背部支撑减重波浪方式平衡评定训练方法
专利名称：背部支撑减重波浪方式平衡评定训练方法
技术领域：
本发明涉及一种左右平衡功能障碍患者的康复训练方法，尤其涉及一种背部支撑 减重下使双下肢用力中心沿波浪轨迹运动的平衡评定和平衡训练方法。
背景技术：
脑血管病、帕金森病、颅脑外伤、脊髓损伤年发病率高，而且由于老龄化、自然灾害 频发和意外事故增加的缘故，发病率在逐年增加。这些疾病和损伤会造成平衡功能障碍，乃 至残疾。据统计，目前存活的320 400万脑血管病重残患者为例，平衡功能障碍是主要致 残因素之一。多个循证医学证据表明，平衡功能练习是改善功能的重要方式，尤其对左右用 力不平衡的患者来说，双下肢用力平衡单项训练能改善患者双下肢的平衡状况，使其保持 良好的肢体位置，加强患侧的神经刺激，有利于健侧肢体的活动；同时能进行双下肢关节的 运动功能锻炼，防止肌肉废用性萎缩，而对其左右平衡功能进行功能评定则是训练的前提 和总结疗效的必要措施。目前的站立平衡训练及评估，大多采用患者静止不动，判断身体重心能否控制在 一定范围内的测试训练方法，这种方法缺乏患者主动移动身体重心时的控制平衡能力测试 和训练，长期单调的静止方式站立，无法激发患者训练的兴趣，容易造成懒惰，影响康复进 程，导致康复效果不理想。国外发展重心稳定平衡评定及训练系统多年，较先进的产品有ul tracare和 Biodex平衡测试训练系统等，国内平衡评定和训练的数字化设备发展则相对滞后，专利多 局限为简单的训练设备，基础评定。据调查，针对缺乏独立站立平衡能力的患者，可调节减 重程度的训练方式将能大大提高训练效果，但目前使用的减重训练方式主要是使用悬吊设 备，需束缚患者躯干部，操作较繁琐，且易带来患者不适。因此，如何进行早期康复平衡训练 是迫切需要解决的问题，
发明内容
本发明的目的，就是为了解决上述问题，提供一种背部支撑减重波浪方式平衡评 定训练方法。为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案通过一套背部支撑减重波浪方 式平衡评定训练系统进行，该背部支撑减重波浪方式平衡评定训练系统硬件包括训练床、 控制箱、主控计算机、患者用显示装置和主显示屏；训练床的倾斜角度可以自动调节，训练 床的一端设有左右脚踏板组件，左右脚踏板组件上分别设有足底压力传感装置；主控计算 机内设有波浪方式的平衡测试评估模块和功能训练模块软件。所述的背部支撑减重波浪方式平衡评定训练方法包括以下步骤a、让患者倾斜躺在训练床上，并让其左右脚分别踩在左右脚踏板上，使左右脚踏 板处于同一水平面上；b、根据患者的实际情况确定所需的减重重量，并通过调节训练床的倾斜角度以实现该减重重量，角度越小，减重程度越大；C、让计算机进入波浪方式平衡评定训练系统的测试评估模块，让患者进行10秒 钟的波浪方式平衡初始测试，以适应这种测试方式；d、对患者做波浪方式平衡测试，以得到各项静态姿势图参数的测试评估结果，所 述静态姿势图参数包括额状面摆动频率、额状面最大摆幅、额状面平均摆幅、额状面侧方摆 速、平均重心、重心移动轨迹总长度和重心移动轨迹总面积；e、让计算机进入波浪方式平衡评定训练系统的功能训练模块，根据测试评估结 果，选择合适的训练周期和减重角度，对患者做波浪方式平衡训练，训练成绩以双下肢用 力中心落在离波浪中心线士5%、士5% 士 10%、士 10% 士20%、士20% 士30%或 士30% 士50%区域内的时间比表示。所述的波浪方式包括规则小波浪、规则中波浪、规则大波浪和不规则波浪，其中， 规则波浪的路线为正弦波曲线，不规则波浪的路线为随机路线；规则小波浪的幅度值对应 的双脚压力偏差为9千克，规则中波浪的幅度值对应的压力偏差为18千克，规则大波浪的 幅度值对应的压力偏差为27千克。针对患者用显示装置上出现的波浪，患者通过调整双下 肢用力，尽可能将双下肢用力中心控制在波浪区范围内，最好是控制在波浪中心线上，以达 到平衡功能训练的目的。患者在做波浪方式平衡运动过程中的双下肢用力中心即重心的变化是各项静态 姿势图参数评估的基础，在下面所述的七个参数的计算中都要用到。一般人体重心(center of gratitude,COG)在第二骶骨前。双下肢用力中心指的是人体重心在两个脚踏板范围内 的投影，又由于人体处于波浪方式站立平衡过程中侧向力很小，因此人体双下肢用力中心 位置就可以表示为
权利要求
1.一种背部支撑减重波浪方式平衡评定训练方法，其特征在于通过一套背部支撑减 重波浪方式平衡评定训练系统进行，该背部支撑减重波浪方式平衡评定训练系统包括训练 床、控制箱、主控计算机、患者用显示装置和主显示屏；训练床包括床座、床架和床板，床架 安装在床座上并与床座可转动相连，在床架的前端连接有左、右脚踏板组件，在左右脚踏板 组件上分别设有左右足底压力传感装置，在床架与床座之间设有床板角度调节机构；其特征在于，所述的主控计算机内设有波浪方式平衡评定训练系统软件，该软件包含 测试评估模块和功能训练模块；所述的波浪方式平衡评定训练方法包括以下步骤a、让患者倾斜躺在训练床上，并让其左右脚分别踩在左右脚踏板上，使左右脚踏板处 于同一水平面上；b、根据患者的实际情况确定所需的减重重量，并通过调节训练床的倾斜角度以实现该减重重量；c、让计算机进入波浪方式平衡评定训练系统的测试评估模块，让患者进行10秒钟的 波浪方式平衡初始测试，以适应这种测试方式；d、对患者做波浪方式平衡测试，以得到各项静态姿势图参数的测试评估结果，所述静 态姿势图参数包括额状面摆动频率、额状面最大摆幅、额状面平均摆幅、额状面侧方摆速、 平均重心、重心移动轨迹总长度和重心移动轨迹总面积；e、让计算机进入波浪方式平衡评定训练系统的功能训练模块，根据测试评估结果，选 择合适的训练周期和减重角度，对患者做波浪方式平衡训练，训练成绩以双下肢用力中心 落在离波浪中心线士5%、士5% 士 10%、士 10% 士20%、士20% 士30%或士30% 士 50%区域内的时间比表示。
2.如权利要求1所述的背部支撑减重波浪方式平衡评定训练方法，其特征在于所述 的波浪方式包括规则小波浪、规则中波浪、规则大波浪和不规则波浪，其中，规则波浪的路 线为正弦波曲线，不规则波浪的路线为随机路线；规则小波浪的幅度值对应的双脚压力偏 差为9千克，规则中波浪的幅度值对应的压力偏差为18千克，规则大波浪的幅度值对应的 压力偏差为27千克。
3.如权利要求1所述的背部支撑减重波浪方式平衡评定训练方法，其特征在于所述 的测试评估模块包括床身倾斜模块、测试开始模块、测试准备模块、测试停止模块、测试结 果模块和录入报告模块；所述的功能训练模块包括床身倾斜模块、训练开始模块、训练停止 模块、查看结果模块和录入报告模块。
4.如权利要求1所述的背部支撑减重波浪方式平衡评定训练方法，其特征在于所述 的各项静态姿势图参数的测试评估以患者在背部支撑减重波浪方式平衡测试过程中双下 肢用力中心的变化为基础进行评估，所述的双下肢用力中心指的是人体重心在两个脚踏板 范围内的投影，由下面的公式确定X = (Fa+Fb-Fc-Fd) · L/G y = (fb+fd-fa-fc) · M/G式中，L为四个足底压力传感装置的中心点在X轴上到传感装置的距离，M为四个足底 压力传感装置的中心点在Y轴上到传感装置的距离，G为减重后的患者人体的重量，Fa、Fb, Fc, 分别为四个足底压力传感装置的读数；四个足底压力传感装置的中心点即为人体正常重心投影零位。
5.如权利要求1所述的背部支撑减重波浪方式平衡评定训练方法，其特征在于所述 的额状面摆动频率反映患者在波浪方式维持站立平衡过程中，在一定时间内，双下肢用力 中心在额状面即水平方向左右变化的频率，在算法中仅表示双下肢用力中心沿X轴方向变 化的快慢，该参数值越大，即变化的频率越高，反映患者抖动越严重，重心控制越不稳，如帕 金森病患者；额状面摆动频率的定义为患者双下肢用力中心从左侧区域移动到右侧区域以及从右 侧区域移动到左侧区域的次数与时间之比，其计算公式为
6.如权利要求1所述的背部支撑减重波浪方式平衡评定训练方法，其特征在于所述 的平均重心反映了在波浪方式维持站立平衡过程中，双下肢用力的平衡情况，绝对值越小， 表示平衡程度越好，正值越大，表明右下肢较左下肢更有力；负值越大，表明左下肢较右下 肢更有力；平均重心投影值越大，身体对称性越差，如卒中偏瘫患者；平均重心的定义为患 者双下肢用力中心偏移距离之和与采集次数之比，计算公式为
7.如权利要求1所述的背部支撑减重波浪方式平衡评定训练方法，其特征在于所述 的重心轨迹总长度反映了患者在减重状态下，波浪方式平衡运动时双下肢用力中心的移动 轨迹的总长度，其值越大表明双下肢用力中心偏移距离总和越长，患者平衡能力越差；重心 轨迹分为中心型、前后型、左右型、多中心型和弥散型，正常为多中心型，利用重心轨迹总长 度参数可以协助判断重心轨迹类型，从而进一步诊断病情。重心轨迹总长度的计算方法为 式中，XpYi为每次采集的双下肢用力中心偏移位置的坐标，i = 0、1、2、3、4……N(i、N 为整数)。
8.如权利要求1所述的背部支撑减重波浪方式平衡评定训练方法，其特征在于所述 的重心移动轨迹总面积反映了单位时间内身体控制重心的稳定性及平衡程度；数值越大， 反映稳定性及平衡越差，如帕金森病患者和小脑共济失调患者；单位时间内重心移动轨迹 总面积的计算公式为 式中，XpYi为每次采集的双下肢用力中心在两个脚踏板范围内的投影偏移的位置的坐 标，i = 0、1、2、3、4……N(i、N为整数)；Tc为每次采集的时间。
9.如权利要求1所述的背部支撑减重波浪方式平衡评定训练方法，其特征在于所述 的重心落在离波浪中心线士5%、士5% 士 10%、士 10% 士20%、士20% 士/30%或 士30% 士50%区域内的时间比由以下公式算出V1=^ 式中，Ii1为双下肢用力中心在离波浪中心线士5%、士5% 士 10%、士 10% 士20%、 士20% 士30%或士30% 士50%区域范围内摆动的次数，N为选择的测试时间内采集的点数。
全文摘要
本发明提供了一种背部支撑减重状态下，患者主动移动身体重心，使双下肢用力中心沿波浪轨迹运动时维持站立平衡能力的评估及训练方法。该方法通过一套背部支撑减重波浪方式平衡评定训练系统实现，系统硬件包括训练床、控制箱、主控计算机、患者用显示装置和主显示屏；训练床的倾斜角度可以调节，训练床的一端设有左右脚踏板组件，左右脚踏板组件上分别设有足底压力传感装置。本发明的训练方法软件包括测试评估和功能训练两部分，通过患者双下肢用力，人体重心沿波浪轨迹运动，维持站立平衡的能力进行测试评估，获取数据，有针对性地对患者进行波浪方式的站立平衡训练，较普通站立平衡，增加了训练的趣味性，同时也提高了训练的难度。
文档编号A61B5/11GK102038504SQ20091019735
公开日2011年5月4日 申请日期2009年10月19日 优先权日2009年10月19日
发明者刘宝林, 刘颖, 安美君, 徐秀林, 王红梅, 胡秀枋, 赵展, 邹任玲 申请人:上海理工大学
技术领域：
本发明涉及一种左右平衡功能障碍患者的康复训练方法，尤其涉及一种背部支撑 减重下使双下肢用力中心沿波浪轨迹运动的平衡评定和平衡训练方法。
背景技术：
脑血管病、帕金森病、颅脑外伤、脊髓损伤年发病率高，而且由于老龄化、自然灾害 频发和意外事故增加的缘故，发病率在逐年增加。这些疾病和损伤会造成平衡功能障碍，乃 至残疾。据统计，目前存活的320 400万脑血管病重残患者为例，平衡功能障碍是主要致 残因素之一。多个循证医学证据表明，平衡功能练习是改善功能的重要方式，尤其对左右用 力不平衡的患者来说，双下肢用力平衡单项训练能改善患者双下肢的平衡状况，使其保持 良好的肢体位置，加强患侧的神经刺激，有利于健侧肢体的活动；同时能进行双下肢关节的 运动功能锻炼，防止肌肉废用性萎缩，而对其左右平衡功能进行功能评定则是训练的前提 和总结疗效的必要措施。目前的站立平衡训练及评估，大多采用患者静止不动，判断身体重心能否控制在 一定范围内的测试训练方法，这种方法缺乏患者主动移动身体重心时的控制平衡能力测试 和训练，长期单调的静止方式站立，无法激发患者训练的兴趣，容易造成懒惰，影响康复进 程，导致康复效果不理想。国外发展重心稳定平衡评定及训练系统多年，较先进的产品有ul tracare和 Biodex平衡测试训练系统等，国内平衡评定和训练的数字化设备发展则相对滞后，专利多 局限为简单的训练设备，基础评定。据调查，针对缺乏独立站立平衡能力的患者，可调节减 重程度的训练方式将能大大提高训练效果，但目前使用的减重训练方式主要是使用悬吊设 备，需束缚患者躯干部，操作较繁琐，且易带来患者不适。因此，如何进行早期康复平衡训练 是迫切需要解决的问题，
发明内容
本发明的目的，就是为了解决上述问题，提供一种背部支撑减重波浪方式平衡评 定训练方法。为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案通过一套背部支撑减重波浪方 式平衡评定训练系统进行，该背部支撑减重波浪方式平衡评定训练系统硬件包括训练床、 控制箱、主控计算机、患者用显示装置和主显示屏；训练床的倾斜角度可以自动调节，训练 床的一端设有左右脚踏板组件，左右脚踏板组件上分别设有足底压力传感装置；主控计算 机内设有波浪方式的平衡测试评估模块和功能训练模块软件。所述的背部支撑减重波浪方式平衡评定训练方法包括以下步骤a、让患者倾斜躺在训练床上，并让其左右脚分别踩在左右脚踏板上，使左右脚踏 板处于同一水平面上；b、根据患者的实际情况确定所需的减重重量，并通过调节训练床的倾斜角度以实现该减重重量，角度越小，减重程度越大；C、让计算机进入波浪方式平衡评定训练系统的测试评估模块，让患者进行10秒 钟的波浪方式平衡初始测试，以适应这种测试方式；d、对患者做波浪方式平衡测试，以得到各项静态姿势图参数的测试评估结果，所 述静态姿势图参数包括额状面摆动频率、额状面最大摆幅、额状面平均摆幅、额状面侧方摆 速、平均重心、重心移动轨迹总长度和重心移动轨迹总面积；e、让计算机进入波浪方式平衡评定训练系统的功能训练模块，根据测试评估结 果，选择合适的训练周期和减重角度，对患者做波浪方式平衡训练，训练成绩以双下肢用 力中心落在离波浪中心线士5%、士5% 士 10%、士 10% 士20%、士20% 士30%或 士30% 士50%区域内的时间比表示。所述的波浪方式包括规则小波浪、规则中波浪、规则大波浪和不规则波浪，其中， 规则波浪的路线为正弦波曲线，不规则波浪的路线为随机路线；规则小波浪的幅度值对应 的双脚压力偏差为9千克，规则中波浪的幅度值对应的压力偏差为18千克，规则大波浪的 幅度值对应的压力偏差为27千克。针对患者用显示装置上出现的波浪，患者通过调整双下 肢用力，尽可能将双下肢用力中心控制在波浪区范围内，最好是控制在波浪中心线上，以达 到平衡功能训练的目的。患者在做波浪方式平衡运动过程中的双下肢用力中心即重心的变化是各项静态 姿势图参数评估的基础，在下面所述的七个参数的计算中都要用到。一般人体重心(center of gratitude,COG)在第二骶骨前。双下肢用力中心指的是人体重心在两个脚踏板范围内 的投影，又由于人体处于波浪方式站立平衡过程中侧向力很小，因此人体双下肢用力中心 位置就可以表示为
权利要求
1.一种背部支撑减重波浪方式平衡评定训练方法，其特征在于通过一套背部支撑减 重波浪方式平衡评定训练系统进行，该背部支撑减重波浪方式平衡评定训练系统包括训练 床、控制箱、主控计算机、患者用显示装置和主显示屏；训练床包括床座、床架和床板，床架 安装在床座上并与床座可转动相连，在床架的前端连接有左、右脚踏板组件，在左右脚踏板 组件上分别设有左右足底压力传感装置，在床架与床座之间设有床板角度调节机构；其特征在于，所述的主控计算机内设有波浪方式平衡评定训练系统软件，该软件包含 测试评估模块和功能训练模块；所述的波浪方式平衡评定训练方法包括以下步骤a、让患者倾斜躺在训练床上，并让其左右脚分别踩在左右脚踏板上，使左右脚踏板处 于同一水平面上；b、根据患者的实际情况确定所需的减重重量，并通过调节训练床的倾斜角度以实现该减重重量；c、让计算机进入波浪方式平衡评定训练系统的测试评估模块，让患者进行10秒钟的 波浪方式平衡初始测试，以适应这种测试方式；d、对患者做波浪方式平衡测试，以得到各项静态姿势图参数的测试评估结果，所述静 态姿势图参数包括额状面摆动频率、额状面最大摆幅、额状面平均摆幅、额状面侧方摆速、 平均重心、重心移动轨迹总长度和重心移动轨迹总面积；e、让计算机进入波浪方式平衡评定训练系统的功能训练模块，根据测试评估结果，选 择合适的训练周期和减重角度，对患者做波浪方式平衡训练，训练成绩以双下肢用力中心 落在离波浪中心线士5%、士5% 士 10%、士 10% 士20%、士20% 士30%或士30% 士 50%区域内的时间比表示。
2.如权利要求1所述的背部支撑减重波浪方式平衡评定训练方法，其特征在于所述 的波浪方式包括规则小波浪、规则中波浪、规则大波浪和不规则波浪，其中，规则波浪的路 线为正弦波曲线，不规则波浪的路线为随机路线；规则小波浪的幅度值对应的双脚压力偏 差为9千克，规则中波浪的幅度值对应的压力偏差为18千克，规则大波浪的幅度值对应的 压力偏差为27千克。
3.如权利要求1所述的背部支撑减重波浪方式平衡评定训练方法，其特征在于所述 的测试评估模块包括床身倾斜模块、测试开始模块、测试准备模块、测试停止模块、测试结 果模块和录入报告模块；所述的功能训练模块包括床身倾斜模块、训练开始模块、训练停止 模块、查看结果模块和录入报告模块。
4.如权利要求1所述的背部支撑减重波浪方式平衡评定训练方法，其特征在于所述 的各项静态姿势图参数的测试评估以患者在背部支撑减重波浪方式平衡测试过程中双下 肢用力中心的变化为基础进行评估，所述的双下肢用力中心指的是人体重心在两个脚踏板 范围内的投影，由下面的公式确定X = (Fa+Fb-Fc-Fd) · L/G y = (fb+fd-fa-fc) · M/G式中，L为四个足底压力传感装置的中心点在X轴上到传感装置的距离，M为四个足底 压力传感装置的中心点在Y轴上到传感装置的距离，G为减重后的患者人体的重量，Fa、Fb, Fc, 分别为四个足底压力传感装置的读数；四个足底压力传感装置的中心点即为人体正常重心投影零位。
5.如权利要求1所述的背部支撑减重波浪方式平衡评定训练方法，其特征在于所述 的额状面摆动频率反映患者在波浪方式维持站立平衡过程中，在一定时间内，双下肢用力 中心在额状面即水平方向左右变化的频率，在算法中仅表示双下肢用力中心沿X轴方向变 化的快慢，该参数值越大，即变化的频率越高，反映患者抖动越严重，重心控制越不稳，如帕 金森病患者；额状面摆动频率的定义为患者双下肢用力中心从左侧区域移动到右侧区域以及从右 侧区域移动到左侧区域的次数与时间之比，其计算公式为
6.如权利要求1所述的背部支撑减重波浪方式平衡评定训练方法，其特征在于所述 的平均重心反映了在波浪方式维持站立平衡过程中，双下肢用力的平衡情况，绝对值越小， 表示平衡程度越好，正值越大，表明右下肢较左下肢更有力；负值越大，表明左下肢较右下 肢更有力；平均重心投影值越大，身体对称性越差，如卒中偏瘫患者；平均重心的定义为患 者双下肢用力中心偏移距离之和与采集次数之比，计算公式为
7.如权利要求1所述的背部支撑减重波浪方式平衡评定训练方法，其特征在于所述 的重心轨迹总长度反映了患者在减重状态下，波浪方式平衡运动时双下肢用力中心的移动 轨迹的总长度，其值越大表明双下肢用力中心偏移距离总和越长，患者平衡能力越差；重心 轨迹分为中心型、前后型、左右型、多中心型和弥散型，正常为多中心型，利用重心轨迹总长 度参数可以协助判断重心轨迹类型，从而进一步诊断病情。重心轨迹总长度的计算方法为 式中，XpYi为每次采集的双下肢用力中心偏移位置的坐标，i = 0、1、2、3、4……N(i、N 为整数)。
8.如权利要求1所述的背部支撑减重波浪方式平衡评定训练方法，其特征在于所述 的重心移动轨迹总面积反映了单位时间内身体控制重心的稳定性及平衡程度；数值越大， 反映稳定性及平衡越差，如帕金森病患者和小脑共济失调患者；单位时间内重心移动轨迹 总面积的计算公式为 式中，XpYi为每次采集的双下肢用力中心在两个脚踏板范围内的投影偏移的位置的坐 标，i = 0、1、2、3、4……N(i、N为整数)；Tc为每次采集的时间。
9.如权利要求1所述的背部支撑减重波浪方式平衡评定训练方法，其特征在于所述 的重心落在离波浪中心线士5%、士5% 士 10%、士 10% 士20%、士20% 士/30%或 士30% 士50%区域内的时间比由以下公式算出V1=^ 式中，Ii1为双下肢用力中心在离波浪中心线士5%、士5% 士 10%、士 10% 士20%、 士20% 士30%或士30% 士50%区域范围内摆动的次数，N为选择的测试时间内采集的点数。
全文摘要
本发明提供了一种背部支撑减重状态下，患者主动移动身体重心，使双下肢用力中心沿波浪轨迹运动时维持站立平衡能力的评估及训练方法。该方法通过一套背部支撑减重波浪方式平衡评定训练系统实现，系统硬件包括训练床、控制箱、主控计算机、患者用显示装置和主显示屏；训练床的倾斜角度可以调节，训练床的一端设有左右脚踏板组件，左右脚踏板组件上分别设有足底压力传感装置。本发明的训练方法软件包括测试评估和功能训练两部分，通过患者双下肢用力，人体重心沿波浪轨迹运动，维持站立平衡的能力进行测试评估，获取数据，有针对性地对患者进行波浪方式的站立平衡训练，较普通站立平衡，增加了训练的趣味性，同时也提高了训练的难度。
文档编号A61B5/11GK102038504SQ20091019735
公开日2011年5月4日 申请日期2009年10月19日 优先权日2009年10月19日
发明者刘宝林, 刘颖, 安美君, 徐秀林, 王红梅, 胡秀枋, 赵展, 邹任玲 申请人:上海理工大学
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