视觉反馈式动态平衡评定训练系统技术方案

本发明专利技术提供了一种视觉反馈式动态平衡评定训练系统，它包括训练床、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、右下肢支架移动机构，实现被动态的同步屈伸与交替屈伸。在床架与床座之间设有床板角度调节机构，实现各种角度的背部减重功能。床架的两侧与底座之间分别设有床板左侧上下移动机构和床板右侧上下移动机构，该机构实现床的侧翻。左右下肢伸缩机构包括大腿伸缩杆、小腿伸缩杆、实现大小腿支架长度可调，从而实现个性化下肢训练。在床座上安装有控制箱。本发明专利技术集成了对动态平衡功能进行康复评估和训练的装置，并能调节减重程度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种康复医疗器械，尤其涉及一种视觉反馈式动态平衡评定训练系 统。
技术介绍
据统计，我国脑血管病、帕金森病、颅脑外伤、脊髓损伤年发病率逐年增加。这些疾 病和损伤会造成平衡功能障碍乃至残疾。而平衡功能障碍是主要致残因素。多个循证医学 证据表明，包括平衡功能及下肢功能在内的训练是改善功能的重要方式。平衡功能患者的康复过程多数都要经过从被动运动训练到主动运动训练，可进行 被动态下肢平衡功能测试训练的疾病和损伤有卒中、脑外伤、帕金森病、脊髓损伤等；用于 有昏迷、植物状态和微弱意识状态的意识障碍的患者，也可用于早期的全髋、全膝置换术 后、下肢骨折AO或BO术后需维持下肢被动活动，同时又需要一些直立体位训练的的骨科疾 病；可用于需维持下肢活动，同时又需要直立或半直立体位训练的心脏疾病的早期康复，如 心肌梗死、冠脉搭桥术后等患者；而进行相应被动态下肢平衡功能测试训练是初步康复的 必要措施。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。被动的双腿屈伸与交替屈伸动作以 往都采用训练师进行手动操作，不但费时，费力，治疗成本高。而目前市场上下肢康复减重 训练方式采用悬吊设备进行，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。此外，目前的被动训练的产品还存在缺乏个性化训练的特点，对于有身材高矮不 一的患者采用统一下肢训练产品，造成部分患者训练过程达不到效果，或训练强度过大，对 患者造成了一定的损伤。大多数平衡训练床未集成下肢患侧卧位训练，影响患侧的训练强度循序渐进康复 过程，导致康复效果不理想。此外，以往的功能训练产品往往缺乏游戏化训练软件和视觉反馈系统，这样患者 和仪器就不能进行互动，而患者也不能判断通过一段时间的康复训练，自己恢复的情况如 何，使得训练激发不起病人的兴趣，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。
技术实现思路
本专利技术的目的，就是为了解决上述问题，提供一种视觉反馈式动态平衡评定训练 系统。为了达到上述目的，本专利技术采用了以下技术方案一种视觉反馈式动态平衡评定 训练系统，其包括训练床、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，床板固定在床架上，在床架的前端连接有左下肢支架和右下肢支架，在左下肢支架和右下肢支架与 床架之间分别连接有左下肢支架移动机构和右下肢支架移动机构，可实现被动态的同步屈 伸与交替屈伸。在床架与床座之间设有床板角度调节机构，可实现各种角度的背部减重功能。床架的两侧与底座之间分别设有床架左侧上下移动机构和床架右侧上下移动机 构，该机构实现床的侧翻，实现患侧卧位训练，加强患侧的神经刺激。所述的训练床的床座上安装有多个万向调节脚轮，并相应设有多个用于调节脚轮 上下伸缩的调节机构。还包括床板角度显示器，该床板角度显示器安装在床架上随床架一起移动。所述的左下肢支架和右下肢支架结构对称相同，各包括脚踏板支架、下肢伸缩机 构、脚前端缓冲器、脚后跟导向轴和脚踏板；脚踏板支架与相应的下肢支架移动机构转动相 连；脚前端缓冲器和脚后跟导向轴分别连接在脚踏板与脚踏板支架之间；下肢伸缩机构的 一端与脚踏板支架可转动相连，另一端与床架可转动相连；在脚踏板周围设有足底压力传 感器，足底压力传感器与控制箱内的传感器接口电路电信号相连；在下肢伸缩机构上设有 角度传感器，角度传感器与控制箱内的传感器接口电路电信号相连；所述的左下肢支架移 动机构和右下肢支架移动机构分别与相应的脚踏板支架传动相连。所述的下肢伸缩机构包括大腿伸缩杆、小腿伸缩杆、大腿支架和小腿支架，大腿伸 缩杆的一端与床架可转动相连，另一端与小腿伸缩杆可转动相连，小腿伸缩杆的另一端与 脚踏板支架可转动相连，大腿支架安装在大腿伸缩杆上，小腿支架安装在小腿伸缩杆上，在 大腿伸缩杆、小腿伸缩杆、大腿支架和小腿支架上分别设有调节锁紧手柄。这种髋关节固 定，大腿支架长度可调，相应的膝关节位置可调，小腿支架长度可调，实现个性化下肢训练。所述的足底压力传感器由贴有四根应变片的悬臂梁组成，贴有四根应变片的悬臂 梁插装在由脚踏板、脚踏板支架、脚前端缓冲器和脚后跟导向轴组成的脚底受力部件内，足 底压力传感装置的实时数据是动态姿势图以及重心评估的基础。上述左下肢支架移动机构、右下肢支架移动机构、床板左侧上下移动机构和床板 右侧上下移动机构都包含一台直线步进电机。在床座上安装有控制箱，控制箱内设有传感器接口电路、电机驱动模块和电源模 块，电源模块分别为传感器接口电路和电机驱动模块提供电源；电机驱动模块分别与床板 角度调节机构、左下肢支架移动机构和右下肢支架移动机构中的直线步进电机电信号相 连。主控计算机设置在操作台上，主控计算机内设有数据采集模块和运动控制模块， 数据采集模块与控制箱中的传感器接口电路电信号相连，运动控制模块与控制箱中的电机 驱动模块电信号相连。患者用显示装置活动设置在训练床的旁边并与主控计算机电信号相连。主显示屏设置在操作台上并与主控计算机电信号相连。本专利技术的视觉反馈式动态平衡评定训练系统用于进行被动态同步屈伸与交替屈 伸平衡功能的评定和训练。其一，该系统首次引入被动态姿势图，对被动双侧同步屈伸，被 动双侧交替屈伸等被动态的评估，根据评估结果，医护人员对患者提出具体的训练要求。其 二，引入髋关节固定，大腿支架长度可调，相应的膝关节位置可调，小腿支架长度可调，实现5个性化下肢训练。其三，能实现患侧卧位训练，加强患侧的神经刺激，有利于健侧肢体的活 动，该过程由床板左侧上下移动机构和床板右侧上下移动机构实现。其四，它利用角度可调 的床板对背部的支撑作用产生不同的减重效果，开展早期康复，而又避免了悬吊减重的缺 点，还具有智能化平衡系统的技术。它的功能主要包括1、功能评定任意背部支撑角度(0-90° )及独立站立状态下的被动态姿势图，运 动方式为双下肢同步屈伸和交替屈伸，所得评定参数包括额状面摆动频率、平均重心、额状 面最大摆幅、额状面平均摆幅、重心移动轨迹总长度、重心移动轨迹总面积和额状面侧方摆 速等；2、功能训练任意背部支撑角度(0-90° )及独立站立状态下的动态平衡练习设 置和相应的逐级难度递进的练习方案，有视觉和声音反馈、虚拟环境训练方案及平衡游戏 训练方案；3、有用于意识障碍或严重运动功能障碍的重复被动减重踏步训练方式，由器械形 成本体感觉刺激，促进意识状态恢复，预防卧床引起的失用和失健。附图说明图1是本专利技术视觉反馈式动态平衡评定训练系统的正视结构示意图；图2是本专利技术中的训练床的俯视结构示意图。具体实施例方式参见图1、图2，本专利技术视觉反馈式动态平衡评定训练系统，包括训练床1、控制箱 2、主控计算机3、患者用显示装置4和主显示屏5。控制箱2安装在训练床的床座11上，主 控计算机3设置在操作台(操作台未图示出来)上，患者用显示装置4活动设置在训练床 的旁边并与主控计算机电信号相连，主显示屏5设置在操作台上并与主控计算机电信号相 连。本专利技术中的训练床1包括床座11、床架12和床板13，床架12安装在床座11上并 与床座11通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种视觉反馈式动态平衡评定训练系统，其特征在于包括：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，床板固定在床架上，在床架的前端连接有左下肢支架和右下肢支架，在左下肢支架和右下肢支架与床架之间分别连接有左下肢支架移动机构和右下肢支架移动机构，在床架与床座之间设有床板角度调节机构，在床架的两侧与底座之间分别设有床架左侧上下移动机构和床架右侧上下移动机构，上述各机构都包含一台直线步进电机；控制箱，安装在床座上，控制箱内设有传感器接口电路、电机驱动模块和电源模块，电源模块分别为传感器接口电路和电机驱动模块提供电源；电机驱动模块分别与床板角度调节机构、左下肢支架移动机构、右下肢支架移动机构、床架左侧上下移动机构和床架右侧上下移动机构中的直线步进电机电信号相连；主控计算机，设置在操作台上，主控计算机内设有数据采集模块和运动控制模块，数据采集模块与控制箱中的传感器接口电路电信号相连，运动控制模块与控制箱中的电机驱动模块电信号相连；患者用显示装置，活动设置在训练床的旁边并与主控计算机电信号相连；主显示屏，设置在操作台上并与主控计算机电信号相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐秀林，邹任玲，胡秀枋，安美君，王红梅，李放，吴毅，张峰，胡永善，贾杰，
申请(专利权)人：上海理工大学，复旦大学附属华山医院，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]