[发明专利]一种膝关节三维运动检测及训练装置

说明书

本发明揭示了一种膝关节三维运动检测及训练装置，所述装置包括：由大腿固定装置（1）、连接杆（2，3）和大腿支撑托（4）组成的大腿部分；由固定滑轨（5，6）、移动滑轨（7，8）、垂直滑轨（9，10）、连接杆（11，12）以及小腿支撑托（13）组成的小腿部分；大腿部分和小腿部分由连接装置（14）连接。大腿部分主要功能是固定大腿；小腿部分可牵引小腿实现上下、前后、内外平移运动，也可实现小腿内外旋、内外翻运动，连接装置（14）负责实现膝关节屈伸运动。由此，本装置可以实现膝关节的三维运动检测和训练，为膝关节损伤和疾病的运动学及动力学检测提供了客观指标，并为膝关节松动技术的实施、标准化和推广奠定了基础。

技术领域

本发明涉及一种膝关节三维运动检测及训练装置，特别是一种三维主、被动关节活动检测及训练装置。

背景技术

膝关节损伤或疾病等所致的疼痛和功能障碍是骨科、运动医学科、康复医学科、疼痛科、中医骨伤科、针灸推拿科等所面临的常见问题。因此，膝关节功能障碍的评定和治疗历来是临床上十分重视的问题。膝关节功能障碍的评定主要是关节活动度和周围肌群肌力的评定，本发明是一种可以进行主、被动膝关节三维运动功能评定的设备；本发明还是一种能进行被动、助动、主动训练的设备，能够执行临床常用的被动训练技术——关节松动技术和主动的膝关节肌力训练等。

一、膝关节三维运动的检测

膝关节的运动是三维空间、三轴三面十二向的运动，不仅包括正常运动，还包括损伤和疾病所导致的异常运动。正常运动分为生理运动与附属运动。生理运动是指关节在生理范围内完成的运动，可以主动完成，如膝关节的屈伸运动、屈膝状态下的膝关节主动旋转运动。附属运动是在关节自身及其周围组织允许范围内，一般不能主动完成，需要其他人或对侧肢体帮助下才能完成的运动，如膝关节分离运动等。膝关节损伤和疾病也可以导致关节运动的改变，如骨关节炎常导致的膝关节内翻和关节活动度受限，交叉韧带损伤所导致的膝关节运动轨迹和运动模式异常等。通过膝关节运动功能检查也可以进一步明确损伤和疾病所在，并进一步进行针对性的治疗。

膝关节运动功能检查不仅包括关节活动度，而且还包括肌力、运动模式等的主、被动检查。常用检查设备主要包括各种关节活动度和肌力测量设备、等速肌力测试系统、步态分析系统等。但这些设备和方法均是基于生理运动的检测，考虑到膝关节的运动是涉及三维空间的生理及附属运动的有机整体运动，因此研究者逐渐开始探索附属运动检测的方法。

KT-1000/KT-2000是最早应用于临床检测膝关节附属运动的装置，主要用于检测膝关节疾病或损伤后膝关节特定角度下前后向的稳定性。本装置只是一个单轴、双向被动检测设备，不能实现三轴三面十二向的主、被动检测。

如中国发明专利（专利号：201610216324.8）公开了一种膝关节动态评估方法及系统，通过构建新的评估模型，采集膝关节的三维六自由度运动数据，并进行分析。但本专利仍旧是基于传统光学技术，不可避免的受到体表标记点移位的影响，而且不能进行被动附属运动的检测。因此，其临床应用受到了限制。

二、膝关节功能障碍治疗技术

关节松动技术是以关节的生理运动和附属运动为治疗手段，缓解关节疼痛，改善关节活动度的常用治疗技术。任何一个关节都有附属运动，当关节因疼痛、僵硬而活动受限时，其生理及附属运动也均会受到限制。在生理运动恢复后如果关节仍有疼痛或僵硬，可能是因为附属运动尚未完全恢复正常、协调功能差所致。所以应用关节松动技术改善附属运动和生理运动不仅有利于关节活动度的恢复，而且有助于缓解关节疼痛、不稳等症状。

如中国发明专利（专利号：201110079547.1）公开了一种关节松动仪，包括主臂和辅臂，还包括：固定组件、松动组件和连接件。本发明利用机械原理，不仅能够完成生理运动的关节松动术，还能完成附属运动的关节松动术。但本发明的松动组件位于膝关节的小腿近端，在实施松动过程中容易形成弧形阻挡，导致骨性碰撞；需要多体位放置才能完成多方向的松动训练；而且由于结构的限制，只能固定于某一角度进行关节松动术治疗，不能进行动态松动治疗。