[发明专利]用于偏瘫患者康复的理疗装置

说明书

本发明是一种用于偏瘫患者低频电脉冲康复治疗的仪器。

目前对偏瘫患者的偏瘫麻痹肢体进行低频电脉冲治疗的控制方法主要是：对刺激脉冲的幅度、频率和脉冲宽度用正弦波、方波或某种随机波形进行调制，即外加输入信号的开环控制，从而使被刺激肌肉的收缩进行调节。然而，这些方法都是由治疗者进行调节，患者是处于被动接受的状态。而且开环控制无法对肌肉因受长时间刺激而产生的不稳定予以自动补偿。调动患者自身的积极性，使患者完全参与到治疗过程中的康复治疗方法已被认为是一种有效的治疗方法。使偏瘫患者健侧肢体的运动主动带动患侧肢体的电疗方法，是以病人主动配合的出发点，迄今为止还未见有报导。

本发明的目的是设计一种临床使用方便可靠，所需成本不高的偏瘫病人自行调节的低频脉冲电疗装置。利用病人健侧肢体的动作，通过该治疗仪，带动患者肢体运动，同时对电刺激肌肉的收缩进行闭环控制，保持刺激效果的稳定。

本发明的原理是：偏瘫患者的健侧肢体做某一动作，如下肢的足背屈时，将主动肌-胫骨前肌的肌电信号检测出来，经过整流滤波得到肌电的平均绝对值（或称肌电包络），以此作为刺激器的控制器的输入信号。控制器的输出用以调制刺激脉冲幅度。刺激器接至患侧的胫骨前肌的支配神经-腓总神经，使肌肉收激收缩。将患侧胫骨前肌的诱发肌电的平均绝对值作为控制器的闭环反馈信号。这样刺激器根据输入信号与反馈信号比较的结果使患侧肌肉收缩，诱发肌电的平均绝对值，就跟踪健测自发肌电的平均绝对值，患侧即随健侧做足背屈运动。本发明内容和要点在于：一个由脉冲发生器、刺激器、诱化肌电检测装置、普通肌电放大器、整流积分电路、闭环调节器和功率放大电路组成的低频电脉冲理疗装置，它是由可以检出健侧肌体自发肌电的普通放大器与全波整流和积分电路连接，再接入闭环控制器，同时，可以输出患侧的诱发肌电检测装置也接入闭环控制器，而闭环控制器与功率放大器连接，再接入间歇振荡刺激器，脉冲发生器与振荡刺激器和诱化肌电检测装置连接即组成理疗装置。其要点在于健侧肌体的自发肌电由普通肌电放大器检出，经过全波整流和积分电路后的输出作为闭环控制器的输出命令。患侧肌肉被刺激后的诱发肌电经消除刺激干扰检出、经整流及积分后的输出作为闭环控制器的反馈量，控制器根据输入及反馈量调整间歇振荡器发出刺激脉冲对患侧对应肌肉进行刺激，脉冲发生器用于能发刺激器和使诱化肌电检测装置的输出与刺激脉冲同步置零以消除干扰。本发明的关键在于：（一）由（3）、（4）、（5）、（6）、（7）、（8）和（9）组成一个根据诱发肌电进行闭环控制的低频电脉冲治疗装置，患者能通过健侧的运动带动患侧肢体运动。（二）、（8）中PID调节器的系数设定为：比例系数0.8-0.9，积分系数常数＝400毫秒、积分时间常数＝100-200毫秒，a₁、a₂的相对大小初步设定为a₁/a₂≈1.5。（三）、V₅对（3）的刺激幅度的决定作用，使刺激幅度稳定、准确。

本发明的操作程序如下：

1、准备工作：刺激电极接至患侧肢体被刺激肌肉的支配神经束的浅表处，诱发肌电和自发肌电电极接至患侧和健侧对应肌肉的体表处。调节a₁/a₂≈1.5。

2、放松健侧肢体，开机工作，然后患者力图使两侧肢体作同样的运动，如使双脚按正常节奏并起和并放，刺激器就使患侧肢体跟踪健侧肢体运动。

3、调节a₁、a₂值，使患侧肌肉的收缩程度与健侧肌肉的收缩程度相当。

4、患者锻炼的频度和强度由病人自己的主动运动决定，也可由医生指导。

临床试用结果表明，该装置的优点是用偏瘫患者完好的健侧肢体带动失出功能的患侧肢体运动，病人可自己调节，调动了自身的治疗积极性，树立了信心。临床应用方便，易于掌握。本发明可在医院的康复理疗，瘫痪者的功能助行，生物反馈治疗和家庭理疗中得到广泛应用。

附图说明：

图1为低频康复理疗结构图

（1）为肌肉健侧下肢，（2）为患侧下肢，（3）为间歇振荡刺激器，V₅是幅度调制电压，（4）为诱发肌电检测装置，V₃是（4）的输出电压，（5）是普通肌电放大器，V₁为输出信号，是全波整流和积分电路，V₂为输出信号，（8）为闭环控制器，V₄为输出信号，（9）为功率放大器，V₅是输出电压。

本发明的结构如图1所示，仍以健侧足背屈控制患侧足背屈运动为例说明。（1）为健侧下肢;（2）为患侧下肢;（3）是在常用的间歇振荡器基础上加以改进的刺激器，它的特点是频率、脉冲宽度可由外部调节，脉冲幅度由V₅决定，改变幅度和负载对频率和脉宽基本无影响;（4）是被刺激肌肉诱发肌电检测器;（4）的输出V₃是诱发肌电的平均绝对值，相当于肌收缩张力，V₃的范围为0-5伏;（5）和（6）检测自发肌电的平均绝对值，V₂的输出为0-5伏;（8）为闭环控制器，a₁用于调节控制器输出信号V₂的比重，a₂用于调节反馈信号V₃的比重。调节a₁和a₂的目的是使患侧足背屈程度与健侧足背屈的程度相当。（8）中的“PID”为比例-积分-微分控制算法，比例系数为0.9左右，积分时间常数为400毫秒，微分时间常数为100-200毫秒之间。V₄的范围在0-5伏;（9）为功率放大电路V₅＝3·V₄，（9）的输出电流由三级管下扩大到几百毫安，为（3）提供足够的输出刺激能量。（a）中T₁为中功率三级管，C₁为470微法，R₁为200欧姆小功率电阻，R₂为20欧姆的2瓦电阻，5K和15K电阻为小功率电阻，运算放大器为通用运放;（7）为脉冲发生器，频率范围为20-40HZ，脉冲宽度为150-400微秒可调。