[发明专利]转动康复设备及方法

说明书

相关申请

本申请是2003年10月16日提交的第10/687,207号美国专利申请的部分继续申请，上述申请的内容通过引用而并入本文。

                      发明背景

1.技术领域

本发明一般涉及锻炼和康复领域。更具体地说，本发明涉及这样一种设备，其给使用者的四肢，包括主动参加或被动参与圆周动作的臂或腿的运动范围提供选择性的调节。

2.相关技术的描述

最值得关注且最普遍的运动伤害之一是对膝部的伤害，公开的数据连续报道所有男人和女人中每年有四分之一到三分之一经历某种膝部伤害。每年大约有1080万人单独因为膝部受伤而去看医生。美国每年在所有肌肉和骨骼疾病方面的总的预算成本为2540亿美元。许多对人下肢的伤害使得进行康复训练成为必要。这种伤害可能包括：对人腿(如膝盖、髋部)关节的伤害，人的关节的置换(如整个髋部或膝部的关节造形术[THA，TKA])，与这些关节关联的韧带和肌腱(例如，前十字韧带或内侧副韧带[ACL，MCL]，膝盖骨或四头肌)或腿的肌肉(例如Rectos或股二头肌等)。医生常常嘱咐要在手术之后进行康复训练，以进一步修复运动者四肢的受伤部位。

主躯干的伤害在美国也极其普遍。主躯干的伤害包括那些影响肩部和背部的伤害。肩关节是人体中最灵活的关节，肩关节由于意外地过度扩张范围的运动而很容易受伤。美国劳动部估计所有肌肉和骨骼伤害中的35％是主躯干伤害。每年超过四百万人由于肩部受伤而访问健康护理专业人员。此外，美国劳动部估计由于肩部受伤而不工作的平均时间为12天。相应地由于不工作的时间造成的损失预计为130-200亿美元。

在脚踏车上运动是一种常见的康复训练，并被推荐用以改善肌肉和韧带、提高脊腱力量，以及增加受伤或手术之后四肢的耐力。人的上肢和下肢在圆周路径中的运动促使分别形成肩部和肘部或髋部和膝部的关节连接运动。然而，要使康复锻炼有效，必须基于给定的人的身体尺寸、受伤的类型和康复计划等，适合他们的特殊需要。例如，如果对人腿的撕裂的ACL已经进行了手术修复，那么通常希望在康复训练的开始限制膝盖的弯曲或扩张，这样作不仅是因为疼痛，而且还是为了避免破坏修复。同样，对肩部而言，医生可能会建议在自然康复和足够复原之前，将肩部运动限制在远远小于其360度全功能的范围内。尽管周期型的锻炼机器被推荐用于某些康复训练中，但它们通常不便于调节人四肢运动的范围。此外，这些机器局限于标准的踏板或手柄结构，其中一根杆(手柄或踏板)与另一根杆环绕轮轴偏离180度。然而，有些康复训练是有益于灵活性、力量和/或耐力的，对于被动的、有协助的主动的、以及主动的运动范围来说，通过使杆或手柄偏移其他角度可以实现上述康复训练。

                      发明概述

提出了一种转动康复设备，其允许选择参与圆周运动的人的上肢和/或下肢的运功范围。可调节的杆组件令髋部、膝部、肩部和/或肘部在受伤后得到更安全、更快速的康复，并进一步减少疼痛，增加运动范围，加强软组织和常规训练。该装置包括一根活动杆和可转动地安装于支架上的飞轮，飞轮具有沿其直径的一系列孔，活动杆或手柄可拆卸地安装于孔内。在一个示例性的结构中，转动康复设备与脚踏车型训练机械结合，例如脚踏车测力器(cycle ergometer)。使用者坐在座位上，将脚或手放置于杆上以向其施加力。随着使用者的脚或手在圆周路径中移动，四肢进行伸展和弯曲，从而使在使用者的髋部和膝部或者肩部和肘部关节处形成的关节连接运动。因此，通过将杆装入飞轮上的适当的孔中，能够控制四肢的关节连接的运动量和这些关节的运动范围。如果需要增加伸展和弯曲，可将杆安装于远离飞轮的转动轴线的孔中。相反地，如果需要小角度的伸展和弯曲，则可将杆安装于靠近飞轮的转动轴线的孔中。

在一种结构中，活动杆可拆卸地安装于飞轮的安装孔中，而另一根杆则留在满直径位置。这种结构允许一个四肢的运动范围可调，另一个四肢的运动范围固定，其允许一个四肢(例如受伤的膝部或肩部)得到更多限制性、康复性的训练，而另一个四肢得到更多费力的训练。

另一方面，多组孔横跨不同的飞轮直径延伸，因此活动杆可环绕转动轴线、相对于固定杆以各种不同的角度安装。例如，当杆之间有代表性地环绕脚踏车型训练机械上的轮轴相互呈180度时，在康复训练中可以期望将杆定位于不同的角度，以在被动的运动范围(″PROM″)、有协助的主动运动范围(″AAROM″)和主动运动范围(″AROM″)工作。