TWI708599B - 關節功能感測系統 - Google Patents

Abstract

一種關節功能感測裝置。該關節功能感測裝置包括：一固定座，該固定 座能被可拆卸地裝在一輔助裝置的一樞紐上；一轉動軸，該轉動軸包括一連結到該固定座的中央部和一遠端部；一第一感測器連結到該轉動軸的該中央部以監測該轉動軸的一轉動角度；且一錶帶模組連結到該轉動軸的該遠端部且能被可拆卸地裝在該輔助裝置的一支撐元件上。其中該錶帶模組具有可調整的長度。

Description

關節功能感測系統

本揭露涉及一種關節功能感測系統。更進一步地，本揭露涉及一種用於關節功能感測系統中的關節功能感測裝置。

復健可使人體一個或多個部位恢復正常功能。關節復健的目標為：於關節損傷、侵入性治療和手術之後，修復關節功能。該些需要復健的病況包括：神經肌肉損傷、肌肉骨骼損傷、退化性疾病、關節替換手術、修復手臂或腿的骨折，或膝關節與髖關節內視鏡手術(arthroscopic surgeries)。

關節矯正器(joint orthosis)常用於關節復健過程中，以輔助關節活動並保護關節。所述關節矯正器可為一關節支架或關節夾板。在市面上可購得輔助關節復健的關節矯正器中，其中一種為關節支架。由Breg,Inc.所製造的EPO^TM Post-Op Knee Brace為一種手術後使用的膝關節支架，該膝關節支架具有可調整的黏貼片以符合各種不同尺寸的腿。EPO^TM Post-Op Knee Brace包括具有多個屈曲和伸直定位點以限制膝蓋動作的一角度鎖定器，以及由該樞紐延伸並附到病患腿上的至少二組支撐組件。在病患穿著該膝關節支架的復健過程中，復健專家和醫師可以使用該角度鎖定器上的該些屈曲和伸直定位點。

當膝蓋支架被病患穿上後，復健專家和醫師將需檢查膝蓋的動作以評估復健成效。然而由病患自行記錄之內容，回溯性訪談和門診中得知的膝蓋動作資訊可能不正確。因此，亟需即時檢測和分析膝蓋動作以得到膝蓋動作的正 確資訊。

為了要取得和膝蓋狀況有關的資訊，某些膝蓋支架可和感測器結合。Mavroidis,C.等人(Mavroidis,C.,Nikitczuk,J.,Weinberg,B.,Danaher,G.,Jensen,K.,Pelletier,P.,...& Pavone,R.(2005).Smart portable rehabilitation devices.Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation,2(1),18.)提出了一種和電流刺激模組、感測器和回饋機制結合的膝蓋支架。該電流刺激資訊會被傳送到一控制盒以監測該膝蓋的肌肉活動，並適時的提供額外電流刺激。

另外，X4^TM Smart Brace是一種支持性的膝蓋支架，其可以即時監控膝蓋動作。X4^TM Smart Brace裝備了一感測器以監控膝蓋的屈曲和伸直、一傳輸模組以傳輸一系列的屈曲和伸直資訊到一外部裝置，且該外部裝置可為一智慧手機或一電腦。該外部裝置接著可儲存該資訊以作為未來評估之用。

由Mavroidis,C.等人提供的解決方案和X4^TM Smart Brace都將感測器整合到該膝蓋支架中。然而，對體型大的病患或小兒科病患來說，該具有感測器的膝蓋支架若不合身，則此具有感測器的膝蓋支架就不適用於上述病患。同時，若一病患想要從一不具備感測器的膝蓋支架轉為穿戴該具有感測器的膝蓋支架，該病患也許需要購買一全新且具有感測器的支架並丟棄舊的膝蓋支架。上述都可能增加該病患膝蓋復健的成本。

有鑑於以上內容，本揭露有必要提供一種能被可拆卸地裝在一關節矯正器上的關節功能感測裝置。該關節功能感測裝置的模組化設計對病患提供了較大的彈性且可被安裝到各種不同大小和形狀的關節矯正器上。

本揭露的另一目的為提供一種能即時量測並分析關節動作的關節功能感測裝置。

本揭露的另一目的為提供一種關節功能感測系統，其包括一輔助裝置以支撐一關節和一關節功能感測裝置，以感測該關節的動作。

本揭露提供了一種關節功能感測裝置。該關節功能感測裝置包括：一固定座，該固定座能被可拆卸地裝在一輔助裝置的一樞紐上；一轉動軸，該轉動軸包括一連結到該固定座的中央部和一遠端部；一第一感測器連結到該轉動軸的該中央部以監測該轉動軸的一轉動角度；和一錶帶模組連結到該轉動軸的該遠端部，且該錶帶模組能被可拆卸地裝在該輔助裝置的一支撐組件上。其中該錶帶模組的長度是可調整的。

在本揭露的一實施例中，該錶帶模組包括一個或多個錶帶和位在該錶帶模組的一遠端的一錶帶底座，該錶帶底座連結至該些錶帶的其中之一且該錶帶底座也連結至該輔助裝置的該支持組件，且至少一個錶帶是可拆卸地連結到該轉動軸上的該遠端部。

在本揭露的一實施例中，該些錶帶的數量為1至6個。

在本揭露的一實施例中，該關節功能感測裝置更包括一外殼連結到該固定座以及被該外殼所容置的一控制模組。

在本揭露的一實施例中，該控制模組更包括一控制器和一第二感測器，該控制器通訊連結至該第一感測器，該第二感測器通訊連結至該控制器。

在本揭露的一實施例中，該關節功能感測裝置更包括一尋心器，當該固定座附著於該輔助裝置的該樞紐時，該尋心器位於該外殼底下，且該尋心器對齊於該輔助裝置的該樞紐。

在本揭露的一實施例中，該轉動軸更包括一中央部軸在該中央部，且該中央部軸為該轉動軸的一旋轉中心，且該旋轉中心之旋轉角度為0至360度。

在本揭露的一實施例中，該中央部軸連結至該第一感測器。

本揭露更提供了一種關節功能感測系統。該關節功能感測系統包括：一輔助裝置和一關節功能感測裝置。該輔助裝置包括一樞紐和一支持組件，該樞紐能對齊於一哺乳類身上的一關節，該支持組件能被裝在該哺乳類身上和該關節相鄰的一身體部位上。該關節功能感測裝置包括一固定座、一轉動軸、一第一感測器和一錶帶模組。該固定座能被可拆卸地裝在該輔助裝置的該樞紐上，該轉動軸包括一連結到該固定座的中央部和一遠端部，該第一感測器連結到該轉動軸的該中央部以監測該轉動軸的一轉動角度，該錶帶模組連結到該轉動軸的該遠端部且該錶帶模組能被可拆卸地裝在該輔助裝置的該支持組件上。其中該錶帶模組的長度是可調整的。

在本揭露的一實施例中，該關節為一踝關節、一膝關節、一髖關節、一肩關節、一肘關節或一腕關節。

在本揭露的一實施例中，該關節功能感測系統中當該關節為踝關節時則該輔助裝置為一踝關節矯正器、當該關節為膝關節時則該輔助裝置為一膝關節矯正器、當該關節為髖關節時則該輔助裝置為一髖關節矯正器、當該關節為該肩關節時則該輔助裝置為一肩關節矯正器、當該關節為該腕關節時則該輔助裝置為一腕關節矯正器。

在本揭露的一實施例中，該哺乳類身上和該關節相鄰的該身體部位可為腳、腿部、臀部、肩部、手臂或手。

1:第一關節復健系統

100:關節功能感測裝置

200、300、400、500、600:輔助裝置

210、310:樞紐

220a、220b、320a、320b:支持組件

110:固定座

120:轉動軸

121:中央部

1211:中央部連接結構

1212:中央部軸

122:遠端部

1221:遠端部叉狀部件

130:錶帶模組

131:錶帶

1311:錶帶容置部件

1312:錶帶叉狀部件

132:錶帶底座

1321:錶帶底座容置部件

1322:錶帶底座黏附部件

140:外殼

141:頂外殼

142:按鈕

143:側外殼

144:底外殼

150:控制模組

151:孔洞

161、162:電池迴路

170:第一感測器

180:尋心器

181:開口

2:第二關節復健系統

3:第三關節復健系統

4:第四關節復健系統

5:第五關節復健系統

圖1是根據本揭露的一實施例所繪示的一種第一關節功能感測系統之外觀圖。

圖2是根據本揭露的一實施例所繪示的一種輔助裝置之外觀圖。

圖3是根據本揭露的一實施例所繪示的一種關節功能感測裝置之外觀圖。

圖4是根據本揭露的一實施例所繪示的該關節功能感測裝置之爆炸圖。

圖5是根據本揭露的一實施例所繪示的該關節功能感測裝置之部分元件的爆炸圖。

圖6是根據本揭露的一實施例所繪示的該關節功能感測裝置之部分元件的另一爆炸圖。

圖7是根據本揭露的一實施例所繪示的該關節功能感測裝置之部分元件的側視圖。

圖8A到8D是根據本揭露的一實施例所繪示的該關節功能感測裝置裝設在該輔助裝置上的第一部分安裝過程。

圖9A到9D是根據本揭露的一實施例所繪示的該關節功能感測裝置裝設在該輔助裝置上的第二部分安裝過程。

圖10A和10B是根據本揭露的一實施例所繪示的該關節功能感測系統之屈曲和伸直。

圖11是根據本揭露的一實施例所繪示的一種第二關節功能感測系統之外觀圖。

圖12是根據本揭露的一實施例所繪示的另一種輔助裝置之外觀圖。

圖13是根據本揭露的一實施例所繪示的一種第三關節功能感測系統之外觀圖。

圖14是根據本揭露的一實施例所繪示的一種第四關節功能感測系統之外觀圖。

圖15是根據本揭露的一實施例所繪示的一種第五關節功能感測系統之外觀圖。

以下描述包含關於本揭露中實施例的具體資訊。本揭露中的附圖及其伴隨的詳細描述僅是針對實施例。然而，本揭露並不限於這些實施例。本領域技術人員將意識到本揭露的其他變型和實施例。除非另外指出，否則附圖中相似或對應元件可由相同或相應的附圖標記表示。此外，本揭露中的附圖和例示一般不按比例繪製，且非對應於實際的相對尺寸。

基於一致性和便於理解的目的，類似的特徵在例示圖中是以數字作標識(但是在一些例示中未示出)。然而，不同實施方式中的特徵在其他方面可能不同，因此不應狹義地限於圖中所示的內容。

在本揭露中，「受試者」一詞係指穿戴本揭露所提供之裝置的一部份或全部的一位哺乳類個體。「醫師」、「復健專家」和「使用者」等詞可以互換，且係指協助該受試者穿戴本揭露所提供裝置的一部份或全部的個人。該使用者、醫師或復健專家可評估該受試者穿戴本揭露所提供之裝置後之復健成效。該「受試者」和「使用者」可為相異或相同個體。

圖1顯示了符合本揭露之一實施例的一種第一關節功能感測系統。該第一關節功能感測系統1包括一輔助裝置200和一關節功能感測裝置100附著在該輔助裝置200上。該輔助裝置200可被一哺乳類受試者所穿戴，且對應到該哺乳類受試者的一關節及該哺乳類受試者身上和該關節相鄰的身體部位。該關節可為一踝關節、一膝關節、一髖關節、一肩關節、一肘關節或一腕關節。和該關節相鄰的該身體部位可為腳、腿部、臀部、肩部、手臂或手。該輔助裝置200可協助關節和該關節相鄰的身體部位活動，例如伸直、屈曲或旋轉。當該關節為該踝關節時則該輔助裝置200為一踝關節矯正器、當該關節為膝關節時則為一膝關節矯正器、當該關節為髖關節時則為一髖關節矯正器、當該關節為該肩 關節時則為一肩關節矯正器、當該關節為該腕關節時則為一腕關節矯正器。該關節矯正器可為一關節支架或一關節夾板。較佳地，該輔助裝置200為一膝支架。該關節功能感測裝置100可由該哺乳類受試者手動拆卸或貼附在該輔助裝置200上，因此該關節功能感測裝置100可拆卸地貼附在該輔助裝置200上。

圖2顯示了符合本揭露之一實施例的該輔助裝置200。該輔助裝置200包括一樞紐210和分別連結至該樞紐之一上部和一下部的2個支持組件220a與220b。該支持組件220a和220b為該輔助裝置200的固定元件，且可包括多個條狀物或帶。該些輔助裝置220a和220b的該些條狀物或帶可為一長形以和該關節相鄰之該些身體部位的形狀相符合。該些支持組件220a和220b可以尼龍塔扣(Velcro)、鈕扣或綁帶的方式附著到與該關節相鄰之該些身體部位上，因此該輔助裝置200可被該哺乳類受試者穩固地穿戴起來。該些支持組件220a和220b也可以由軟的、半堅硬的或堅硬的材質構成。該些材質可耐久使用且也可承受和該受試者皮膚的長時間接觸。該樞紐210在該輔助裝置200之中提供伸直或屈曲動作，且也可以包括齒輪或液壓裝置作為伸直或屈曲動作之用。當該輔助裝置200被該哺乳類受試者穿戴時，該樞紐210對齊於該關節。因此，當該哺乳類受試者彎曲該關節時，該輔助裝置200也會被彎曲，且該支持組件220a和220b將不會如圖2中所顯示的那樣形成一直線。該輔助裝置可由如POM的塑膠材質構成，也可由如鋼或鋁合金的金屬材質所構成，也可為塑膠和金屬材質所共同構成。該輔助裝置200應夠結實以承受該關節的活動且不會因而變形或損壞。

圖3顯示了符合本揭露之一實施例的該關節功能感測裝置100。該關節功能感測裝置包括一外殼140、附著在該外殼上的一轉動軸120、與該轉動軸120連結的一第一感測器(未示出)以及也與該轉動軸120連結的一錶帶模組130。該外殼140容置了數個該關節功能感測裝置100的內部元件。該轉動軸 120可相對於該外殼140進行轉動。該錶帶模組130可連結至該輔助裝置200的該支持組件220a和220b。

圖4為符合本揭露之一實施例的該關節功能感測裝置100的一爆炸圖。該錶帶模組130包括一錶帶底座132和連結至該錶帶底座132的一錶帶131。該錶帶底座132安裝至該支持組件220a或220b上。具體來說，該錶帶底座132是可拆卸地附著於該支持組件220a或220b上。根據該輔助裝置200的形狀和尺寸，該錶帶模組130可包括一個以上的錶帶131。該外殼140包括一頂外殼141，該頂外殼141包括一頂外殼開口1411和一頂外殼孔洞1412，且涵蓋了該關節功能感測裝置100的一上側及一旁側的一部份；一按鈕142讓該使用者可以和容置於該外殼140內的該些內部元件互動，且該按鈕142可適於放在該頂外殼141的該頂外殼孔洞1412內；一側外殼143提供空間以容置電池並涵蓋了該關節功能感測裝置100的該旁側之另一部份及一底側的一部份；一底外殼144支撐該些電池且涵蓋了該關節功能感測裝置100之該底側的大部分，且當該關節功能感測裝置100附著於該輔助裝置200時，該底外殼144會和該輔助裝置200接觸。該頂外殼141大致具有一卵形、一橢圓形或由一長方形和2個半圓形所形成的一複合形狀，且其邊緣是具有弧度的。為了符合該頂外殼141的外形，該側外殼143也可具有一卵形、一橢圓形或由一長方形和2個半圓形所形成的該複合形狀。

該轉動軸120包括一中央部121以和該頂外殼141結合。具體來說，該轉動軸120包括一中央部連接結構1211，該中央部連接結構1211和該頂外殼141的該頂外殼開口1411互補。該中央部121更包括由該中央部連接結構1211向下延展出，且穿過該頂外殼的該頂外殼開口1411的一軸(未示出)。該第一感測器連結至該中央部121的該軸且被該頂外殼141所容置。

該底外殼144也可由該使用者移除，以安裝或移除該些電池。該 電池迴路161和該些電池有電性連接且連結至一控制模組150。另一電池迴路162也和該些電池有電性連接且連結至該側外殼143。一固定座110可被可拆卸地附著到該輔助裝置200的該樞紐210上。

圖5顯示了符合本揭露之實施例的該關節功能感測裝置100中部份元件的一爆炸圖。當該使用者在組合該關節功能感測裝置100時，該頂外殼141、該按鈕142、該控制模組150(未示出)、該些電池迴路161和162、該側外殼143(未示出)、該底外殼144(未示出)、該第一感測器170(未示出)和該轉動軸120結合為一模組化整體；其中該固定座110、該錶帶131和該錶帶底座132通常與該模組化整體分離。該按鈕142由該頂外殼141的該頂外殼孔洞1412延伸而出，且該使用者或該受試者可按壓該按鈕142以和該些內部元件互動，較佳地為和該控制模組150互動。該轉動軸包括與該頂外殼141的該頂外殼開口1411連結的該中央部121，以及由該中央部121延伸而出的一遠端部122。

圖6顯示了符合本揭露之一實施例的該關節功能感測裝置100中部份元件的另一爆炸圖。在圖6中，該頂外殼141、該側外殼143以及該底外殼144已省略以示出其他元件的細節。該中央部連接結構1211和位於該控制模組150的一中心之一控制模組孔洞151互補。該遠端部122包括一遠端部叉狀部件1221，其鄰近該頂外殼141的邊緣且和該錶帶131的複數個錶帶容置部件1311在結構上互補。相同地，該錶帶131也包括一錶帶叉狀部件1312，其也和該錶帶底座132的一錶帶底座容置部件1321在結構上互補。該錶帶底座132更包括一錶帶底座黏附部件1322使該錶帶底座132被可拆卸地附著於該輔助裝置200的該支持組件220a或220b。

該錶帶131的該錶帶叉狀部件1312可有2個突起且該錶帶底座132的該錶帶底座容置部件1321可有2個凹處以容置該錶帶叉狀部件1312的該些突起，如圖6所示。相反地，該錶帶131的該錶帶叉狀部件1312也可有2個 凹處而該錶帶底座132的該錶帶底座容置部件1321也可有2個突起以插入該表叉狀部件1312的該些凹處。

圖7為圖6中該些元件的一側視圖。該遠端部122具有一彎曲狀，其中該遠端部叉狀部件1221向該錶帶模組130彎曲。該轉動軸120的該中央部121更包括一中央部軸1212自該中央部連接結構1211向下延伸而出以和該控制模組150連結。該中央部軸1212可和該控制模組150的該控制模組孔洞151連結。同時，該中央部軸1212也可被設置為能夠通過該控制模組孔洞151。該第一感測器170連結至該轉動軸120的該中央部軸1212，且能夠與該控制模組150通訊連結。具體來說，該第一感測器170可被安裝到該控制模組150的一上側或一下側。該中央部軸1212為該轉動軸120的一旋轉中心。當該轉動軸120在旋轉時，連結至該中央部軸1212的該第一感測器170會監測該轉動軸120的一旋轉角度，而該旋轉角度資訊會被傳輸到該控制模組150的一控制器(未示出)上。該控制器可處理該旋轉角度資訊並傳輸該資訊至一計算元件。當該第一關節功能感測系統1被該受試者穿戴且該轉動軸120隨著該受試者的該關節活動而旋轉時，該轉動角度代表了該關節的一屈曲或伸直活動，因此該醫師或復健專家就可評估該關節的復原進程或是病理狀況。當該第一關節功能感測系統1被該受試者穿戴且該轉動軸120隨著該受試者的該關節活動而旋轉時，該使用者也可以評估該受試者的運動能力或對該受試者執行一功能性診斷。因此，該關節功能感測裝置100能夠藉由該第一感測器170和該控制模組150即時量測並分析關節活動。

該計算元件可為該控制模組150之一部份，或為另一裝置且不接觸該輔助裝置200或該關節功能感測裝置100。該計算元件可為一中央處理器(CPU)、微處理器(MPU)或一具有該中央處理器或該微處理器的裝置。較佳地，該計算元件為一行動裝置。

該控制模組150包括該控制器、一開關(未示出)和一第二感測器(未示出)。該開關和該按鈕142連結，且該使用者可以透過按壓該按鈕142以啟動或關閉該關節功能感測裝置100。該按鈕142也可和該控制模組150中的其他內建功能連結，例如模式轉換或記錄功能。當該關節功能感測裝置100附著於該輔助裝置200上時，在該控制模組150上的該第二感測器量測該關節功能感測裝置100的一傾斜角度。該傾斜角度為在冠狀面上介於該輔助裝置200和地心之間的角度，而前述輔助裝置200的伸直和屈曲為矢狀面上的活動。

在圖6和7中該關節功能感測裝置100包括2個錶帶131，但該關節功能感測裝置100也可僅包括一個錶帶131。該些錶帶131的數量可為1至6個。該些錶帶131若越多則代表該錶帶模組130越長。此設定使得該錶帶模組130具有可調整的長度。由於輔助裝置可能在形狀和尺寸上有差異，因此該關節功能感測裝置100具有可調整的長度就夠安裝在具有不同形狀和尺寸的輔助裝置上。該裝置100對各種輔助裝置的適應性使得該醫師或該復健專家能可為該受試者訂立一具彈性的復健計畫。若該使用者想要從本揭露所提供之該裝置100獲得該關節的該旋轉角度資訊，該受試者可以依舊穿戴他們自己原有的輔助裝置，例如膝蓋支架或臀部支架，並將該裝置100附著至該原有的輔助裝置上。如此，相較於購買一全新的輔助裝置，該受試者所需承擔的器材費用顯著地較低，且當該受試者穿戴原有裝置時的配合程度也較轉換至全新的輔助裝置來得高。

圖8A至8D顯示了符合本揭露之一實施例的該關節功能感測裝置100的一安裝過程之第一部份。在圖8A中，一尋心器180被置於該樞紐210上。該尋心器180可為一塊紙板或塑膠板，其邊緣符合該樞紐210的形狀。該尋心器180包括一尋心器開口181以及一底面，且該尋心器開口181具有一複合形狀，該複合形狀由一長方形和2個半圓形所形成。因此，該尋心器開口181有一長軸。當放置該尋心器180至該樞紐210上時，該尋心器開口181的該長軸之 兩端必須和該輔助裝置200的該些支持組件220a和220b之方向對齊。

在圖8B中，該固定座110具有和該尋心器開口181相同的形狀。當該固定座110被置於該尋心器開口181之上時，該使用者必須按壓該固定座110，使該固定座110具有黏膠的一底面能夠附著於該樞紐210上。在圖8C中，該模組化整體(如圖5中所示)和該固定座110結合。具體來說，該模組化整體的該底外殼144和該固定座110結合。在圖8D中，該模組化整體安裝於該樞紐210上，此時該尋心器180可位於該底外殼144底下。在圖8D中，該尋心器180也可被先行移除，再將該模組化整體的該底外殼144和該固定座110結合。

圖9A至9D顯示了符合本揭露之一實施例的該關節功能感測裝置100的一安裝過程之第二部份。在圖9A中，該轉動軸120和該支持組件220b之間的距離L可被該使用者量測以決定與該轉動軸120連結的該些錶帶131之數量。在圖9B和9C中提供了該些錶帶131和該錶帶底座132。可能會需要多於一個的錶帶131以加長該錶帶模組130。該些錶帶131首先和該轉動軸120的該遠端部122連結，該錶帶底座132再連結至圖9D中的其中一個錶帶131。該錶帶底座132包括具有黏膠的一底側。在圖9D中，該錶帶底座132被該使用者按壓，該底側上的該黏膠使該錶帶底座132能附著於該支援組件220b。如此就完成了該關節功能感測裝置100安裝到該輔助裝置200的過程。

圖10A顯示了符合本揭露之一實施例的該第一關節功能感測系統1的一伸直動作。在圖10A中，該些支持組件220a和220b之間的角度為0度。一伸直角度為0度可被該關節功能感測裝置100中的該第一感測器170所感測。

圖10B顯示了符合本揭露之一實施例的該第一關節功能感測系統1的一屈曲動作。在圖10B中，該支援組件220a被彎曲90度。當該受試者穿戴該第一關節功能感測系統1時，該支援元件220a的彎曲最可能因該受試者的 腿部的屈曲動作而達成。該轉動軸120已被轉動且該外殼140相對於該樞紐210是固定不動的且方向也未改變。一屈曲角度為90度可被該關節功能感測裝置100中的該第一感測器170所感測並傳輸到該計算元件。該使用者或該計算元件此時就可以比較該屈曲角度和該伸直角度以評估該關節的功能。

圖11顯示了符合本揭露之一實施例的一第二關節功能感測系統2。該第二關節功能感測系統2包括一輔助裝置300和能被可拆卸地附著到該輔助裝置300的該關節功能感測裝置100。該輔助裝置300和該輔助裝置200可具有不同尺寸和形狀，然而該關節功能感測裝置100皆可拆卸地附著至該輔助裝置300和該輔助裝置200上。該關節功能感測裝置100可被安裝到不同的輔助裝置上，如此對該受試者來說降低了關節復健所需成本，因該受試者使用本揭露所題供之該關節功能感測裝置100時就不需要換成另一輔助裝置。該關節功能感測裝置100的模組化設計也對該受試者提供了較大彈性，因其可以被安裝到具有不同尺寸和形狀的輔助裝置上。

圖12顯示了符合本揭露之一實施例的該輔助裝置300。該輔助裝置300可被該哺乳類受試者所穿戴，且對應到該哺乳類受試者的該關節及該哺乳類受試者身上和該關節相鄰的身體部位。該關節可為一踝關節、一膝關節、一髖關節、一肩關節、一肘關節或一腕關節。和該關節相鄰的該身體部位可為腳、腿部、臀部、肩部、手臂或手。該輔助裝置300可協助關節和該關節相鄰的身體部位活動，例如伸直、屈曲或旋轉。當該關節為該踝關節時則該輔助裝置300為一踝關節矯正器、當該關節為膝關節時則為一膝關節矯正器、當該關節為髖關節時則為一髖關節矯正器、當該關節為該肩關節時則為一肩關節矯正器、當該關節為該腕關節時則為一腕關節矯正器。該關節矯正器可為一關節支架或一關節夾板。較佳地，該輔助裝置300為一膝支架。

該輔助裝置300包括可被該關節功能感測裝置100可拆卸地附 著之一樞紐310，和分別連結至該樞紐之一上部和一下部的2個支持組件320a與320b。該些支持組件320a和320b為該輔助裝置300的固定元件，且可包括多個條狀物或帶。該些輔助裝置320a和320b的該些條狀物或帶可為一長形以與和該關節相鄰之該些身體部位的形狀相符合。該些支持組件320a和320b可以尼龍塔扣、鈕扣或綁帶的方式附著到與該關節相鄰之該些身體部位上，因此該輔助裝置300可被該哺乳類受試者穩固地穿戴起來。該些支援元件320a和320b也可以由軟的、半堅硬的或堅硬的材質構成。該些材質可耐久使用且也可承受和該受試者皮膚的長時間接觸。該樞紐310在該輔助裝置300之中提供伸直或屈曲動作。當該輔助裝置200被該哺乳類受試者穿戴時，該樞紐210和該關節對齊。因此，當該哺乳類受試者彎曲該關節時，該輔助裝置300也會被彎曲，且該支援組件320a和320b將不會如圖12中所顯示的那樣形成一直線。

圖13顯示了符合本揭露之一實施例的一第三關節功能感測系統3。該第三關節功能感測系統3包括一輔助裝置400和能被可拆卸地附著到該輔助裝置400的該關節功能感測裝置100。該輔助裝置400、該輔助裝置300和該輔助裝置200可具有不同尺寸和形狀，然而該關節功能感測裝置100皆可拆卸地附著至該輔助裝置400、該輔助裝置300和該輔助裝置200。具體來說，在該第三關節功能感測系統3中，該關節功能感測裝置100是藉由3個該錶帶131和該錶帶底座132附著於該輔助裝置400上；而在該第二關節功能感測系統2中，該關節功能感測裝置100是藉由2個該錶帶131和該錶帶底座132附著於該輔助裝置300上。此可變錶帶設計使得該關節功能感測裝置100能具有不同長度，因此能附著於具有不同形狀和尺寸的輔助裝置上。

圖14顯示了符合本揭露之一實施例的一第四關節功能感測系統4被該受試者穿戴之外觀圖。該第四關節功能感測系統4包括一輔助裝置500和能被可拆卸地附著到該輔助裝置500的該關節功能感測裝置100。該輔助裝置 500可被穿到一不同的身體部位，且該身體部位可以不同於該輔助裝置400、300和200所被穿戴的身體部位。該輔助裝置500可為適用於該肘關節之一矯正器。該輔助裝置500被該受試者所穿戴且對應到該受試者的該肘關節和一手臂之形狀。

圖15顯示了符合本揭露之一實施例的一第五關節功能感測系統5被該受試者穿戴之外觀圖。該第五關節功能感測系統5包括一輔助裝置600和能被可拆卸地附著到該輔助裝置600的該關節功能感測裝置100。該輔助裝置600可被穿到一不同的身體部位，且該身體部位可以不同於該輔助裝置500、400、300和200所被穿戴的身體部位。該輔助裝置600可為適用於該踝關節之一矯正器。該輔助裝置600被該受試者所穿戴且對應到該受試者的該踝關節、一腿和一腳之形狀。圖14和圖15展現了該關節功能感測裝置100的彈性：它可被安裝到適用於該肘關節或該踝關節的輔助裝置上。

當該第一關節功能感測系統1、該第二關節功能感測系統2或該第三關節功能感測系統3被一雙足步行哺乳類受試者穿戴到其膝關節上時，該轉動軸120的旋轉角度可為0度至180度。當該第四關節功能感測系統4被穿戴到該肘關節，或當該第五關節功能感測系統5被穿戴到該踝關節時，該轉動軸120的旋轉角度也可為0度至180度。然而，當該關節功能感測裝置100被附著在可被該雙足步行哺乳類受試者的另一關節所穿戴之另一輔助裝置上，或附著在其他輔助裝置且該輔助裝置被具有可旋轉360度之關節的其他受試者所穿戴時，該轉動軸的旋轉角度可為0度至360度。人類的肩關節可以旋轉360度，因此當該關節功能感測裝置100附著於一肩關節矯正器上且上述組合被一人類受試者的肩關節所穿戴時，該轉動軸120的旋轉角度可為0度至360度。

根據以上描述，明顯地在不脫離這些概念的範圍的情況下，可使用各種技術來實現本申請中所描述的概念。此外，雖然已經具體參考某些實施例 而描述了概念，但本領域具有通常知識者將認識到，可在形式和細節上作改變而不偏離這些概念的範圍。如此，所描述的實施例在所有方面都會被認為是說明性的而非限制性的。而且，應該理解本申請並不限於上述的特定實施例，而是在不脫離本揭露範圍的情況下可進行許多重新安排、修改和替換。

1:第一關節功能感測系統

100:關節功能感測裝置

200:輔助裝置

Claims (19)

1. 一種關節功能感測裝置，包括：一固定座，該固定座能被可拆卸地裝在一輔助裝置的一樞紐上；一轉動軸，該轉動軸包括一連結到該固定座的中央部和一遠端部；一第一感測器連連結到該轉動軸的該中央部以監測該轉動軸的一轉動角度；且一錶帶模組連結到該轉動軸的該遠端部，且該錶帶模組能被可拆卸地裝在該輔助裝置的一支撐元件上；其中該錶帶模組的長度是可調整的。
2. 如請求項1所述的該關節功能感測裝置，其中該錶帶模組包括一個或多個錶帶和位在該錶帶模組的一遠端的一錶帶底座，該錶帶底座連結至該些錶帶的其中之一且該錶帶底座也連結至該輔助裝置的該支持組件，且至少一個錶帶可拆卸地連結到該轉動軸上的該遠端部。
3. 如請求項2所述的該關節功能感測裝置，其中該些錶帶的數量為1至6個。
4. 如請求項1所述的該關節功能感測裝置，更包括一外殼連結到該固定座以及被該外殼所容置的一控制模組。
5. 如請求項4所述的該關節功能感測裝置，其中該控制模組更包括一控制器和一第二感測器，該控制器通訊連結至該第一感測器，該第二感測器通訊連結至該控制器。
6. 如請求項4所述的該關節功能感測裝置，當該固定座附著於該輔助裝置的該樞紐時更包括一尋心器，該尋心器位於該外殼底下，且該尋心器對齊於該輔助裝置的該樞紐。
7. 如請求項1所述的該關節功能感測裝置，其中該轉動軸更包括一中央部軸在該中央部，且該中央部軸為該轉動軸的一旋轉中心，且該旋轉中心之旋轉角度為0至360度。
8. 如請求項7所述的該關節功能感測裝置，其中該中央部軸連結至該第一感測器。
9. 一種關節功能感測系統，包括：一輔助裝置，包括一樞紐，該樞紐能對齊於一哺乳類身上的一關節，和一支持組件，該支撐組件能被裝在該哺乳類身上和該關節相鄰的一身體部位上；一關節功能感測裝置，包括一固定座，該固定座能被可拆卸地裝在該輔助裝置的該樞紐上，一轉動軸，該轉動軸包括一連結到該固定座的中央部和一遠端部，一第一感測器連結到該轉軸的該中央部以監測該轉動軸的一轉動角度，和一錶帶模組，該錶帶模組連結到該轉動軸的該遠端部，且該錶帶模組能被可拆卸地裝在該輔助裝置的該支持組件上；其中該錶帶模組的長度是可調整的。
10. 如請求項9所述的該關節功能感測系統，其中該錶帶模組包括一個或多個錶帶和位在該錶帶模組的一遠端的一錶帶底座，該錶帶底座連結至該些錶帶的其中之一且也連結至該輔助裝置的該支持組件，且至少一個錶帶是可拆卸地連結到該轉動軸上的該遠端部。
11. 如請求項10所述的該關節功能感測系統，其中該些錶帶的數量為1至6個。
12. 如請求項9所述的該關節功能感測系統，其中該關節功能感測裝置更包括一外殼連結到該固定座以及被該外殼所容置的一控制模組。
13. 如請求項12所述的該關節功能感測系統，其中該控制模組更包括一控制器和一第二感測器，該控制器通訊連結至該第一感測器，該第二感測器通訊連結至該控制器。
14. 如請求項12所述的該關節功能感測系統，其中該關節功能感測裝置更包括一尋心器，當該固定座附著於該輔助裝置的該樞紐時，該尋心器位於該外殼底下，且該尋心器對齊於該輔助裝置的該樞紐。
15. 如請求項9所述的該關節功能感測系統，其中該轉動軸更包括一中央部軸在該中央部，且該中央部軸為該轉動軸的一旋轉中心，且該旋轉中心之旋轉角度為0至360度。
16. 如請求項15所述的該關節功能感測系統，其中該中央部軸連結至該第一感測器。
17. 如請求項9所述的該關節功能感測系統，其中該關節為一踝關節、一膝關節、一髖關節、一肩關節、一肘關節或一腕關節。
18. 如請求項17所述的該關節功能感測系統，其中當該關節為該踝關節時則該輔助裝置為一踝關節矯正器、當該關節為膝關節時則該輔助裝置為一膝關節矯正器、當該關節為髖關節時則該輔助裝置為一髖關節矯正器、當該關節為該肩關節時則該輔助裝置為一肩關節矯正器、當該關節為該腕關節時則該輔助裝置為一腕關節矯正器。
19. 如請求項9所述的該關節功能感測系統，其中該哺乳類身上和該關節相鄰的該身體部位可為腳掌、腿部、臀部、肩部、手臂或手掌。

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