[实用新型]一种步态采集及神经肌肉电刺激动力式踝足矫形器

说明书

本实用新型公开了一种步态采集及神经肌肉电刺激动力式踝足矫形器装置，属于康复工程领域。该装置包括上外壳、下外壳和功能性电刺激装置；所述的下外壳铰接于上外壳的侧壁上，使用户的踝关节转动过程中下外壳能绕交接点同步摆动；功能性电刺激装置安装于上外壳中，用于采集用户的步态并施加电刺激脉冲；上外壳的两侧分别设有凸轮连杆机构，两个凸轮连杆机构用于驱动下外壳绕铰接点摆动。本实用新型针对动力式踝足矫形器设计了一种新型驱动方式，通过连杆机构可以对踝关节的活动进行放大，而且电机安装在矫形器上外壳，符合人体下肢正常承重模式。该装置能够控制踝关节在正常活动范围内，不会对人体造成进一步损伤。

技术领域

本实用新型涉及到医学康复工程领域，具体涉及到一种步态采集及神经肌肉电刺激动力式踝足矫形器。

背景技术

下肢外骨骼机器人在助力、助老、助残方面具有非常广阔的应用前景，只有正确识别出下肢的运动模式，才能采取有效的控制策略。因此，下肢步态模式识别成为下肢外骨骼机器人的关键技术之一。

人体的行走是十分复杂的过程，想要准确地识别出步态需要多种信号的综合分析。

表面肌肉电信号(surface electromyography,SEMG)是伴随肌电收缩产生的一种电信号，可以通过电极在皮肤的表面采集。通过对下肢表面肌电信号的解码，可以识别出对应肌肉相应的运动模式。

神经肌肉电刺激一方面可以通过对外部的肌肉增强功能促进中枢神经系统的再学习，另一方面神经肌肉电刺激可以通过精准的时序和幅度来激活瘫痪的肌肉，帮助用户完成功能性任务

市场上专业的步态测量系统，价格昂贵，占地面积大用户穿戴体验不足，而且大多使用足底压力传感器来进行步态周期分割，但在实际的操作中足底压力传感器由于长期压迫容易产生机械故障，而且在一些病理步态中，足底压力传感器的贴放位置也难于选择，这些特点都限制了足底压力传感器在步态检测中长期使用。大多数表面肌电传感器只具备采集的性质，对于步态障碍用户的电刺激无能为力。传统的电刺激参数固定，对于对用户的进行个性化的参数刺激。人的行走是一个运动幅度较大的动作过程，因此需要用无线传输的方式尽量减少数据线，实际步态的场景还要求信号的采集和处理装置能够有足够的便携性。

矫形器所在的康复领域在国内还处于发展阶段，大部分关于足部矫形器的研究还停留在对儿童脑瘫或者脑卒中患者的步态影响上，对于矫形器本身结构的创新、材料的创新以及制作的创新都还很薄弱。而市场上已有的矫形器需要专门定制尺码，大部分需裸足才能穿戴矫形器，使得产品与用户之间的体验性较差。除此之外，相较于国外已经着眼于便携式动力式的足部矫形器研究，国内的研究基础就更加薄弱。而通过一些研究表明，动力式的足部矫形器在帮助患者神经损伤后的步态康复有较为显著的作用。动力式足部矫形器的设计特征需满足人体正常行走时的生理性跖屈和背屈，使得足部落地到站立期间踝关节运动更加顺畅，提供一个平滑且自然的步态。基于步态采集及神经肌肉电刺激动力式踝足矫形器装置的研究有利于促进用户的康复进程。

发明内容

针对上述存在的技术问题，本实用新型旨在一定程度上解决上述的技术问题，提供了一种步态采集及神经肌肉电刺激动力式踝足矫形器装置。

本实用新型的目的至少通过如下技术方案之一实现。