專利名稱：視覺反饋式動態(tài)平衡評定訓(xùn)練系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種康復(fù)醫(yī)療器械，尤其涉及一種視覺反饋式動態(tài)平衡評定訓(xùn)練系 統(tǒng)。
背景技術(shù)：
據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國腦血管病、帕金森病、顱腦外傷、脊髓損傷年發(fā)病率逐年增加。這些疾 病和損傷會造成平衡功能障礙乃至殘疾。而平衡功能障礙是主要致殘因素。多個(gè)循證醫(yī)學(xué) 證據(jù)表明，包括平衡功能及下肢功能在內(nèi)的訓(xùn)練是改善功能的重要方式。平衡功能患者的康復(fù)過程多數(shù)都要經(jīng)過從被動運(yùn)動訓(xùn)練到主動運(yùn)動訓(xùn)練，可進(jìn)行 被動態(tài)下肢平衡功能測試訓(xùn)練的疾病和損傷有卒中、腦外傷、帕金森病、脊髓損傷等；用于 有昏迷、植物狀態(tài)和微弱意識狀態(tài)的意識障礙的患者，也可用于早期的全髖、全膝置換術(shù) 后、下肢骨折AO或BO術(shù)后需維持下肢被動活動，同時(shí)又需要一些直立體位訓(xùn)練的的骨科疾 病；可用于需維持下肢活動，同時(shí)又需要直立或半直立體位訓(xùn)練的心臟疾病的早期康復(fù)，如 心肌梗死、冠脈搭橋術(shù)后等患者；而進(jìn)行相應(yīng)被動態(tài)下肢平衡功能測試訓(xùn)練是初步康復(fù)的 必要措施。雙腿同步屈伸與交替屈伸是人體下肢運(yùn)動重要方式之一，被動的同步屈伸類似被 動的下蹲站起，被動的交替屈伸類似被動的踏步動作。被動的雙腿屈伸與交替屈伸動作以 往都采用訓(xùn)練師進(jìn)行手動操作，不但費(fèi)時(shí)，費(fèi)力，治療成本高。而目前市場上下肢康復(fù)減重 訓(xùn)練方式采用懸吊設(shè)備進(jìn)行，懸吊設(shè)備使用懸吊帶向上牽引患者體重，需束縛患者軀干部， 易帶來患者不適，操作較繁瑣。此外，目前的被動訓(xùn)練的產(chǎn)品還存在缺乏個(gè)性化訓(xùn)練的特點(diǎn)，對于有身材高矮不 一的患者采用統(tǒng)一下肢訓(xùn)練產(chǎn)品，造成部分患者訓(xùn)練過程達(dá)不到效果，或訓(xùn)練強(qiáng)度過大，對 患者造成了一定的損傷。大多數(shù)平衡訓(xùn)練床未集成下肢患側(cè)臥位訓(xùn)練，影響患側(cè)的訓(xùn)練強(qiáng)度循序漸進(jìn)康復(fù) 過程，導(dǎo)致康復(fù)效果不理想。此外，以往的功能訓(xùn)練產(chǎn)品往往缺乏游戲化訓(xùn)練軟件和視覺反饋系統(tǒng)，這樣患者 和儀器就不能進(jìn)行互動，而患者也不能判斷通過一段時(shí)間的康復(fù)訓(xùn)練，自己恢復(fù)的情況如 何，使得訓(xùn)練激發(fā)不起病人的興趣，使病人對訓(xùn)練顯得沒有多少信心。這種長期而乏味的訓(xùn) 練，會影響患者的康復(fù)進(jìn)程，導(dǎo)致康復(fù)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，提供一種視覺反饋式動態(tài)平衡評定訓(xùn)練 系統(tǒng)。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案一種視覺反饋式動態(tài)平衡評定 訓(xùn)練系統(tǒng)，其包括訓(xùn)練床、控制箱、主控計(jì)算機(jī)、患者用顯示裝置和主顯示屏。訓(xùn)練床包括床座、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下肢支架和右下肢支架，在左下肢支架和右下肢支架與 床架之間分別連接有左下肢支架移動機(jī)構(gòu)和右下肢支架移動機(jī)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)被動態(tài)的同步屈 伸與交替屈伸。在床架與床座之間設(shè)有床板角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)各種角度的背部減重功能。床架的兩側(cè)與底座之間分別設(shè)有床架左側(cè)上下移動機(jī)構(gòu)和床架右側(cè)上下移動機(jī) 構(gòu)，該機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)床的側(cè)翻，實(shí)現(xiàn)患側(cè)臥位訓(xùn)練，加強(qiáng)患側(cè)的神經(jīng)刺激。所述的訓(xùn)練床的床座上安裝有多個(gè)萬向調(diào)節(jié)腳輪，并相應(yīng)設(shè)有多個(gè)用于調(diào)節(jié)腳輪 上下伸縮的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。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。所述的左下肢支架和右下肢支架結(jié)構(gòu)對稱相同，各包括腳踏板支架、下肢伸縮機(jī) 構(gòu)、腳前端緩沖器、腳后跟導(dǎo)向軸和腳踏板；腳踏板支架與相應(yīng)的下肢支架移動機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動相 連；腳前端緩沖器和腳后跟導(dǎo)向軸分別連接在腳踏板與腳踏板支架之間；下肢伸縮機(jī)構(gòu)的 一端與腳踏板支架可轉(zhuǎn)動相連，另一端與床架可轉(zhuǎn)動相連；在腳踏板周圍設(shè)有足底壓力傳 感器，足底壓力傳感器與控制箱內(nèi)的傳感器接口電路電信號相連；在下肢伸縮機(jī)構(gòu)上設(shè)有 角度傳感器，角度傳感器與控制箱內(nèi)的傳感器接口電路電信號相連；所述的左下肢支架移 動機(jī)構(gòu)和右下肢支架移動機(jī)構(gòu)分別與相應(yīng)的腳踏板支架傳動相連。所述的下肢伸縮機(jī)構(gòu)包括大腿伸縮桿、小腿伸縮桿、大腿支架和小腿支架，大腿伸 縮桿的一端與床架可轉(zhuǎn)動相連，另一端與小腿伸縮桿可轉(zhuǎn)動相連，小腿伸縮桿的另一端與 腳踏板支架可轉(zhuǎn)動相連，大腿支架安裝在大腿伸縮桿上，小腿支架安裝在小腿伸縮桿上，在 大腿伸縮桿、小腿伸縮桿、大腿支架和小腿支架上分別設(shè)有調(diào)節(jié)鎖緊手柄。這種髖關(guān)節(jié)固 定，大腿支架長度可調(diào)，相應(yīng)的膝關(guān)節(jié)位置可調(diào)，小腿支架長度可調(diào)，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化下肢訓(xùn)練。所述的足底壓力傳感器由貼有四根應(yīng)變片的懸臂梁組成，貼有四根應(yīng)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(dǎo)向軸組成的腳底受力部件內(nèi)，足 底壓力傳感裝置的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)是動態(tài)姿勢圖以及重心評估的基礎(chǔ)。上述左下肢支架移動機(jī)構(gòu)、右下肢支架移動機(jī)構(gòu)、床板左側(cè)上下移動機(jī)構(gòu)和床板 右側(cè)上下移動機(jī)構(gòu)都包含一臺直線步進(jìn)電機(jī)。在床座上安裝有控制箱，控制箱內(nèi)設(shè)有傳感器接口電路、電機(jī)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(jī)驅(qū)動模塊提供電源；電機(jī)驅(qū)動模塊分別與床板 角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、左下肢支架移動機(jī)構(gòu)和右下肢支架移動機(jī)構(gòu)中的直線步進(jìn)電機(jī)電信號相 連。主控計(jì)算機(jī)設(shè)置在操作臺上，主控計(jì)算機(jī)內(nèi)設(shè)有數(shù)據(jù)采集模塊和運(yùn)動控制模塊， 數(shù)據(jù)采集模塊與控制箱中的傳感器接口電路電信號相連，運(yùn)動控制模塊與控制箱中的電機(jī) 驅(qū)動模塊電信號相連。患者用顯示裝置活動設(shè)置在訓(xùn)練床的旁邊并與主控計(jì)算機(jī)電信號相連。主顯示屏設(shè)置在操作臺上并與主控計(jì)算機(jī)電信號相連。本發(fā)明的視覺反饋式動態(tài)平衡評定訓(xùn)練系統(tǒng)用于進(jìn)行被動態(tài)同步屈伸與交替屈 伸平衡功能的評定和訓(xùn)練。其一，該系統(tǒng)首次引入被動態(tài)姿勢圖，對被動雙側(cè)同步屈伸，被 動雙側(cè)交替屈伸等被動態(tài)的評估，根據(jù)評估結(jié)果，醫(yī)護(hù)人員對患者提出具體的訓(xùn)練要求。其 二，引入髖關(guān)節(jié)固定，大腿支架長度可調(diào)，相應(yīng)的膝關(guān)節(jié)位置可調(diào)，小腿支架長度可調(diào)，實(shí)現(xiàn)
5個(gè)性化下肢訓(xùn)練。其三，能實(shí)現(xiàn)患側(cè)臥位訓(xùn)練，加強(qiáng)患側(cè)的神經(jīng)刺激，有利于健側(cè)肢體的活 動，該過程由床板左側(cè)上下移動機(jī)構(gòu)和床板右側(cè)上下移動機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。其四，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，開展早期康復(fù)，而又避免了懸吊減重的缺 點(diǎn)，還具有智能化平衡系統(tǒng)的技術(shù)。它的功能主要包括1、功能評定任意背部支撐角度(0-90° )及獨(dú)立站立狀態(tài)下的被動態(tài)姿勢圖，運(yùn) 動方式為雙下肢同步屈伸和交替屈伸，所得評定參數(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[ 速等；2、功能訓(xùn)練任意背部支撐角度(0-90° )及獨(dú)立站立狀態(tài)下的動態(tài)平衡練習(xí)設(shè) 置和相應(yīng)的逐級難度遞進(jìn)的練習(xí)方案，有視覺和聲音反饋、虛擬環(huán)境訓(xùn)練方案及平衡游戲 訓(xùn)練方案；3、有用于意識障礙或嚴(yán)重運(yùn)動功能障礙的重復(fù)被動減重踏步訓(xùn)練方式，由器械形 成本體感覺刺激，促進(jìn)意識狀態(tài)恢復(fù)，預(yù)防臥床引起的失用和失健。


圖1是本發(fā)明視覺反饋式動態(tài)平衡評定訓(xùn)練系統(tǒng)的正視結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明中的訓(xùn)練床的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式參見圖1、圖2，本發(fā)明視覺反饋式動態(tài)平衡評定訓(xùn)練系統(tǒng)，包括訓(xùn)練床1、控制箱 2、主控計(jì)算機(jī)3、患者用顯示裝置4和主顯示屏5?？刂葡?安裝在訓(xùn)練床的床座11上，主 控計(jì)算機(jī)3設(shè)置在操作臺(操作臺未圖示出來)上，患者用顯示裝置4活動設(shè)置在訓(xùn)練床 的旁邊并與主控計(jì)算機(jī)電信號相連，主顯示屏5設(shè)置在操作臺上并與主控計(jì)算機(jī)電信號相 連。本發(fā)明中的訓(xùn)練床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，床板13與床架12固定相連，在床架12的前端連接有左 下肢支架和右下肢支架14，在左下肢支架和右下肢支架14與床架12之間分別連接有左下 肢支架移動機(jī)構(gòu)和右下肢支架移動機(jī)構(gòu)15，在床架12與床座11之間設(shè)有床板角度調(diào)節(jié)機(jī) 構(gòu)16、床板左側(cè)上下移動機(jī)構(gòu)和床板右側(cè)上下移動機(jī)構(gòu)17，上述各機(jī)構(gòu)都包含一臺直線步 進(jìn)電機(jī)。在訓(xùn)練床的床座11上安裝有多個(gè)萬向調(diào)節(jié)腳輪111，并相應(yīng)設(shè)有多個(gè)用于調(diào)節(jié)腳 輪上下伸縮的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)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。配合參見圖2，本發(fā)明中的左下肢支架和右下肢支架結(jié)構(gòu)14對稱相同，各包括腳 踏板支架141、下肢伸縮機(jī)構(gòu)142、腳前端緩沖器143、腳后跟導(dǎo)向軸144和腳踏板145。腳 踏板支架141與相應(yīng)的下肢支架移動機(jī)構(gòu)15傳動相連；腳前端緩沖器143和腳后跟導(dǎo)向軸 144分別連接在腳踏板145與腳踏板支架141之間。下肢伸縮機(jī)構(gòu)142的一端與腳踏板支 架141可轉(zhuǎn)動相連，另一端與床架12可轉(zhuǎn)動相連。在腳踏板145周圍設(shè)有足底壓力傳感器 (未圖示出來)，該足底壓力傳感器由貼有四根應(yīng)變片的懸臂梁組成，貼有四根應(yīng)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(dǎo)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。在下肢伸縮機(jī)構(gòu)143上設(shè)有角度傳感 器(未圖示出來)，角度傳感器與控制箱內(nèi)的傳感器接口電路電信號相連。左下肢支架移動 機(jī)構(gòu)和右下肢支架移動機(jī)構(gòu)15分別與相應(yīng)的腳踏板支架141傳動相連。配合參見圖2，本發(fā)明中的下肢伸縮機(jī)構(gòu)142包括大腿伸縮桿1421、小腿伸縮桿 1422、大腿支架1423和小腿支架1424，大腿伸縮桿1421的一端與床架12可轉(zhuǎn)動相連，另一 端與小腿伸縮桿1422可轉(zhuǎn)動相連，小腿伸縮桿1422的另一端與腳踏板支架141可轉(zhuǎn)動相 連，大腿支架1423安裝在大腿伸縮桿1421上，小腿支架1424安裝在小腿伸縮桿1422上， 在大腿伸縮桿、小腿伸縮桿、大腿支架和小腿支架上分別設(shè)有調(diào)節(jié)鎖緊手柄1425?？刂葡?安裝在訓(xùn)練床的床座11上，控制箱內(nèi)設(shè)有傳感器接口電路、電機(jī)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(jī)驅(qū)動模塊提供電源； 電機(jī)驅(qū)動模塊分別與床板角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、左下肢支架移動機(jī)構(gòu)和右下肢支架移動機(jī)構(gòu)中的 直線步進(jìn)電機(jī)電信號相連。主控計(jì)算機(jī)3設(shè)置在操作臺(操作臺未圖示出來)上，主控計(jì)算機(jī)內(nèi)設(shè)有數(shù)據(jù)采 集模塊和運(yùn)動控制模塊(未圖示出來)，數(shù)據(jù)采集模塊與控制箱中的傳感器接口電路電信 號相連，運(yùn)動控制模塊與控制箱中的電機(jī)驅(qū)動模塊電信號相連。患者用顯示裝置4活動設(shè)置在訓(xùn)練床1的旁邊并與主控計(jì)算機(jī)3電信號相連，該 患者用顯示裝置4包括移動小車41、安裝在移動小車上的支架42和安裝在支架上的顯示屏 43，顯示屏與支架活動連接，顯示屏的高度和角度可以調(diào)節(jié)。主顯示屏5設(shè)置在操作臺上并與主控計(jì)算機(jī)3電信號相連。本發(fā)明采用主控計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)中心控制，由兩個(gè)顯示屏進(jìn)行顯示。其中主顯示屏放 置在操作臺上，供醫(yī)護(hù)人員使用。主顯示屏能顯示包含病人信息、測試報(bào)告、功能訓(xùn)練、游戲 訓(xùn)練、生成報(bào)告、系統(tǒng)設(shè)置等所有內(nèi)容，同時(shí)能控制患者用顯示屏的內(nèi)容?；颊哂蔑@示屏位 于患者訓(xùn)練時(shí)的前方，便于患者觀察訓(xùn)練過程中力量大小的變化，實(shí)時(shí)主動調(diào)節(jié)平衡，患者 用顯示屏能顯示訓(xùn)練過程、游戲的參與過程以及訓(xùn)練的結(jié)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(jìn)入數(shù)據(jù) 采集卡，然后輸出到主控計(jì)算機(jī)對信號進(jìn)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(shí)際情況，適當(dāng)調(diào)節(jié)姿勢和力度。當(dāng) 然病人也可以直觀的了解到通過一段時(shí)間的訓(xùn)練，自己取得了多大的進(jìn)步，有利于幫助病 人建立康復(fù)的信心，激發(fā)他們的訓(xùn)練欲望。同時(shí)能通過采集的各種信號，進(jìn)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(jì)算及顯示。本發(fā)明中的主控計(jì)算機(jī)內(nèi)設(shè)有運(yùn)動控制模塊，主控計(jì)算機(jī)通過運(yùn)動控制模塊驅(qū)動 各運(yùn)動機(jī)構(gòu)，即床板角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、左下肢支架移動機(jī)構(gòu)和右下肢支架移動機(jī)構(gòu)、床板左側(cè) 上下移動機(jī)構(gòu)和床板右側(cè)上下移動機(jī)構(gòu)中的直線步進(jìn)電機(jī)。通過同步控制步進(jìn)電機(jī)使其 正、反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)床板的轉(zhuǎn)動，以此來達(dá)到床板0 90度任意傾斜的效果。這樣患者就可以實(shí) 現(xiàn)平躺、斜躺甚至站立進(jìn)行訓(xùn)練，實(shí)現(xiàn)了各種角度減重狀態(tài)下的評估與訓(xùn)練，床板角度調(diào)節(jié) 機(jī)構(gòu)中的直線步進(jìn)電機(jī)控制床板運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)身體的傾斜；左下肢支架移動機(jī)構(gòu)和右下肢支架移動機(jī)構(gòu)中的直線步進(jìn)電機(jī)分別推動左右腳踏板支架的運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)下肢被動雙側(cè)同步屈 伸和被動雙側(cè)交替屈伸或左右單腿屈伸；床板左側(cè)上下移動機(jī)構(gòu)和床板右側(cè)上下移動機(jī)構(gòu) 中的直線步進(jìn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)床的左右側(cè)翻，協(xié)助患著側(cè)臥位訓(xùn)練；下肢伸縮機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)髖關(guān)節(jié)固 定，大腿支架長度可調(diào)，相應(yīng)的膝關(guān)節(jié)位置可調(diào)，小腿支架長度可調(diào)；各電機(jī)運(yùn)行速度、正反 轉(zhuǎn)運(yùn)動等由主控計(jì)算機(jī)統(tǒng)一控制，實(shí)現(xiàn)視覺反饋式動態(tài)平衡評定訓(xùn)練系統(tǒng)的訓(xùn)練與評估。視覺反饋式動態(tài)平衡評定訓(xùn)練系統(tǒng)的使用包括以下步驟1、患者傾斜躺在床上緊靠背板，并讓其左右腳分別踩在左右腳踏板上。2、根據(jù)患者的實(shí)際情況由醫(yī)生調(diào)節(jié)床的傾斜角度，來實(shí)現(xiàn)不同程度的減重，床板 角度顯示器上顯示出床的傾斜角度，角度越小，減重程度越大。3、根據(jù)患側(cè)的實(shí)際情況由醫(yī)生調(diào)節(jié)床的左右側(cè)高度，控制床的側(cè)翻角度。4、調(diào)節(jié)下肢伸縮機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)髖關(guān)節(jié)固定，大腿支架長度可調(diào)，相應(yīng)的膝關(guān)節(jié)位置可 調(diào)，小腿支架長度可調(diào)。5、被動態(tài)下肢平衡功能的運(yùn)動實(shí)現(xiàn)過程由主控計(jì)算機(jī)設(shè)置任意速度，發(fā)出相應(yīng) 命令，驅(qū)動控制箱中的驅(qū)動器，調(diào)節(jié)驅(qū)動腳踏板電動機(jī)的運(yùn)動速度及方向，能實(shí)現(xiàn)不同級別 速度下雙腿同步屈伸與交替屈伸。6、根據(jù)病人的實(shí)際情況及上次的評估結(jié)果，選擇被動訓(xùn)練時(shí)間；7、根據(jù)病人的實(shí)際情況及上次的評估結(jié)果，選擇測試速度，選擇測試速度；8、計(jì)算機(jī)進(jìn)入功能評定系統(tǒng)，根據(jù)患者的實(shí)際狀態(tài)，醫(yī)生進(jìn)行短周期被動態(tài)初始 測試設(shè)置。該裝置中被動運(yùn)動各參數(shù)評估實(shí)現(xiàn)方法如下a、被動態(tài)下肢平衡功能訓(xùn)練評估過程中，患者運(yùn)動過程中的重心變化的評估在 下面所述的七個(gè)參數(shù)的計(jì)算中都要用到。一般人體重心(center of gratitude,COG)在第 二骶骨前。該系統(tǒng)中的重心投影指的是人體重心分力在腳踏板上的投影，又由于人體處于 被動態(tài)平衡運(yùn)動過程中側(cè)向力很小，因此人體重心分力投影位置測試原理就可以簡化為
權(quán)利要求
1.一種視覺反饋式動態(tài)平衡評定訓(xùn)練系統(tǒng)，其特征在于包括訓(xùn)練床，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下肢支架和右下肢支架，在左下肢支架和右下肢支架與床 架之間分別連接有左下肢支架移動機(jī)構(gòu)和右下肢支架移動機(jī)構(gòu)，在床架與床座之間設(shè)有床 板角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，在床架的兩側(cè)與底座之間分別設(shè)有床架左側(cè)上下移動機(jī)構(gòu)和床架右側(cè)上 下移動機(jī)構(gòu)，上述各機(jī)構(gòu)都包含一臺直線步進(jìn)電機(jī)；控制箱，安裝在床座上，控制箱內(nèi)設(shè)有傳感器接口電路、電機(jī)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(jī)驅(qū)動模塊提供電源；電機(jī)驅(qū)動模塊分別與床板角度調(diào) 節(jié)機(jī)構(gòu)、左下肢支架移動機(jī)構(gòu)、右下肢支架移動機(jī)構(gòu)、床架左側(cè)上下移動機(jī)構(gòu)和床架右側(cè)上 下移動機(jī)構(gòu)中的直線步進(jìn)電機(jī)電信號相連；主控計(jì)算機(jī)，設(shè)置在操作臺上，主控計(jì)算機(jī)內(nèi)設(shè)有數(shù)據(jù)采集模塊和運(yùn)動控制模塊，數(shù)據(jù) 采集模塊與控制箱中的傳感器接口電路電信號相連，運(yùn)動控制模塊與控制箱中的電機(jī)驅(qū)動 模塊電信號相連；患者用顯示裝置，活動設(shè)置在訓(xùn)練床的旁邊并與主控計(jì)算機(jī)電信號相連；主顯示屏，設(shè)置在操作臺上并與主控計(jì)算機(jī)電信號相連。
2.如權(quán)利要求1所述的視覺反饋式動態(tài)平衡評定訓(xùn)練系統(tǒng)，其特征在于所述的左下 肢支架和右下肢支架結(jié)構(gòu)對稱相同，各包括腳踏板支架、下肢伸縮機(jī)構(gòu)、腳前端緩沖器、腳 后跟導(dǎo)向軸和腳踏板；腳踏板支架與相應(yīng)的下肢支架移動機(jī)構(gòu)傳動相連；腳前端緩沖器和 腳后跟導(dǎo)向軸分別連接在腳踏板與腳踏板支架之間；下肢伸縮機(jī)構(gòu)的一端與腳踏板支架可 轉(zhuǎn)動相連，另一端與床架可轉(zhuǎn)動相連；在腳踏板周圍設(shè)有足底壓力傳感器，足底壓力傳感器 與控制箱內(nèi)的傳感器接口電路電信號相連；在下肢伸縮機(jī)構(gòu)上設(shè)有角度傳感器，角度傳感 器與控制箱內(nèi)的傳感器接口電路電信號相連；所述的左下肢支架移動機(jī)構(gòu)和右下肢支架移 動機(jī)構(gòu)分別與相應(yīng)的腳踏板支架傳動相連。
3.如權(quán)利要求2所述的視覺反饋式動態(tài)平衡評定訓(xùn)練系統(tǒng)，其特征在于所述的下肢 伸縮機(jī)構(gòu)包括大腿伸縮桿、小腿伸縮桿、大腿支架和小腿支架，大腿伸縮桿的一端與床架可 轉(zhuǎn)動相連，另一端與小腿伸縮桿可轉(zhuǎn)動相連，小腿伸縮桿的另一端與腳踏板支架可轉(zhuǎn)動相 連，大腿支架安裝在大腿伸縮桿上，小腿支架安裝在小腿伸縮桿上，在大腿伸縮桿、小腿伸 縮桿、大腿支架和小腿支架上分別設(shè)有調(diào)節(jié)鎖緊手柄。
4.如權(quán)利要求2所述的視覺反饋式動態(tài)平衡評定訓(xùn)練系統(tǒng)，其特征在于所述的足底 壓力傳感器由貼有四根應(yīng)變片的懸臂梁組成，貼有四根應(yīng)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(dǎo)向軸組成的腳底受力部件內(nèi)。
5.如權(quán)利要求1所述的視覺反饋式動態(tài)平衡評定訓(xùn)練系統(tǒng)，其特征在于所述的患者 用顯示裝置包括移動小車、安裝在移動小車上的支架和安裝在支架上的顯示屏，顯示屏與 支架活動連接，顯示屏的高度和角度可以調(diào)節(jié)。
6.如權(quán)利要求1所述的視覺反饋式動態(tài)平衡評定訓(xùn)練系統(tǒng)，其特征在于所述的訓(xùn)練 床的床座上安裝有多個(gè)萬向調(diào)節(jié)腳輪，并相應(yīng)設(shè)有多個(gè)用于調(diào)節(jié)腳輪上下伸縮的調(diào)節(jié)機(jī) 構(gòu)。
7.如權(quán)利要求1所述的視覺反饋式動態(tài)平衡評定訓(xùn)練系統(tǒng)，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。
8.如權(quán)利要求1所述的視覺反饋式動態(tài)平衡評定訓(xùn)練系統(tǒng)其特征在于所述的主控計(jì) 算機(jī)設(shè)有測試評估模塊，該測試評估模塊的測試評估參數(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)?方擺速。
9.如權(quán)利要求1所述的視覺反饋式動態(tài)平衡評定訓(xùn)練系統(tǒng)，其特征在于所述的主控 計(jì)算機(jī)設(shè)有視覺反饋式動態(tài)平衡功能訓(xùn)練模塊，該功能訓(xùn)練模塊包括減重及獨(dú)立站立狀態(tài) 下的動態(tài)平衡練習(xí)設(shè)置和相應(yīng)的逐級難度遞進(jìn)的練習(xí)方案、視覺和聲音反饋、虛擬環(huán)境訓(xùn) 練方案及平衡游戲訓(xùn)練方案。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種視覺反饋式動態(tài)平衡評定訓(xùn)練系統(tǒng)，它包括訓(xùn)練床、控制箱、主控計(jì)算機(jī)、患者用顯示裝置和主顯示屏。訓(xùn)練床包括床座、床架和床板，床架安裝在床座上并與床座可轉(zhuǎn)動相連，在床架的前端連接有左、右下肢支架移動機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)被動態(tài)的同步屈伸與交替屈伸。在床架與床座之間設(shè)有床板角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)各種角度的背部減重功能。床架的兩側(cè)與底座之間分別設(shè)有床板左側(cè)上下移動機(jī)構(gòu)和床板右側(cè)上下移動機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)床的側(cè)翻。左右下肢伸縮機(jī)構(gòu)包括大腿伸縮桿、小腿伸縮桿、實(shí)現(xiàn)大小腿支架長度可調(diào)，從而實(shí)現(xiàn)個(gè)性化下肢訓(xùn)練。在床座上安裝有控制箱。本發(fā)明集成了對動態(tài)平衡功能進(jìn)行康復(fù)評估和訓(xùn)練的裝置，并能調(diào)節(jié)減重程度。
文檔編號A63F13/00GK102028474SQ20091019666
公開日2011年4月27日 申請日期2009年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月28日
發(fā)明者吳毅, 安美君, 張峰, 徐秀林, 李放, 王紅梅, 胡永善, 胡秀枋, 賈杰, 鄒任玲 申請人:上海理工大學(xué), 復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院