[发明专利]下肢康复训练患者质量平衡器及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种下肢康复训练患者质量平衡器及方法，属于康复医疗器械领域。主要用于脊髓损伤、脑卒中等神经系统疾病导致的有下肢运动功能障碍患者的减重步行康复训练。

背景技术

近年来，随着交通和工伤事故的增多，以及社会的老龄化，由脊椎损伤、脑卒中等中枢神经系统疾病引起的下肢运动功能障碍患者呈急剧增加的趋势，严重危害着患者的健康和生活质量，同时给患者家庭和社会带来沉重负担。已有大量的临床研究证实，除了早期手术治疗和药物治疗外，减重步行训练（Body Weight Support Treadmill Training, BWSTT）是针对该类疾病患者步行康复治疗的重要手段之一。

在减重步行训练中，由于患者无法支撑自身重量，就需要通过其它方式来卸载患者部分自身重量。在康复训练过程中，随着患者逐渐康复，所需要的减重力也会逐渐减小。在步行过程中，患者重心的上下波动还会产生惯性力，即动态载荷，同样会对患者下肢产生负担。所以为了提高减重步行训练的效果，所使用的减重器必须能按照患者实际情况来提供相应的减重力，并能同时减轻患者自身重量和行走过程中产生的动态载荷对患者下肢的负担。目前国内外采用的减重方式主要包括静平衡被动减重、配重块被动减重、弹簧被动减重和恒重量主动减重四种方式。其中，静平衡被动减重会妨碍患者重心的上下运动，不利于患者正常生理步态的恢复；配重块被动减重在调整减重力时需要消耗操作人员很大的体力，并且由于训练时受到配重块自身惯性的影响，导致其提供的减重力误差较大；弹簧被动减重在训练过程中由于患者重心位置的改变，不能提供出所需要的减重力；而恒重量主动减重虽然能很好的减轻患者自身重量对其下肢造成的负担，但是不能减轻步行过程中动态载荷对患者下肢造成的负担。

发明内容

本发明的目的在于针对目前国内外使用的减重方式所存在的问题和不足，提供一种下肢康复训练患者质量平衡器及方法，同时减轻患者自身重量和行走过程中产生的动态载荷对患者下肢造成的负担，达到患者感觉是在除去了部分自身质量后接受步行训练的效果，从而与正常行走过程中人体动力学模型保持一致，更加有利于患者正常生理步态的恢复。

本发明的构思是：本发明设计出的下肢康复训练患者质量平衡器是一种绳牵引式基于电机控制的主动减重系统。悬吊减重可降低患者对跌倒的恐惧心理，有利于患者站立进行早期的减重步行训练；通过控制电机可以根据需要实现减重力大小的实时可调，并能保证很高的精度和稳定性。减重步行训练时，患者穿好吊带位于跑步机上，吊带连接到钢丝绳上，钢丝绳的一端连在电动绞车上，另一端连在减重力产生机构上。电动绞车可以按照患者身高调节钢丝绳的长度，并且可以辅助医护人员帮助患者站立起来；减重力产生机构用于实现连接在钢丝绳上的吊带跟随患者重心轨迹运动并能提供减重力，减重力的大小可以根据患者实际训练情况由医护人员设定。为了降低减重力产生机构上电机的负载，从而减少能耗和降低热量，引入拉伸弹簧承担部分负载。在训练过程中，按照医护人员设定好的需要减去的质量，根据重力加速度和患者的重心加速度计算出减重力产生机构需要提供的减重力，再由力传感器检测实际减重力的大小并反馈给上位机控制器实现基于位置跟随的力反馈闭环控制，从而保证恒定的减质量。

根据上述的构思，本发明采用如下技术方案：

一种下肢康复训练患者质量平衡器，其特征在于训练时连于钢丝绳上的吊带能跟随患者重心轨迹运动，并能同时卸除部分患者自重和动态载荷对患者下肢的负担，达到恒质量减重效果。所述下肢康复训练患者质量平衡器包括减重力产生机构、支架、电动绞车、钢丝绳、滑轮、力传感器、吊带、跑步机和控制系统，所述减重力产生机构与钢丝绳的一端相连接；所述钢丝绳的另一端通过两个定滑轮和一个动滑轮与电动绞车相连接；所述两个定滑轮和电动绞车安装在上述支架上；所述滑轮通过钢丝绳与力传感器一端相连接；所述力传感器另一端通过钢丝绳与吊带相连接；所述吊带可穿在患者身上；所述跑步机安装在上述支架底部。