智能化被动态下肢功能测试训练方法

xiaoxiao2020-6-23  110

专利名称:智能化被动态下肢功能测试训练方法
技术领域
本发明涉及一种平衡功能障碍患者的平衡功能测试及训练方法,尤其涉及一种智 能化被动态下肢功能测试训练方法。
背景技术
据统计,我国脑血管病、帕金森病、颅脑外伤、脊髓损伤年发病率在逐年增加。这 些疾病和损伤会造成患者的平衡功能、下肢功能障碍,乃至残疾。以目前存活的320 400 万脑血管病重残患者为例,平衡功能、下肢功能障碍是主要致残因素。多个循证医学证据表 明,平衡功能及下肢功能的训练是改善功能障碍的重要方式。平衡功能及下肢功能障碍患者的康复多数都要经过从被动运动训练到主动运动 训练的过程,目前进行被动态下肢平衡功能训练的疾病有卒中、脑外伤、帕金森病、脊髓损 伤等;也用于有昏迷、植物状态和微弱意识状态的意识障碍的疾病。因此,进行相应被动态 下肢平衡功能训练及测试意义重大。双腿同步屈伸与交替屈伸是人体下肢运动重要方式之一,被动的同步屈伸类似被 动的下蹲站起,被动的交替屈伸类似被动的踏步动作。针对缺乏独立站立行走能力的患者, 尤其对于无法自主动作的患者来说,康复过程多数都要经过长期被动运动训练。对人体进 行被动的双腿屈伸与交替屈伸训练是改善下肢功能的重要方式,同时还可以进行运动训练 结果的功能评定,因此该方法对需要被动态下进行下肢功能的训练和评估病人的康复治疗 具有重要意义。被动的双腿屈伸与交替屈伸动作以往都是由训练师进行手动操作,不但费时,费 力,治疗成本高,而且无法对被动态下肢平衡功能进行科学评估,有很大的局限性。有些产品有被动的双腿屈伸与交替屈伸基础评定功能,但没有减重功能,如 BIODEX的产品。有的产品有减重功能,但采用下肢康复训练方式的是用悬吊设备进行减重 训练,悬吊设备使用悬吊带向上牵引患者体重,需束缚患者躯干部,易带来患者不适,操作 较繁琐。同时目前的功能训练产品还缺乏形象、直观的视觉反馈效果,这样患者和仪器就 不能进行互动,而患者不能判断通过一段时间的康复训练效果,激发不了病人的兴趣,使病 人对训练显得没有多少信心。这种长期而乏味的训练,会影响患者的康复进程,导致康复效 果不理想。

发明内容
本发明的目的,就是为了解决上述问题,提供一种在减重状态下进行的智能化被 动态下肢功能测试训练方法。为了达到上述目的,本发明采用了以下技术方案一种智能化被动态下肢功能测 试训练方法,通过一套智能化被动态下肢平衡功能测试训练系统进行,该智能化被动态下 肢平衡功能测试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,床板安装在床架 上,在床架的前端连接有左下肢支架和右下肢支架,左下肢支架和右下肢支架分别包括一 个脚踏板,脚踏板周围分别设有足底压力传感装置,在床架与床座之间设有床板角度调节 机构;主控计算机内设有被动态下肢功能测试评估模块和被动态下肢功能训练模块。双侧同步屈伸与交替屈伸的训练由电动机驱动脚踏板来实现,被动运动过程的减 重通过自动控制床板的倾斜来支撑患者,通过患者斜躺来减重。这种设计有利于提高训练 的效率,减轻护理人员的劳动强度。智能化被动态下肢功能评估结果通过患者用显示装置 动态实时提供形象、直观的视觉反馈图像,激发病人训练的兴趣。所述的智能化被动态下肢功能测试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;b、根据患者的实际情况确定所需的减重角度,并通过调节训练床的倾斜角度以实 现该减重重量;C、让计算机进入被动态下肢功能测试评估模块,让患者进行10秒钟的被动双侧 同步屈伸初始预测试,以适应这种测试方式;d、系统启动左右脚踏板作同步上下运动,让患者做被动双侧同步屈伸运动进行测 试,以得到各项动态姿势图参数的测试评估结果,所述动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、计算机进入被动态下肢功能训练模块,根据测试评估结果,选择合适的训练时 间、训练速度和减重角度,系统启动左右脚踏板作同步上下运动,让患者做被动双侧同步 屈伸运动进行训练,训练成绩以重心落在离正常重心投影零位士5%、士5% 士 10%、 士 10% 士20%和士20% 士30%区域内的时间比和良好重心百分比表示;f、计算机进入被动态下肢功能训练模块,根据测试评估结果,选择合适的训练时 间、训练速度和减重角度,系统启动左右脚踏板作交替上下运动,让患者做被动双侧交替 屈伸运动进行训练,训练成绩以重心落在离正常重心投影零位士5%、士5% 士 10%、 士 10% 士20%和士20% 士30%区域内的时间比和良好重心百分比表示。在被动态下肢功能测试训练过程中,患者运动过程中的重心投影在下面所述的七 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。重 心投影指的是人体重心在两个脚踏板范围内的投影,又由于人体处于被动态平衡运动过程 中侧向力很小,因此人体重心投影位置可以表示为Fl-F2G =-X LcwFl +F2式中,Fl为左脚力的大小;F2为右脚力的大小;L为左右脚踏板中心之间的距离, 一般设为33cm。在被动双侧同步屈伸运动测试过程中要评估额状面摆动频率,额状面摆动频率反 映了在一定时间内,重心投影在额状面即水平方向正负值的变化频率,在算法中仅表示重 心投影位置沿左右方向变化的快慢,该参数值越大,即变化的频率越高,反映患者抖动越严 重,重心投影控制越不稳,如帕金森病。额状面摆动频率的定义为病人重心投影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,即
权利要求
1.一种智能化被动态下肢功能测试训练方法,通过一套智能化被动态下肢功能测试 训练系统进行,该系统包括训练床、控制箱、主控计算机、主显示屏和患者用显示装置;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,床板安装在床架上,在 床架的前端连接有左下肢支架和右下肢支架,左下肢支架和右下肢支架分别包括一个脚踏 板,脚踏板周围分别设有足底压力传感装置,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被动态下肢功能测试评估模块和被动态下肢功 能训练模块;所述的智能化被动态下肢功能测试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角度,并通过调节训练床的倾斜角度以实现该减重重量;c、让计算机进入被动态下肢功能测试评估模块,让患者进行10秒钟的被动双侧同步 屈伸初始预测试,以适应这种测试方式;d、系统启动左右脚踏板作同步上下运动,让患者做被动双侧同步屈伸运动进行测试, 以得到各项动态姿势图参数的测试评估结果,所述动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、平均重心和重心移动轨迹总长度;e、让计算机进入被动态下肢功能训练模块,根据测试评估结果,选择合适的训练时 间、训练速度和减重角度,系统启动左右脚踏板作同步上下运动,让患者做被动双侧同步 屈伸运动进行训练,训练成绩以重心落在离正常重心投影零位士 5%、士 5% 士 10%、 士 10% 士20%和士20% 士30%区域内的时间比和良好重心百分比表示;f、计算机进入被动态下肢功能训练模块,根据测试评估结果,选择合适的训练时间、训 练速度和减重角度,系统启动左右脚踏板作交替上下运动,让患者做被动双侧交替屈伸运 动进行训练,训练成绩以重心落在离正常重心投影零位士5%、士5% 士 10%、士 10% 士20%和士20% 士30%区域内的时间比和良好重心百分比表示。
2.如权利要求1所述的下蹲站起平衡功能评定训练方法,其特征在于所述的测试评 估模块包括床身倾斜模块、测试脚踏复位模块、测试开始模块、测试准备模块、停止测试模 块、测试结果模块和录入测试报告模块;所述的功能训练模块包括床身倾斜模块、同步屈伸 训练脚踏复位模块、同步屈伸训练开始模块、同步屈伸训练停止模块、同步屈伸查看结果模 块、同步屈伸录入报告模块和交替屈伸训练开始模块。
3.如权利要求1所述的智能化被动态下肢功能测试训练方法,其特征在于所述的各 项动态姿势图参数的测试评估以患者在被动双侧同步屈伸测试过程中的重心投影的变化 为基础进行评估,所述的重心投影指的是人体重心在脚踏板范围内的投影,由下面的公式 确定G--χ LcmFl +F2式中,Fl为左脚力的大小;F2为右脚力的大小;L为左右脚踏板中心之间的距离。
4.如权利要求1所述的智能化被动态下肢功能测试训练方法,其特征在于所述的额 状面摆动频率反映了在一定时间内,重心投影在额状面即水平方向正负值的变化频率,在 算法中仅表示重心投影位置沿左右方向变化的快慢,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重心投影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,即
5.如权利要求1所述的智能化被动态下肢功能测试训练方法,其特征在于所述的重 心移动轨迹总长度反映了患者减重状态下,被动态平衡运动过程中重心移动轨迹总长度, 其值越大表明重心分力投影偏移距离总和越长,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,重心移动轨迹总长度的计算方法为
6.如权利要求1所述的智能化被动态下肢功能测试训练方法,其特征在于所述的平 均重心反映了在被动双侧同步屈伸运动过程中,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重 心投影偏移距离之和与采集次数之比,计算方法为N—Σ网G 二^N式中,Gi为每次重心投影位置;i = 1、2、3、4……N(i、N为整数),N为选择的测试时间 内采集的点数。
7.如权利要求1所述的智能化被动态下肢功能测试训练方法,其特征在于所述的重 心落在离正常重心投影零位士5%、士5% 士 10%、士 10% 士20%或士20% 士30% 区域内的时间比由以下公式算出仏100%3 N式中,n3为重心在离正常重心投影零位士5%、士5% 士 10%、士 10% 士20%或 士20% 士30%区域内摆动的次数,N为选择的测试时间内采集的点数。
8.如权利要求1所述的智能化被动态下肢功能测试训练方法,其特征在于所述的良 好重心百分比为重心落在离正常重心投影零位士5%区域内的时间占全部训练时间的百分 比。
全文摘要
本发明提供了一种智能化被动态下肢功能测试训练方法,该方法通过一套智能化被动态下肢功能测试训练系统进行,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下肢支架和右下肢支架,左下肢支架和右下肢支架分别包括一个脚踏板,主控计算机内设有测试评估模块和功能训练模块。本发明的智能化下肢功能测试训练方法,通过对病人进行背部支撑减重(或不减重)形式下的被动双侧同步屈伸测试评估,获取各项动态姿势图参数数据,有针对性地对病人进行被动双侧同步屈伸和被动双侧交替屈伸训练,有利于加快下肢功能障碍患者的康复。
文档编号A61H1/00GK102038491SQ200910197350
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, 崔海坡, 徐秀林, 胡秀枋, 赵展, 邹任玲 申请人:上海理工大学

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