專利名稱：減重式靜態(tài)平衡訓練測試裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種平衡功能障礙患者的康復訓練醫(yī)療器械，尤其涉及一種減重式靜 態(tài)平衡訓練測試裝置。
背景技術：
據(jù)統(tǒng)計，我國腦血管病、帕金森病、顱腦外傷、脊髓損傷年發(fā)病率各為219/10萬、 100/10萬、55. 4/10萬和6/10萬。而且由于老齡化、自然災害頻發(fā)和意外事故增加的緣故， 發(fā)病率在逐年增加。這些疾病和損傷會造成平衡功能障礙，乃至殘疾。以目前存活的320 400萬腦血管病重殘患者為例，平衡功能障礙是主要致殘因素之一。多個循證醫(yī)學證據(jù)表 明，平衡功能練習是改善功能的重要方式，而對平衡功能進行功能評定則是訓練的前提和 總結療效的必要措施。
靜態(tài)平衡是基本平衡方式，即人體在靜止的支撐面上維持姿勢穩(wěn)定的能力。國外 發(fā)展平衡評定/訓練系統(tǒng)多年，較先進的產(chǎn)品有Ultracare和Biodex平衡測試訓練系統(tǒng) 等，國內(nèi)平衡評定和訓練的數(shù)字化設備發(fā)展則相對滯后，專利多局限為基礎評定/訓練設 備。針對缺乏獨立站立能力的患者，如何早期進行平衡訓練是需要進行解決的問題。目前 的主要康復訓練方式是使用另外一套懸吊設備進行減重訓練。懸吊設備使用懸吊帶向上牽 引患者體重，需束縛患者軀干部，操作較繁瑣，且易帶來患者不適。
此外，以往的功能訓練產(chǎn)品往往缺乏游戲化訓練軟件和視覺反饋系統(tǒng)，這樣患者 和儀器就不能進行互動，而患者也不能判斷通過一段時間的康復訓練，自己恢復的情況如 何，使得訓練激發(fā)不起病人的興趣，使病人對訓練顯得沒有多少信心。這種長期而乏味的訓 練，會影響患者的康復進程，導致康復效果不理想。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，就是為了解決上述問題，提供一種減重式靜態(tài)平衡訓練測試裝置。
為了達到上述目的，本發(fā)明采用了以下技術方案一種減重式靜態(tài)平衡訓練測試 裝置，包括床座、床架和床板，床架安裝在床座上并與床座可轉(zhuǎn)動相連，床板固定在床架上， 在床架的前端連接有左、右腳踏板組件，在床架與床座之間設有床板角度調(diào)節(jié)機構，該床板 角度調(diào)節(jié)機構包含一臺直線步進電機；在床座上安裝有控制箱，該控制箱內(nèi)設有傳感器接 口電路、電機驅(qū)動模塊和電源模塊，電源模塊分別為傳感器接口電路和電機驅(qū)動模塊提供 電源；電機驅(qū)動模塊與床板角度調(diào)節(jié)機構中的直線步進電機電信號相連。
所述的左、右腳踏板組件結構對稱相同，各包括腳踏板支架、腳前端緩沖器、腳后 跟導向軸和腳踏板；腳踏板支架與床架固定相連；腳前端緩沖器和腳后跟導向軸分別連接 在腳踏板與腳踏板支架之間；在腳踏板周圍設有足底壓力傳感裝置，足底壓力傳感裝置與 控制箱內(nèi)的傳感器接口電路電信號相連。
所述的足底壓力傳感裝置由貼有四根應變片的懸臂梁組成，貼有四根應變片的懸 臂梁插裝在由腳踏板、腳踏板支架、腳前端緩沖器和腳后跟導向軸組成的腳底受力部件內(nèi)，足底壓力傳感裝置的實時數(shù)據(jù)足靜態(tài)姿勢圖以及重心評估的基礎。
所述的訓練床的床座上安裝有多個萬向調(diào)節(jié)腳輪，并相應設有多個用于調(diào)節(jié)腳輪 上下伸縮的調(diào)節(jié)機構。
還包括床板角度顯示器，該床板角度顯示器安裝在床架上隨床架一起移動。
本發(fā)明的減重式靜態(tài)平衡訓練測試裝置配合計算機程序和顯示裝置使用，在使用 時，患者在背部依靠可以傾斜的床板或獨立站立的狀態(tài)下，進行靜態(tài)平衡的功能評定和訓 練。一方面，它利用角度可調(diào)的床板對背部的支撐作用產(chǎn)生不同的減重效果，另一方面，它 利用先進的計算機控制和傳感器技術反映人體的重心和姿勢變化。它可以進行減重訓練， 開展早期康復，而又避免了懸吊減重的缺點，還具有智能化平衡系統(tǒng)的技術。


圖1是本發(fā)明減重式靜態(tài)平衡訓練測試裝置的結構示意圖。
具體實施方式
參見圖1，本發(fā)明減重式靜態(tài)平衡訓練測試裝置1，包括床座11、床架12和床板 13，床架12安裝在床座11上并與床座11通過轉(zhuǎn)軸6可轉(zhuǎn)動相連，并通過兩頂桿9 (分別設 置在兩側(cè))支撐在床座11上方。床板13固定在床架12上，在床架12的前端連接有左、右 腳踏板組件14，在床架12與床座11之間設有床板角度調(diào)節(jié)機構15，該床板角度調(diào)節(jié)機構 包含一臺直線步進電機。在訓練床的床座11上安裝有多個萬向調(diào)節(jié)腳輪111，并相應設有 多個用于調(diào)節(jié)腳輪上下伸縮的調(diào)節(jié)機構112。在床架12上還安裝有床板角度顯示器8，床 板角度顯示器8隨床架12 —起移動用于顯示床架12及床板13傾斜的角度。
本發(fā)明中的左、右腳踏板組件14結構對稱相同，各包括腳踏板支架141、腳前端緩 沖器142、腳后跟導向軸143和腳踏板144。腳踏板支架141與床架12固定相連；腳前端 緩沖器142和腳后跟導向軸143分別連接在腳踏板144與腳踏板支架141之間。在腳踏板 144周圍設有足底壓力傳感裝置(未圖示出來)，該足底壓力傳感裝置由貼有四根應變片的 懸臂梁組成，貼有四根應變片的懸臂梁插裝在由腳踏板、腳踏板支架、腳前端緩沖器和腳后 跟導向軸組成的腳底受力部件內(nèi)，并分別與控制箱2內(nèi)的傳感器接口電路電信號相連。
在訓練床的床座11上安裝有控制箱2，控制箱2內(nèi)設有傳感器接口電路、電機驅(qū)動 模塊和電源模塊(未圖示出來)，電源模塊分別為傳感器接口電路和電機驅(qū)動模塊提供電 源；電機驅(qū)動模塊分別與床板角度調(diào)節(jié)機構、左下肢支架移動機構和右下肢支架移動機構 中的直線步進電機電信號相連。
本發(fā)明配合主控計算機和兩個顯示屏(主顯示屏和患者用顯示屏)使用，通過主 控計算機實現(xiàn)中心控制，由兩個顯示屏進行顯示。其中主顯示屏放置在操作臺上，供醫(yī)護人 員使用。主顯示屏能顯示包含病人信息、測試報告、功能訓練、游戲訓練、生成報告、系統(tǒng)設 置等所有內(nèi)容，同時能控制患者用顯示屏的內(nèi)容?；颊哂蔑@示屏位于患者訓練時的前方，便 于患者觀察訓練過程中力量大小的變化，實時主動調(diào)節(jié)平衡，患者用顯示屏能顯示訓練過 程、游戲的參與過程以及訓練的結果等內(nèi)容，供患者掌握。
本發(fā)明中數(shù)據(jù)的采集和處理，由壓力傳感器組采集足底壓力數(shù)據(jù)，傳輸?shù)娇刂葡?內(nèi)的傳感器接口電路，由多路傳感變送集成卡(經(jīng)過信號放大、濾波、采樣保持)進入數(shù)據(jù)采集卡，然后輸出到主控計算機對信號進行處理，使左右足部用力大小以直觀的柱狀圖，數(shù) 字大小的形式顯示出來，從而使病人可以了解到自己的實際情況，適當調(diào)節(jié)姿勢和力度。當 然病人也可以直觀的了解到通過一段時間的訓練，自己取得了多大的進步，有利于幫助病 人建立康復的信心，激發(fā)他們的訓練欲望。同時能通過采集的各種信號，進行額狀面擺動頻 率、平均重心、額狀面最大擺幅、額狀面平均擺幅、重心移動軌跡總長度、重心移動軌跡總面 積和額狀面?zhèn)确綌[速等參數(shù)的計算及顯示。
本發(fā)明中的主控計算機內(nèi)設有運動控制模塊，主控計算機通過運動控制模塊驅(qū)動 床板角度調(diào)節(jié)機構中的直線步進電機。通過同步控制步進電機使其正、反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)床板的 轉(zhuǎn)動，以此來達到床板0 90度任意傾斜的效果。這樣患者就可以實現(xiàn)平躺、斜躺甚至站 立進行訓練，實現(xiàn)了各種角度減負狀態(tài)下的評估與訓練。床板角度調(diào)節(jié)機構中的直線步進 電機控制床板運動，實現(xiàn)身體的傾斜程度。
所述的主控計算機內(nèi)設有靜態(tài)平衡評定訓練系統(tǒng)軟件，該減重式靜態(tài)平衡訓練測 試裝置使用包括以下步驟
a、讓患者傾斜躺在訓練床上，并讓其左右腳分別踩在左右腳踏板上，使左右腳踏 板處于同一水平面上；
b、根據(jù)患者的實際情況確定所需的減重重量，并通過調(diào)節(jié)訓練床的傾斜角度以實 現(xiàn)該減重重量；
C、患者根據(jù)患者顯示屏的左右下肢用力大小以直觀的柱狀圖以及用力大小，使病 人可以了解到自己的實際情況，適當調(diào)節(jié)姿勢和力度，維持站立平衡。進行靜態(tài)平衡測試評 估以及訓練；
d、對病人做靜態(tài)平衡測試，以得到靜態(tài)姿勢圖各項參數(shù)的測試評估結果，所述靜 態(tài)姿勢圖參數(shù)包括額狀面擺動頻率、平均重心、額狀面最大擺幅、額狀面平均擺幅、重心移 動軌跡總長度、重心移動軌跡總面積和額狀面?zhèn)确綌[速。
e、對病人做靜態(tài)平衡訓練。
權利要求
1.一種減重式靜態(tài)平衡訓練測試裝置，其特征在于包括床座、床架和床板，床架安裝 在床座上并與床座可轉(zhuǎn)動相連，床板固定在床架上，在床架的前端連接有左、右腳踏板組 件，在床架與床座之間設有床板角度調(diào)節(jié)機構，該床板角度調(diào)節(jié)機構包含兩臺直線步進電 機和兩付頂桿；在床座上安裝有控制箱，該控制箱內(nèi)設有傳感器接口電路、電機驅(qū)動模塊和 電源模塊，電源模塊分別為傳感器接口電路和電機驅(qū)動模塊提供電源；電機驅(qū)動模塊與床 板角度調(diào)節(jié)機構中的直線步進電機電信號相連。
2.如權利要求1所述的減重式靜態(tài)平衡訓練測試裝置，其特征在于所述的左、右腳 踏板組件結構對稱相同，各包括腳踏板支架、腳前端緩沖器、腳后跟導向軸和腳踏板；腳踏 板支架與床架固定相連；腳前端緩沖器和腳后跟導向軸分別連接在腳踏板與腳踏板支架之 間；在腳踏板周圍設有足底壓力傳感裝置，足底壓力傳感裝置與控制箱內(nèi)的傳感器接口電 路電信號相連。
3.如權利要求2所述的減重式靜態(tài)平衡訓練測試裝置，其特征在于所述的足底壓力 傳感裝置由貼有四根應變片的懸臂梁組成，貼有四根應變片的懸臂梁插裝在由腳踏板、腳 踏板支架、腳前端緩沖器和腳后跟導向軸組成的腳底受力部件內(nèi)。
4.如權利要求1所述的減重式靜態(tài)平衡訓練測試裝置，其特征在于所述的訓練床的 床座上安裝有多個萬向調(diào)節(jié)腳輪，并相應設有多個用于調(diào)節(jié)腳輪上下伸縮的調(diào)節(jié)機構。
5.如權利要求1所述的減重式靜態(tài)平衡訓練測試裝置，其特征在于還包括床板角度 顯示器，該床板角度顯示器安裝在床架上隨床架一起移動。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種減重式靜態(tài)平衡訓練測試裝置，它包括床座、床架和床板，床架安裝在床座上并與床座可轉(zhuǎn)動相連，床板固定在床架上，在床架的前端連接有左、右腳踏板組件，左右腳踏板組件上分別設有足底壓力傳感裝置，在床架與床座之間設有床板角度調(diào)節(jié)機構，在床座上安裝有控制箱。通過本發(fā)明的裝置可獲取病人背部支撐減重(或不減重)形式下的維持站立平衡過程中雙下肢用力的數(shù)據(jù)，用于評估靜態(tài)姿勢下的多種參數(shù)。本發(fā)明能在任意傾斜角度背部支撐減重狀態(tài)下進行靜態(tài)平衡功能的測試和訓練。
文檔編號A61B5/11GK102028606SQ20091019680
公開日2011年4月27日 申請日期2009年9月29日 優(yōu)先權日2009年9月29日
發(fā)明者劉穎, 吳毅, 安美君, 張峰, 徐秀林, 李放, 胡永善, 胡秀枋, 賈杰, 鄒任玲 申請人:上海理工大學, 復旦大學附屬華山醫(yī)院