[发明专利]一种多功能智能康复训练与评估系统

说明书

技术领域

本发明涉及康复训练技术领域，具体涉及一种多功能智能康复训练与评估系统。

背景技术

随着社会加速迈入老龄化，老年疾病，中风等导致运动障碍的疾病率日益增加，康复医学科建设也保持增长，然而人力成本日益更加，康复医师，治疗师的缺口越来越大。在工业领域，安全精密的机器人已广泛应用于精密制造行业。康复医师和康复治疗师的部分工作尤其是运动康复工作多为一些重复性协助或辅助肢体运动的工作。目前的康复机器人多为专一功能康复机器人，如步态康复机器人、手功能康复机器人，上肢康复机器人等，其功能要么为主动康复要么为被动康复，且康康复模式往往是设定好的固定模式；现有功能较为复杂和智能的机器人体积都很大，难以在病床旁治疗，对于早期康复患者应用受限；大部分机器人是固定的座椅类型或者将病人固定在机器人上，很难模拟真正的康复师手法治疗；再加上机器人本身的成本较高，导致目前康复机器人在市场上的销量并不大。

发明内容

本申请提供一种多功能智能康复训练与评估系统，包括控制终端、用于上下肢各关节康复训练的机械臂以及相应的力传感器、位置传感器、肌电传感器和用于固定患者不同关节的3D打印支具；系统具备上下肢主动、被动、助力、预设、自定义等多种康复模式；

力传感器设置于机械臂与患者接触的一端，位置传感器安装于机械臂上可记录机械臂的运动空间位置，肌电传感器贴于患者的肌肉体表，机械臂、力传感器、位置传感器和肌电传感器分别与控制终端信号连接；

控制终端通过采集分析力传感器和肌电传感器信息并结合机械臂内置参数下发康复指令给机械臂，机械臂执行康复指令作用于3D打印支具对患者实施相应的康复训练动作，且，控制终端于康复训练动作过程中实时获取并记录机械臂的位置信息、肌电传感器反馈患者的肌力以及力传感器反馈患者训练过程中施加的力，并依此实时调整康复训练模式。

一种实施例中，机械臂与个性化的3D打印支具配合，能够用于上下肢各关节的康复治疗。

一种实施例中，机械臂具有六自由度方向的运动空间，力传感器获取机械臂运动空间的六维的力信息。

一种实施例中，控制终端内置有预设康复模块和自定义康复模块，预设康复模块和自定义康复模块分别内置有被动康复训练、主动康复训练和助力康复训练。

一种实施例中，控制终端内置有示教模块，示教模块被触发时进入示教模式，控制终端于示教模式状态下实时记录并存储康复训练流程和机械臂动作模式，记录完毕后机械臂根据记录的示教模式对患者实施相应重复的被动康复训练。

一种实施例中，患者在预设康复模块下进行主动康复训练或助力康复训练过程中，控制终端实时获取并存储肌电传感器反馈患者的肌力和力传感器反馈患者训练过程中施加的力，对肌电传感器反馈的肌力和力传感器反馈的力进行分析，并依分析结果实时调整机械臂的运动幅度和阻尼系数。

一种实施例中，控制终端还内置有虚拟动画模拟模块，患者康复训练过程中，虚拟动画模拟模块执行根据机械臂的位置信息、肌电传感器反馈患者的肌力和力传感器反馈的力模拟患者康复训练的动作并形成相应的虚拟动画。

一种实施例中，控制终端还内置有康复评估模块，康复评估模块执行根据患者被动康复训练、主动康复训练或助力康复训练过程中位置传感器记录的机械臂运动空间位置、肌电传感器反馈患者的肌力和力传感器反馈患训练过程中施加的力进行评估。

一种实施例中，控制终端还内置有个性化康复训练模块，患者主动康复训练或助力康复训练过程中，个性化康复训练模块执行依据前一主动康复训练或助力康复训练过程中肌电传感器反馈患者的肌力和力传感器反馈患者训练过种中施加的力给出患者当前主动康复训练或助力康复训练的方案。

一种实施例中，控制终端还内置有匹配模块，匹配模块执行根据患者的病况信息匹配并推荐相应的康复训练疗程。

依据上述实施例的多功能智能康复训练与评估系统，由于将机械臂应用于上下肢康复训练中，与康复机器人相比，机构臂体积小，成本低，而且，该系统集主动康复训练、被动康复训练和助力康复于一体，既有预设的康复训练模式也可以自定义康复训练模式，不仅能进行康复训练还能进行康复评估，功能多，通用性强，由于具备力和肌力反馈功能对于神经与运动重建康复效果好；另外，通过记录机械臂的运动空间位置、肌电传感器反馈患者的肌力和力传感器反馈的力创建相应的虚拟动画，通过虚拟动画提高患者康复训练的兴趣和乐趣。

附图说明

图1为康复训练系统原理图。