基于运动协调的智能化康复训练仪的研究及实现

　　1引言

　　运动协调与平衡能力、控制上肢和下肢能力,本体感知能力、视觉感知能力、听觉感知能力等因素有关。对脑卒中或颅脑损伤后的患者来说,平衡功能障碍以及下肢运动功能障碍是最常见的功能问题。同时,这些患者往往兼有与这些功能问题相关的运动协调功能障碍, 严重影响了患者的康复和生活质量。因此,患者平衡训练的同时进行有效的运动协调训练具有重要意义。

　　国内外学者对下肢平衡的训练及测试已有较多报道, 张盘德 刘翠华等人对脑卒中患者的下肢的平衡能力进行了训练,取得了较好的效果。AMES.MEGNA 等对脑外伤患者进行静态平衡训练,并对其进行了测试评估,其下肢的控制能力获得了很大的提高。目前国内外使用平衡功能训练产品还有用德国 MTD(Mettler-Toledo International LTD)公司生产的 MTD 平衡训练仪,澳大利亚 Ultracare 公司生产的平衡训练测试仪,日本 Anima 公司生产的人体平衡训练重心检测仪,美国 Biodex 医疗系统公司生产的 Biodex 平衡测试训练系统等,但这些康复训练仪只有平衡训练测试功能,仪功能单一,使用范围受到很大的限制,且多数仪器都只适合于病人有较强的动作协调能力, 对于下肢活动能力差的患者,则无法进行多功能训练。

　　本研究设计一套基于运动协调的下肢平衡康复训练系统,系统主要由训练床,踏板组件,手动控制装置。主控计算机等组成。系统能实现患者在保持站立姿势的同时,实时调节双下肢用力,与手控制训练相结合,共同完成反馈给患者各种游戏,使患者在训练下肢平衡的同时合理地训练了患者的协调能力, 实现上肢、下肢动作与目测的信息进行匹配。达到促进患者平衡功能和协调功能同时训练的目的。

　　2系统硬件设计及实现

　　2.1 参数设计原则

　　为了适应各种不同严重程度的脑卒中金森病、颅脑外伤、等脊髓损等平衡功能障碍患者,系统设计采用训练床。患者躺在床上可以训练,床身设计可以转动(0-90),实现患者各种减重程度。

　　参数设置基于人体基本特征与需求. 满足临床与医学研究需要技术参数满足: 左右下肢足底压力中心 (COP) 距离范围:270mm-330mm;患者减重程度范围(0-100%)。

　　2.2 系统机构设计

　　下肢平衡康复训练装置机械设计主要由训练床,踏板组件,手动操作控制台等组成。训练床由床座、床架和床板构成,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踏板组件,在踏板组件上分别设有左右足底压力传感装置,床架一侧设有手动控制装置。手动控制装置具有折叠收放功能,通过转动横杆等机构实现,方便患者上下床。同时该手动装置具有左右、前后、上下位置调节功能以适合身高及臂长不同的各种患者。