一种腕手综合康复系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种腕手综合康复装置及方法，所述腕手综合康复训练系统包括：训练组件、传感器组件、交互组件、驱动组件、控制模块以及刺激组件。所述训练方法：首先通过传感器组件采集到的训练者的康复训练数据，然后控制模块控制驱动组件给予训练组件动力以供训练者进行腕手部的综合训练，同时训练过程中交互组件可以实时反馈训练情况调节训练方式。刺激组件给予前臂肌肉群刺激提高训练效果。本发明专利技术能够对训练者的腕部和手指部进行协同训练，同时融合了多种模态技术，提高训练者的腕手部康复质量和效率。和效率。和效率。

【技术实现步骤摘要】
一种腕手综合康复系统及方法


[0001]本专利技术涉及康复器械
，尤其涉及一种腕手综合康复系统及方法。

技术介绍

[0002]卒中是居民首位的致残病因，卒中发病率、患病率、复发率居高不下。在病人的长期康复训练过程中，上肢功能的恢复对于患者后期生活质量的改善具有重要的作用。其中，腕手功能在上肢整体功能中占有重要地位。人类使用工具的能力绝大部分来源于对于腕和手的精细掌控。因此，腕手功能康复是脑卒中后康复过程中的重点和难点。
[0003]近年来涌现出了很多腕手部康复机器人作为辅助康复治疗工具，成为脑卒中后腕手部运动障碍患者治疗的有效辅助手段。但是目前的腕手功能康复训练设备或单独训练手腕功能，或单独训练手指功能，或融合的技术较少，虽然在一定程度上帮助提高使用者的主动参与程度，但是整体上现有的设备普遍缺乏腕手综合康复功能，且结合的其余技术手段单一，在真正实现腕手功能主动训练方面仍存在技术难度。基于此，现有技术缺少一种腕手功能综合康复训练系统，康复系统训练形式单一，使用者的腕手功能康复效率低。

技术实现思路

[0004]鉴于此，本专利技术实施例提供了一种腕手综合和康复系统，以消除或改善现有技术中存在的一个或更多个缺陷，解决现有技术在腕手康复训练时训练部位单一且训练效率低的问题
[0005]一方面，本专利技术提供了一种腕手综合康复系统，包括：
[0006]训练组件，所述训练组件包括腕部屈伸训练组件和手指部屈伸训练组件，所述腕部屈伸训练组件通过转动机构或第一伸缩机构牵引用户的手腕进行屈伸运动，所述手指部屈伸训练组件通过第二伸缩机构牵引用户的手指进行屈伸运动；
[0007]驱动组件，包括气动元件，所述气动元件连接驱动所述转动机构、所述第一伸缩机构和所述第二伸缩机构；
[0008]传感器组件，包括设置在所述腕部屈伸训练组件上的腕部弯曲角度传感器，设置在所述手指部屈伸训练组件的手指弯曲角度传感器和柔性压力传感器，以及近红外脑电传感器；
[0009]交互组件，包括显示模块和参数调节模块，所述显示模块用于显示虚拟现实交互场景、驱动组件参数和传感器组件参数；
[0010]控制模块，连接控制所述驱动组件、所述传感器组件和所述交互组件。
[0011]在一些实施例中，所述腕部屈伸训练组件包括：
[0012]弹性纤维手套，所述弹性纤维手套延伸至用户前臂；
[0013]前臂底座，连接固定所述弹性纤维手套的前臂端；
[0014]手背部底座，连接固定在所述弹性纤维手套的手背部，所述手背部底座上设有掌部环带并呈环状包裹手部；
[0015]腕部伸缩管，连接所述前臂底座和所述手背部底座，所述腕部伸缩管在充气的状态下伸展以推动用户手腕向第一运动方向运动，所述腕部伸缩管在不充气的状态下收缩以带动用户手腕向第二运动方向运动；
[0016]手腕气道，连接所述腕部伸缩管，用于对所述腕部伸缩管进行充放气。
[0017]在一些实施例中，所述手指部屈伸训练组件包括：
[0018]支架固定扣，设置在所述弹性纤维手套的各指节上；
[0019]多个手指伸缩管，固定连接所述弹性纤维手套上每个手指对应的多个所述支撑固定扣，所述手指伸缩管在充气的状态下伸展以推动用户手指向第一运动方向运动，所述手指伸缩管在不充气的状态下收缩以带动用户手指向第二运动方向运动；
[0020]手指气道，连接各手指伸缩管，用于对各手指伸缩管进行充放气。
[0021]在一些实施例中，所述腕部屈伸训练组件包括：
[0022]支撑底座，所述支撑底座为L形；
[0023]前臂支撑台，可旋转地连接在所述支撑底座内侧，所述前臂支撑台上设有圆弧形的手腕限位槽；
[0024]腕关节转轴，固定在所述前臂支撑台上；
[0025]掌托，固定在所述腕关节转轴上；
[0026]手腕限位杆，所述手腕限位杆的一端连接在所述腕关节转轴上，另一端嵌入所述手腕限位槽内；
[0027]旋转气缸，设置在所述前臂支撑台上并连接驱动所述腕关节转轴。
[0028]在一些实施例中，所述腕部弯曲角度传感器包括：同步带，所述同步带连接所述腕关节转轴和编码器。
[0029]在一些实施例中，所述系统还包括：刺激模块，连接所述控制模块，所述刺激模块包括一个或多个微型震动马达和/或电极贴片。
[0030]另一方面，本专利技术还提供一种腕手康复训练方法，所述方法在上述腕手综合康复系统的控制模块上运行，所述方法包括：
[0031]在用户腕手部自然状态下，获取腕部弯曲角度传感器采集的腕部初始关节角度，获取手指弯曲角度传感器采集的手指初始关节角度；
[0032]在用户腕手部屈曲的极限状态下，获取所述腕部弯曲角度传感器采集的腕部极限关节角度，获取所述手指弯曲角度传感器采集的手指极限关节角度；
[0033]根据所述腕部初始关节角度和所述腕部极限关节角度计算腕部运动角度区间，根据所述手指初始关节角度和所述手指极限关节角度计算手指运动角度区间；
[0034]根据所述腕部运动角度区间和所述手指运动角度区间设置所述驱动组件的驱动参数，以控制训练组件实现用户腕手部的被动训练。
[0035]在一些实施例中，所述方法还包括：
[0036]在用户腕手执行屈曲或伸展运动的初始阶段，获取所述腕部弯曲角度传感器采集的腕部实时关节角度，获取所述手指弯曲角度传感器采集的手指实时关节角度；
[0037]计算所述腕部实时关节角度和所述腕部初始关节角度的第一角度差，计算所述手指实时关节角度和手指初始关节角度的第二角度差。
[0038]获取腕部角度阈值和手指角度阈值；
[0039]若所述第一角度差大于所述腕部角度阈值，则控制所述驱动组件按照第一设定调节量驱动腕部屈伸训练组件进行助动；
[0040]若所述第二角度差大于所述手指角度阈值，则控制所述驱动组件按照第二设定调节量驱动手部屈伸训练组件进行助动。
[0041]在一些实施例中，所述方法还包括：
[0042]采集健侧腕手端腕部弯曲角度传感器采集的健侧腕部关节角度，获取健侧腕手端手指弯曲角度传感器采集的健侧手指关节角度；
[0043]控制患侧腕手端驱动组件驱动患侧腕部屈伸训练组件和患侧手指部屈伸训练组件屈伸，使患侧腕部关节角度与所述健侧腕部关节角度一致，患侧手指关节角度与所述健侧手指关节角度一致。
[0044]在一些实施例中，所述方法还包括：
[0045]控制刺激模块中的微型震动马达和/或电极贴片对前臂指定位置进行振动刺激或电刺激。
[0046]本专利技术的有益效果至少是:
[0047]本专利技术所述腕手综合康复系统及方法中，通过协同设置腕部屈伸训练组件和手指部屈伸训练组件，能够同时对用户手腕和手指进行训练。通过多种传感器采集用户腕手康复训练过程中的动作参数和脑电参数，以实时监控和管理康复训练过程。通过交互组件展示训练状态和调整训练强度，通过构建虚拟现实交互场景本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种腕手综合康复系统，其特征在于，包括：训练组件，所述训练组件包括腕部屈伸训练组件和手指部屈伸训练组件，所述腕部屈伸训练组件通过转动机构或第一伸缩机构牵引用户的手腕进行屈伸运动，所述手指部屈伸训练组件通过第二伸缩机构牵引用户的手指进行屈伸运动；驱动组件，包括气动元件，所述气动元件连接驱动所述转动机构、所述第一伸缩机构和所述第二伸缩机构；传感器组件，包括设置在所述腕部屈伸训练组件上的腕部弯曲角度传感器，设置在所述手指部屈伸训练组件的手指弯曲角度传感器和柔性压力传感器，以及近红外脑电传感器；交互组件，包括显示模块和参数调节模块，所述显示模块用于显示虚拟现实交互场景、驱动组件参数和传感器组件参数；控制模块，连接控制所述驱动组件、所述传感器组件和所述交互组件。2.根据权利要求1所述的腕手综合康复系统，其特征在于，所述腕部屈伸训练组件包括：弹性纤维手套，所述弹性纤维手套延伸至用户前臂；前臂底座，连接固定所述弹性纤维手套的前臂端；手背部底座，连接固定在所述弹性纤维手套的手背部，所述手背部底座上设有掌部环带并呈环状包裹手部；腕部伸缩管，连接所述前臂底座和所述手背部底座，所述腕部伸缩管在充气的状态下伸展以推动用户手腕向第一运动方向运动，所述腕部伸缩管在不充气的状态下收缩以带动用户手腕向第二运动方向运动；手腕气道，连接所述腕部伸缩管，用于对所述腕部伸缩管进行充放气。3.根据权利要求2所述的腕手综合康复系统，其特征在于，所述手指部屈伸训练组件包括：支架固定扣，设置在所述弹性纤维手套的各指节上；多个手指伸缩管，固定连接所述弹性纤维手套上每个手指对应的多个所述支撑固定扣，所述手指伸缩管在充气的状态下伸展以推动用户手指向第一运动方向运动，所述手指伸缩管在不充气的状态下收缩以带动用户手指向第二运动方向运动；手指气道，连接各手指伸缩管，用于对各手指伸缩管进行充放气。4.根据权利要求1所述的腕手综合康复系统，其特征在于，所述腕部屈伸训练组件包括：支撑底座，所述支撑底座为L形；前臂支撑台，可旋转地连接在所述支撑底座内侧，所述前臂支撑台上设有圆弧形的手腕限位槽；腕关节转轴，固定在所述前臂支撑台上；掌托，固定在所述腕关节转轴上；手腕限位杆，所述手腕限位杆的一端连接在所述腕关节转轴上，另一端嵌入所述手腕限位槽内；旋转气缸，设置在所述前臂支撑台上并连接驱动所述腕关节转轴。
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【专利技术属性】
技术研发人员：李增勇，徐功铖，霍聪聪，潘国新，张明峥，张腾宇，赵海红，孙爱萍，
申请(专利权)人：国家康复辅具研究中心，
类型：发明
国别省市：