，爰依法提出申請，懇祈  鈞上惠予詳審並賜准發明專利，至感德馨。
惟以上所述者，僅為本發明之數種較佳實施例，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明書內容所作之等效變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
1‧‧‧遠程醫療終端
2‧‧‧無線通訊模塊
3‧‧‧中央處理器
4‧‧‧顯示器
5‧‧‧揚聲器
6‧‧‧訓練護具本體
7‧‧‧角度測量裝置
8‧‧‧溫度傳感器
9‧‧‧血壓測量袖帶
10‧‧‧壓力傳感器
11‧‧‧電極片
12‧‧‧超聲探頭
第1圖為本發明的結構示意圖。
1‧‧‧遠程醫療終端
2‧‧‧無線通訊模塊
3‧‧‧中央處理器
4‧‧‧顯示器
5‧‧‧揚聲器
6‧‧‧訓練護具本體
7‧‧‧角度測量裝置
8‧‧‧溫度傳感器
9‧‧‧血壓測量袖帶
10‧‧‧壓力傳感器
11‧‧‧電極片
12‧‧‧超聲探頭

Claims (8)

  1. 一種基於遠程控制的關節康復訓練系統，包括訓練護具本體以及設置在該訓練護具本體上的角度調節裝置，其中，還包括遠程醫療終端，與該遠程醫療終端無線連接的控制端，以及設置在所述角度調節裝置上並用於測量所述訓練護具本體訓練角度的角度測量裝置；所述控制端包括與該角度測量裝置連接的中央處理器，與該中央處理器連接並與所述遠程醫療終端進行無線通訊的無線通訊模塊，以及分別與該中央處理器連接的顯示器和揚聲器；而在所述訓練護具本體上還設置有與所述中央處理器連接的生理參數檢測裝置。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之基於遠程控制的關節康復訓練系統，其中，所述角度測量裝置為絕對值編碼器或角位移傳感器。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之基於遠程控制的關節康復訓練系統，其中，所述生理參數檢測裝置包括分別設置在訓練護具本體上且均與中央處理器連接的溫度傳感器、血壓測量袖帶、壓力傳感器、電極片以及超聲探頭。
  4. 一種基於遠程控制的關節康復訓練系統的實現方法，其中，包括以下步驟：（1）患者將訓練護具本體固定到需要訓練的關節部位上；（2）遠程醫療終端制定初始的訓練計畫，並將之發送給控制端；（3）患者根據訓練計畫利用角度調節裝置調節訓練護具本體的訓練角度，使其與訓練計畫保持一致；（4）啟動訓練護具本體，患者開始進行康復訓練；（5）訓練進行中，通過生理參數檢測裝置檢測患者的當前生理數據，並將之傳輸給控制端，或者傳輸給遠程醫療終端，對訓練過程人體的生理負荷、關節/骨骼耐受力進行實時監測，自動提示訓練強度是否適度，保證訓練安全。（6）完成一次康復訓練後，通過生理參數檢測裝置檢測患者的當前生理數據，並將之傳輸給控制端，或者傳輸給遠程醫療終端，獲取新的訓練計畫；（7）循環（3）～（6），直到患者完全康復。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之基於遠程控制的關節康復訓練系統的實現方法，其中，所述步驟（3）包括以下步驟：（3a）無線通訊模塊接收訓練計畫，並將其傳送給中央處理器；（3b）中央處理器控制顯示器顯示訓練計畫的內容；（3c）患者根據顯示的角度利用角度調節裝置調節訓練護具本體的訓練角度；（3d）角度測量裝置實時測量訓練護具本體的訓練角度並將其反饋給中央處理器；（3e）中央處理器控制顯示器顯示訓練護具本體的當前角度，患者根據顯示器上顯示的訓練護具本體的當前角度來對訓練護具本體的角度進行修正，使其與訓練計畫中設定的角度一致。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之基於遠程控制的關節康復訓練系統的實現方法，其中，所述步驟（3a）中，無線通訊模塊在將訓練計畫傳輸給中央處理器的同時還進行自動存儲。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之基於遠程控制的關節康復訓練系統的實現方法，其中，所述步驟（4）中，在患者開始進行康復訓練的同時，生理參數檢測裝置也開始同步採集患者的生理參數，並通過無線通訊模塊傳輸到遠程醫療終端，遠程醫療終端實時診斷患者的當前康復訓練狀態。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之基於遠程控制的關節康復訓練系統的實現方法，其中，所述步驟（2）中初始的訓練計畫根據患者進行第一次康復訓練之前的生理狀態和關節狀態進行制定。
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