一种髋关节支具系统及控制方法技术方案

本发明专利技术涉及一种髋关节支具系统及控制方法。所述髋关节支具系统包括固定座、下肢支具、连接所述固定座与所述下肢支具的动作执行器、用于连接所述固定座与所述下肢支具并限制下肢支具运动范围的连接结构以及用于对整个系统进行控制的控制装置。本发明专利技术所述的髋关节支具系统有效地将髋关节固定在需要的治疗位置上，并设置连接结构配合动作执行器和下肢支具对髋关节做被动运动，保证了髋关节的被动运动稳定可靠，促进组织重建，加快组织修复，避免因长期治疗造成的关节并发症的发病。该髋关节支具系统的控制方法通过对控制模块的参数的设定和调整，使髋关节被动运动时更加智能化和规律化，提高了本发明专利技术在使用过程中的可靠性和安全性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及医疗器械领域，具体涉及一种髋关节支具系统及控制方法。
技术介绍
髋关节疾病是人类发病率较高的运动系统疾病之一，其中包括小儿先天性髋关节发育不良、成人的骨关节炎和各种原因造成的股骨头坏死，是一种严重影响人类健康极易导致肢体残疾的主要疾病之一。此病疾病的治疗多根据不同的关节疾病原因采用不同的治疗方法，如小儿先天性髋关节发育不良多采用吊带和石膏支具固定和手术；成人的骨关节炎和股骨头坏死也多采用钻孔减压和人工关节置换手术的方法治疗；以上各种治疗方式，限制了髋关节的活动，导致髋关节活动无规律性，同时要保持长期卧床，给人行动带来不便；因此往往在治疗疾病的同时导致髋关节僵硬、股骨头缺血性坏死等多种关节并发症，极大地影响了患者的康复。这类已有的治疗方式时长大约一年，如此长的时间给患者带来痛苦，也给患者家庭带来较大负担。现代生物科学技术和医学临床实践均已证明，关节的被动活动可以提供有效的应力刺激使关节和周围结构的组织重建，加快组织修复的生物进程。但是，迄今为止，在对于髋关节这一类疾病的治疗上，还没有相关的器械能够用来对这一研究结果进行应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种髋关节支具系统及控制方法，该髋关节支具系统及控制方法能解决现有技术中的不足。该髋关节支具系统有效地将髋关节固定在需要的治疗位置上，并设置连接结构配合动作执行器对髋关节做被动内收和/或外展和/或旋转运动，保证了使髋关节的动作稳定可靠，促进组织重建，加快组织修复，缩短治疗时间，避免因长期病患造成的关节并发症的发病。该髋关节支具系统的控制方法通过在控制模块中预设和调整参数，使髋关节被动运动时更加智能化和规律化，提高了本专利技术在使用过程中的可靠性和安全性。为实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：一种髋关节支具系统，包括固定座、下肢支具、连接所述固定座与所述下肢支具的动作执行器、连接所述固定座与所述下肢支具并限制下肢支具运动范围的连接结构以及用于对整个系统进行控制的控制装置。所述连接结构包括连接在所述固定座下端的支架一和连接在所述下肢支具的一端的支架二，所述支架一与所述支架二活动连接。所述动作执行器的两端分别与所述固定座和所述下肢支具铰接；所述固定座的侧部设置有支座一，所述下肢支具的弯曲部以上的位置设有支座二；所述动作执行器的一端通过所述支座一与固定座铰接，所述动作执行器的另一端通过所述支座二与下肢支具铰接。所述下肢支具和所述动作执行器对应为单侧设置或双侧设置，每一侧的动作执行器可设置至少一个；所述固定座与人体躯干的形状相适应，所述下肢支具的弯曲角度与人体下肢尺寸及关节弯曲角度相适应。所述控制装置包括：用于对整个系统进行操作控制、运动信息参数获取和运动信息参数处理的控制模块，所述控制模块包括计算机、时间伺服器和控制电路；所述计算机与所述时间伺服器交互式连接，所述控制电路的输出端分别与所述计算机的输入端和所述时间伺服器的输入端相连接；所述计算机用于对整个系统操作控制、获取和处理运动信息参数，所述时间伺服器用于预设运动时间及处理预设运动时间参数；用于监测所述动作执行器的运动信息参数的监测模块，所述监测模块与所述控制模块交互式连接；用于在所述控制模块控制下驱动所述动作执行器运动的动力驱动模块，所述动力驱动模块，其输入端与所述控制模块的输出端相连，其输出端与所述动作执行器的输入端相连；所述控制模块，首先根据预设运动参数控制动力驱动模块驱动动作执行器带动下肢支具运动，同时控制监测模块监测动作执行器的运动信息参数，其次根据监测模块监测到的运动信息参数获取髋关节和下肢关节的运动信息，最后根据所述获取的运动信息控制动作执行器连续运动；所述运动信息参数包括所述动作执行器推拉运动的压力参数和动作执行器旋转运动的角度参数。所述监测模块包括：位于动作执行器上且用于获取动作执行器运动信息参数的压力传感器和角度传感器，所述监测模块还包括用于发出警报的报警器。所述预设运动参数包括频率、角度和时间；所述运动信息包括髋关节和下肢关节的运动频率、运动角度以及运动时间。一种髋关节支具系统的控制方法，该方法包括以下步骤：（1）将所述固定座和所述下肢支具分别固定在人体躯干部和下肢部位；（2）在控制模块中预设运动参数，控制模块控制动力驱动模块驱动动作执行器运动；同时，控制模块获取动作执行器的运动信息参数，根据获取的运动信息参数，获取髋关节和下肢关节的运动信息；（3）控制模块根据获取的运动信息控制动力驱动模块驱动动作执行器进行连续的推拉和/或旋转运动；时间伺服器根据预设的运动时间参数反馈时间周期至控制模块，控制模块控制动作执行器运动的周期；（4）控制模块根据获取的动作执行器连续运动的运动信息参数获取髋关节和下肢关节的运动信息，当控制模块获取的运动信息达到预设运动参数时，或控制模块根据获取的运动信息参数获取的髋关节和下肢关节的运动信息在预设运动参数范围以外时，控制模块控制动力驱动模块停止驱动动作执行器运动，手动将人体恢复到自然肢体状态。所述步骤（2）的具体步骤为：在控制模块中预设运动参数，控制模块控制动力驱动模块驱动动作执行器运动，动作执行器带动下肢支具运动时，支架二跟随下肢支具以支架二与支架一的连接部为转动轴运动，下肢支具运动后进而带动髋关节做被动前屈和/或内收和/或外展和/或旋转运动；同时，控制模块控制监测模块监测动作执行器的推拉运动的压力参数和动作执行器的旋转运动的角度参数，然后控制模块根据监测模块监测到的动作执行器的推拉运动的压力参数和动作执行器的旋转运动的角度参数获取髋关节和下肢关节的运动信息；所述压力参数和角度参数分别通过监测模块中的压力传感器和角度传感器获取。所述步骤（4）的具体步骤为：当监测模块将监测到的动作执行器连续的推拉运动的压力参数和动作执行器连续的旋转运动的角度参数反馈至控制模块中时，且控制模块根据反馈的动作执行器的推拉运动的压力参数和动作执行器的旋转运动的角度参数获取髋关节和下肢关节的运动信息，当控制模块获取的运动信息达到预设运动参数时，控制模块控制监测模块启动报警器，发出警报；或控制模块根据反馈的动作执行器的推拉运动的压力参数和动作执行器的旋转运动的角度参数获取的髋关节和下肢关节的运动信息在预设运动参数范围以外时，控制模块控制监测模块启动报警器，发出警报；同时，控制模块控制动力驱动模块停止驱动动作执行器运动，手动将人体恢复到自然肢体状态；所述压力参数和角度参数分别通过监测模块中的压力传感器和角度传感器获取。由以上技术方案可知，本专利技术通过动作执行器带动下肢支具做运动，进而带动髋关节做被动的活动，能够产生有效的应力刺激使关节和周围结构的组织重建，不但加快组织重建的生物进程，而且预防治疗髋关节疾病的并发症的发生，使患者不论在清醒状态下和睡眠休息的时候都能获得有效的关节被动运动，进而有效提高治疗效果、缩短治疗时间；另一方面，有效避免了因长期不动作所带来的关节僵硬、肌肉萎缩、骨质疏松等关节固定综合症。本专利技术还通过控制装置控制动作执本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种髋关节支具系统，其特征在于：包括固定座、下肢支具、连接所述固定座与所述下肢支具的动作执行器、连接所述固定座与所述下肢支具并限制下肢支具运动范围的连接结构以及用于对整个系统进行控制的控制装置。

【技术特征摘要】
1.一种髋关节支具系统，其特征在于：包括固定座、下肢支具、连接所述固定座与所述下肢支具的动作执行器、连接所述固定座与所述下肢支具并限制下肢支具运动范围的连接结构以及用于对整个系统进行控制的控制装置。
2.如权利要求1所述的一种髋关节支具系统，其特征在于：所述连接结构包括连接在所述固定座下端的支架一和连接在所述下肢支具的一端的支架二，所述支架一与所述支架二活动连接。
3.如权利要求1所述的一种髋关节支具系统，其特征在于：所述动作执行器的两端分别与所述固定座和所述下肢支具铰接；所述固定座的侧部设置有支座一，所述下肢支具的弯曲部以上的位置设有支座二；所述动作执行器的一端通过所述支座一与固定座铰接，所述动作执行器的另一端通过所述支座二与下肢支具铰接。
4.如权利要求3所述的一种髋关节支具系统，其特征在于：所述下肢支具和所述动作执行器对应为单侧设置或双侧设置，每一侧的动作执行器可设置至少一个；所述固定座与人体躯干的形状相适应，所述下肢支具的弯曲角度与人体下肢尺寸及关节弯曲角度相适应。
5.如权利要求1所述的一种髋关节支具系统，其特征在于：所述控制装置包括：
用于对整个系统进行操作控制、运动信息参数获取和运动信息参数处理的控制模块，所述控制模块包括计算机、时间伺服器和控制电路；所述计算机与所述时间伺服器交互式连接，所述控制电路的输出端分别与所述计算机的输入端和所述时间伺服器的输入端相连接；所述计算机用于对整个系统操作控制、获取和处理运动信息参数，所述时间伺服器用于预设运动时间及处理预设运动时间参数；
用于监测所述动作执行器的运动信息参数的监测模块，所述监测模块与所述控制模块交互式连接；
用于在所述控制模块控制下驱动所述动作执行器运动的动力驱动模块，所述动力驱动模块，其输入端与所述控制模块的输出端相连，其输出端与所述动作执行器的输入端相连；
所述控制模块，首先根据预设运动参数控制动力驱动模块驱动动作执行器带动下肢支具运动，同时控制监测模块监测动作执行器的运动信息参数，其次根据监测模块监测到的运动信息参数获取髋关节和下肢关节的运动信息，最后根据所述获取的运动信息控制动作执行器连续运动；
所述运动信息参数包括所述动作执行器推拉运动的压力参数和动作执行器旋转运动的角度参数。
6.如权利要求5所述的一种髋关节支具系统，其特征在于：所述监测模块包括：位于动作执行器上且用于获取动作执行器运动信息参数的压力传感器和角度传感器，所述监测模块还包括用于发出警报的报警器。
7.如权利要求5所述的一种髋关节支具系统，其特征在于：所述预设运动参数包括频率、角度和时间；所述运动信息包括髋关节和下肢关节的运动频率、运...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡大勇，
申请(专利权)人：胡大勇，合肥新脉动生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34