[实用新型]可穿戴式下肢康复训练和步行辅助系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及神经损伤疾病康复辅助技术领域，具体涉及一种可穿戴式下肢康复训练和步行辅助系统，将足底压力信号转变成音频信号，来改善脑卒中、脑外伤、帕金森病、阿尔兹海默病、多发性硬化症、神经系统肿瘤、脑瘫、脊髓损害等神经损伤相关疾病的运动功能。

背景技术

每年我国脑卒中年发生率为200/10万，存活着中70％以上有不同程度的功能障碍，而步行能力降低是其中最常见的功能障碍，同时也是患者渴求改善的功能障碍。早期不能步行者约占2/3,即便到恢复期仍然有1/3者遗留步行障碍。而步行障碍又将导致患者运动能力及运动耐力下降，心肺功能下降，肌肉萎缩、骨折疏松，进而导致卒中后并发症的出现或加重。这给社会、家庭及患者本人均带来极大的影响。感觉是运动恢复的前提，然而脑卒中患者常常合并偏瘫侧肢体感觉障碍，导致站立及步行时患者对患足是否触地、患腿负重等情况感知下降，从而导致两种结果：①患者有意将重心向健侧偏移，减少患侧下肢负重，缩短患侧下肢支撑时间，健侧下肢负担增加，导致步行稳定性及步速下降，长时间采用这种步行方式又将引起患侧下肢肌肉萎缩、肌力下降、运动能力减退等；②在缺乏准确感觉信息情况下，不减少患侧负重，则步行稳定性差、易摔伤、骨折等。

总之，脑卒中等神经系统疾病患者常因偏瘫侧肢体感觉障碍限制肢体运动功能的恢复，而运动功能恢复差进一步导致患肢废用，而废用则反过来进一步加重功能障碍，从而陷入恶性循环中。而感觉恢复又较运动功能恢复困难且过程缓慢，因此需要利用外在设备采集患侧下肢负重信息，幸运的是此类疾病对同侧的听觉几无影响，故可将压力信号转化为音频信号，来弥补神经损伤后肢体感觉缺失造成的不良影响，加速运动功能恢复，从而及时避免或减轻废用性功能下降。

目前，已申请专利的关于足底压力测试的技术尚无针对神经损伤疾病领域。其中一部分技术方案是将所测数值显示于屏幕，需要使用者始终观察屏幕，这显然不能在步行中使用；另有一些运用于骨折疾患领域的如专利号为[200620138550.0]、[03205538.2]等，这些技术虽有音频提示，但其音频转换方案只是强调让骨折病人在可承受的范围内尽量增加患肢的负重，其音频提示主要是在压力超过受力极限时，无法做到细化压力段，使用者不能感知负重的大小，无法直观地获知足底的受力情况，不能很好的弥补足底的触压觉功能障碍带来的不利影响。

另外，相当一部分脑卒中患者在发生后还会长期存在小腿三头肌痉挛等症状，这些症状严重阻碍了下肢运动功能的恢复。虽然患者在住院期间可以利用多个仪器或治疗项目来改善这些障碍，但当患者出院后家中的条件有限，但又不能忽视这些，因此需要结合肌肉痉挛预判的功能来实现下肢康复。

实用新型内容

为了克服现有设备在上述方面的局限性，本实用新型提供一种可穿戴式下肢康复训练和步行辅助系统，该系统不仅能实时将所测压力等信息转变成音频信号，发挥感觉替代功能，还具有肌肉痉挛预判作用，且携带方便、成本低，能适应户外多种环境。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种可穿戴式下肢康复训练和步行辅助系统，包括康复施力检测装置、控制主板和上位机，所述控制主板包括：信号调理模块，用于将所述康复施力检测装置获取的足底压力信号进行采样、滤波及模数转换，得到动态变化的足底压力数字信息；位置速度感应模块，用于获取使用者足部的位置速度信号；主控芯片，用于将所述足底压力数字信息经过压力音频信号转换算法，转换成对应的声音频率信号；蓝牙模块，用于将声音频率信号和位置速度信号发送给上位机；电源管理模块，用于向信号调理模块、位置速度感应模块、主控芯片以及蓝牙模块提供电源；所述上位机，用于分析声音频率和位置速度变化，并播放相应的声音以提醒使用者。

进一步地，所述康复施力检测装置包括压力传感器，康复施力检测装置使用时置于使用者脚底，所述压力传感器通过接口连接至所述信号调理模块。

进一步地，所述压力传感器分别与第一跖、第一和二跖骨头中点、第四跖骨头、外侧足弓以及足跟对应设置。

优选地，所述康复施力检测装置为康复训练和步行辅助专用鞋或专用鞋垫。

由以上技术方案可知，本实用新型具有如下有益效果：

(1)建立另一种反馈途径，弥补神经损伤后触压觉功能障碍，从而形成反馈环路指导并提高运动的能力，同时通过声音提示患者患侧的负重情况，从而诱导患者合理地分配患肢负重，用以评估、分析肢体功能水平，反应每日的训练量，有益于康复训练；