本發(fā)明涉及醫(yī)療領域，具體是用于病人肢體康復的一種基于軟體復合材料的智能浮腫肢體康復裝置。

背景技術：

肢體淋巴水腫是指由于肢體淋巴系統(tǒng)損傷后出現(xiàn)的慢性、進行性的腫脹。它區(qū)別于低蛋白水腫，肢體的淋巴水腫主要是由于腋窩淋巴結、盆腔淋巴結的清除，或針對腋窩、盆腔、腹股溝淋巴結的放射治療，或肢體腫瘤壓迫淋巴回流產生的繼發(fā)性淋巴回流障礙引起的，肢體淋巴水腫嚴重影響病人的日常生活能力、加重病人的心理負擔，還可能引發(fā)各類并發(fā)疾病，嚴重的需要截肢，因此，面向肢體浮腫的消除是腫瘤康復醫(yī)療領域的重要課題。

傳統(tǒng)治療方式主要還是依靠醫(yī)生對患者患肢進行人工方式的早期康復訓練和一些物理上的治療。它的主要實現(xiàn)方式是按照醫(yī)生自主的方式對患者患肢進行被動式康復訓練，通過對患者患肢反復引導和治療，以達到消除患者肢體浮腫的目的，傳統(tǒng)的臨床運動康復治療具有康復效率低下，醫(yī)師勞動強度大，患者參與意識低，訓練效果及評價結果容易受到醫(yī)師主觀意識影響等局限，醫(yī)生對患者患肢的康復訓練是一對一進行，并且由于是人工方式的康復訓練，不能夠保證患肢的康復強度達到個體化要求，而且最后治療效果主要是由醫(yī)生的實際經驗和醫(yī)學水平來決定；此外，由于是人工方式的康復訓練，因此不能夠得到精確地康復控制數(shù)據(jù)，比如患肢運動過程患者身體狀況，心率、血氧、浮腫消除情況、局部血液流速、體溫等數(shù)據(jù)，由于沒有具體數(shù)據(jù)，對康復評價指標也不能夠進行客觀評價，因此它對患肢的治療不能進一步的深入研究，實現(xiàn)個體化康復目標；最后，這種方式不能夠提供患者實時的康復訓練結果，其本身訓練方式也不具有吸引力，因此不能很好的調動患者自己積極投入康復治療中去。

技術實現(xiàn)要素：

為解決背景技術中存在的問題，本發(fā)明提出了一種治療效果好，降低醫(yī)生工作強度，增強患者參與意識，且能實時檢測各種身體狀況數(shù)據(jù)的基于軟體復合材料的智能浮腫肢體康復裝置。

本發(fā)明所采用的技術方案是：一種基于軟體復合材料的智能浮腫肢體康復裝置，包括肢體檢測機構、螺旋執(zhí)行機構、控制系統(tǒng)，執(zhí)行系統(tǒng)，所述的肢體檢測機構包括皮膚感知層及其內部嵌入的傳感器，并與控制系統(tǒng)相連接，所述的螺旋執(zhí)行機構設置在肢體檢測機構外，與執(zhí)行系統(tǒng)連接。

進一步的，所述的皮膚感知層內部嵌入有電容式壓力及彎曲傳感器、加速度傳感器、位移傳感器、心率檢測裝置、血氧濃度檢測裝置、靜脈血流速檢測裝置。

進一步的，所述的螺旋執(zhí)行機構纏繞在肢體檢測機構外部并固定。

進一步的，所述的螺旋執(zhí)行機構包括纖維肌肉條。

進一步的，所述的執(zhí)行系統(tǒng)為氣壓控制裝置。

進一步的，所述的執(zhí)行系統(tǒng)為液壓控制裝置。

進一步的，所述的執(zhí)行系統(tǒng)包括底板、設置在底板底部的滾輪、安裝在底板上方的機箱殼體、設置在機箱殼體上通過旋轉搖臂連接的觸摸屏顯示器，其中，機箱殼體內部設置有氣泵、電源、控制電路板，所述的執(zhí)行系統(tǒng)4中的纖維肌肉條經通氣管連接機箱殼體上的氣路端口，每個氣路端口上均設置有開關閥，各個氣路統(tǒng)一設置有一個氣壓比例閥，氣路端口通過通氣管與被控制電路控制的氣泵連接。

有益效果是：通過采用本發(fā)明的技術方案，能輔助或替代醫(yī)師完成患肢康復訓練，將為肢體浮腫康復開辟了新的技術途徑，彌補了臨床運動治療的上述諸多不足，打破了醫(yī)患之間一對一的局限，不僅將醫(yī)師從繁重反復的訓練任務中解脫出來使其更加專注于治療方案的改進，而且使得集中康復醫(yī)療和遠程康復醫(yī)療成為可能。另外，康復機器人通過智能人機接口，可對處于不同康復期的患者提供不同強度，不同模式的訓練，激勵患者的主動運動意識，增強患者的康復信心。利用康復機器人提供的各類傳感器測量人體運動學生理學數(shù)據(jù)，為醫(yī)師改進和優(yōu)化個體化康復方案提供了客觀依據(jù)，因而，浮腫消除康復機器人系統(tǒng)的研究和發(fā)展將促進醫(yī)學、工學的資源互補，對學科的交叉發(fā)展和社會康復事業(yè)的進步具有重大現(xiàn)實意義。

附圖說明

圖1為本發(fā)明結構示意圖。

圖2為本發(fā)明外部結構示意圖。

圖3為本發(fā)明纖維肌肉條外部結構圖。

圖4為本發(fā)明執(zhí)行系統(tǒng)示意圖。

圖5為本發(fā)明執(zhí)行系統(tǒng)正面分解圖。

圖6為本發(fā)明執(zhí)行系統(tǒng)側面分解圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明做一步說明。

如圖1、圖2、圖3所示的一種基于軟體復合材料的智能浮腫肢體康復裝置，包括肢體檢測機構2、螺旋執(zhí)行機構1、控制系統(tǒng)3，執(zhí)行系統(tǒng)44，所述的肢體檢測機構2包括皮膚感知層及其內部嵌入的傳感器，并與控制系統(tǒng)3相連接，所述的螺旋執(zhí)行機構1設置在肢體檢測機構2外，與執(zhí)行系統(tǒng)4連接，其具備的功能為從肢體遠端到近端連續(xù)的螺旋式氣動纖維肌肉條收縮方式；具有自動反饋安全模式及記憶模式，能夠獲取病人的心率、血氧飽和度、靜脈血流速、體溫、壓力等，根據(jù)實時監(jiān)測指標的變化，自動反饋氣動肌肉的收縮強度、頻率，調整康復訓練模式。

肢體浮腫康復過程中，需要對康復訓練主體在康復治療前、中、后的肢體浮腫生物學參數(shù)進行采集，包括：血氧監(jiān)測、體溫監(jiān)測、浮腫肢體直徑監(jiān)測和靜脈血流速監(jiān)測；通過核磁共振技術檢測浮腫肢體的水、脂肪、肌肉的含量變化；采集病人患側肢體血液中的血管生長因子(vegf)、纖維蛋白(fap)、tgf-β、mmp9等與肢體浮腫和脈管生成相關的蛋白分子進行檢測，以期用生物標志物檢測肢體浮腫的轉歸，并進行康復機理探討。

作為本發(fā)明的一個實施例，所述的皮膚感知層內部嵌入有電容式壓力及彎曲傳感器、加速度傳感器、位移傳感器，均為基于碳系導電復合物的柔性敏感材料，電容式壓力及彎曲傳感器測量上肢彎曲角度以及旋轉，使機器人在康復訓練過程中能夠準確感知浮腫手臂的壓力、和位移包括手臂粗細等信息；加速度傳感器用于判斷上肢位置和姿態(tài),從而確定上肢扭轉狀態(tài)，結合算法，控制氣壓/液壓輸出，從而控制擠壓按摩程度。通過對添加不同填充材料對復合材料各自具有的不同敏感特性,構建了求解壓力、和位移的數(shù)學模型，解決壓力、溫度和位移參數(shù)同時檢測時存在的交叉干擾問題,實現(xiàn)傳感器的復合式功能。

皮膚感知層內部還包括心率檢測裝置、血氧濃度檢測裝置、靜脈血流速檢測裝置；其中心里檢測裝置采用動態(tài)瞬時心率抗干擾檢測技術，康復過程中需要實時進行心率的監(jiān)測，目前的心率測量方法基本上要求測試人員處于靜止不動的狀態(tài)下進行測量，對于運動等外部干擾非常敏感，嚴重影響測量的準確度，通過開展動態(tài)瞬時心率的抗干擾檢測技術研究，可實現(xiàn)康復訓練過程對心率的有效監(jiān)測。

血氧濃度檢測裝置采用無創(chuàng)抗干擾血氧飽和度提取技術血氧飽和度反映血液中氧氣的濃度，成為判斷人體供氧狀況的一個重要指標。最初依靠電化學分析的有創(chuàng)方式測量血氧飽和度，但對人體易產生傷害，且受限只能在醫(yī)院中進行，操作復雜、費用較高，無法對病人實現(xiàn)連續(xù)的動態(tài)監(jiān)測，傳統(tǒng)光學檢測提取血氧飽和度方法，抗干擾能力又較差，需要開展既可實現(xiàn)無創(chuàng)測量，又具有良好的抗干擾測量精度的血氧飽和度提取技術。

靜脈血流速檢測裝置采用靜脈血流速檢測技術血液的動力學參數(shù)與血管的生理功能具有直接的聯(lián)系,血液流速和血流量的無創(chuàng)可視化實時監(jiān)測可有效了解患者康復過程中的血行狀態(tài)，為康復訓練的效果評估具有重要作用。開展基于fpga的高頻脈沖多普勒超聲血液流速測量系統(tǒng)可以完成對血管內不同深度的血流進行實時檢測,可為康復訓練裝置評估，提供有效依據(jù)。

作為本發(fā)明的一個實施例，所述的螺旋執(zhí)行機構1纏繞在肢體檢測機構2外部并固定，當肌肉條膨脹以后，會向肢體上方螺旋收縮，同時擠壓按摩上肢，達到促進血液循環(huán)的功效，整個套袖采用軟體彈性材料做成，易穿戴，重量輕。

作為本發(fā)明的一個實施例，所述的螺旋執(zhí)行機構1包括纖維肌肉條，所述纖維肌肉條采用不同角度混合纏繞，纖維材料因布局不同效果的驅動，包括彎曲、扭轉、伸縮等。增大或縮小力輸出，可直接由氣壓或液壓控制。

當患者佩戴時，傳感器檢測到的數(shù)據(jù)傳輸給控制系統(tǒng)3，控制系統(tǒng)3根據(jù)檢測到的數(shù)據(jù)通過執(zhí)行系統(tǒng)4控制螺旋執(zhí)行機構1進行膨脹或收縮，從而根據(jù)不同病患需求，調節(jié)擠壓按摩的力度，以及螺旋收縮的位移，系統(tǒng)分為兩種控制模式：(1)被動擠壓按摩,(2)根據(jù)病人手部旋轉，輔助輸出旋轉力矩，提供智能適應性輔助運動功能；纖維肌肉條纏繞匝數(shù)可根據(jù)用戶需求進行調整，如果需要的擠壓力大，增加纏繞匝數(shù)；擠壓力小，減少纏繞匝數(shù)。

所述的執(zhí)行系統(tǒng)4可設置為氣壓控制裝置或液壓控制裝置，氣壓控制裝置的優(yōu)勢在于穿戴輕巧，液壓控制系統(tǒng)3的優(yōu)勢在于響應速度快。

如圖4、圖5、圖6所示，所述的執(zhí)行系統(tǒng)4包括底板9、設置在底板9底部的滾輪10、安裝在底板上方的機箱殼體6、設置在機箱殼體6上通過旋轉搖臂連接的觸摸屏顯示器5，其中，機箱殼體6內部設置有氣泵13、電源8、控制電路板12，所述的執(zhí)行系統(tǒng)4中的纖維肌肉條經通氣管連接機箱殼體6的氣路端口，每個氣路端口上均設置有開關閥7，各個氣路統(tǒng)一設置有一個氣壓比例閥11，氣路端口通過通氣管與被控制電路12控制的氣泵13連接。

盡管上面已經示出和描述了本發(fā)明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發(fā)明的限制，本領域的普通技術人員在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下在本發(fā)明的范圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。