[发明专利]下肢潜能开发训练用的循经导络导引反馈康复训练系统

摘要

下肢潜能开发训练用的循经导络导引反馈康复训练系统，属于由中枢神经损伤导致的下肢运动功能障碍和康复训练的设备领域，其特征在于是一种中医导引术结合经络传导进行中枢神经潜能开发和下肢运动功能重建的计算机人‑机对话式系统，使用动画技术模拟下肢运动的程序信号曲线，根据“目标‑动力”机制设定动作肌信号曲线的标高运动程序或由弱到强的信号序列，在音配像六步法中医导引训练下培养病人的潜能开发意识，使体疗师通过Vista软件调用下肢的训练模块训练病人进行实际关节活动，并实现加阻尼的循经导络导引反馈康复训练。本发明用计算机自动计算正常人与病人在肢体不同位置下膝关节的角度和生物电流波形的标高差，提高了治疗的效果。

主权项

下肢潜能开发训练用的循经导络导引反馈康复训练系统，其特征在于是一种“人‑机”对话形式，在体疗师指导下，基于六步法中医导引方法的、通过病人下肢主动运动，以开发支配患侧下肢运动的中枢神经潜能的循经导络导引反馈康复训练装置，由计算机、双图像显示式训练屏，传感器以及下肢运动潜能开发训练装置组成，其中：计算机：设有：从CCD摄像头输出的患侧下肢的膝关节运动障碍图像的输入端口，从患侧下肢的膝关节处的生物电极输出的生物电流输入端口，还设有：音配像的配音讲解经络传导系统与肢体运动功能之间的关系的人体潜能开发推介模块，下肢康复治疗模块设有：人体下肢正常运动时，膝关节生物电流的波形及其标高尺，并按照膝关节运动由弱到强的顺序拼成的标有对应位置膝关节生物电流的幅值和平均值的序列，人体下肢正常运动时膝关节的运动图像及膝关节运动到不同位置下的弯曲角度，其中至少包括：接近0°、90°、接近180°三个关键弯曲角度，音乐背景选择模块：在体疗师指导下，由患者自主选择使用，存储模块：存储患者病人个人信息，以及以往进行过的康复训练项目、名称、程度和进展，图像显示驱动模块：在所述双图像显示式训练屏下，分别显示正常人在进行下肢屈曲、伸直运动时配有标高的生物电流波形，以及相对应的下肢运动部位膝关节伸屈角度，控制模块：是一个Vista软件管理平台，依照“人‑机”对话方式，使病人在体疗师指导下进行患侧下肢膝关节部位的康复训练，具体步骤如下：步骤（1）：体疗师输入患者个人信息，以及所述以往进行过的康复训练项目的历史数据，步骤（2）：体疗师判断病人是否有禁忌症，若没有，则输入信号“1”，否则输入信号“0”，以停止训练，步骤（3）：体疗师判断病人对训练的适应度，若病人进行过站立床训练，并具有在90⁰位站立30分钟，生命体征仍属正常时，则病人能适应训练，则输入信号“1”，否则输入信号“0”，停止训练，步骤（4）：系统初始化，在病人患病下肢的膝关节附近安装生物电极，以便在膝关节处于不同伸屈角度时，把生物电流输入所述的计算机，把CCD摄像头安装在所述下肢运动潜能开发训练装置上，能拍摄到患侧下肢膝关节运动图像的部位处，以便把膝关节处于不同伸屈角度时的运动图像输入所述计算机，体疗师根据运动处方在所述下肢运动潜能开发训练装置下悬挂设定重量相当于减重量的沙袋，步骤（5）：体疗师启动所述计算机，调取所述人体潜能开发推介模块，并在所述双图像显示式训练屏下，显示音配像的经络传导系统与肢体运动功能之间的运动图像，协助病人建立潜能开发意识，步骤（6）：病人进入训练准备状态：病人穿戴吊带，根据运动处方，在所述下肢运动潜能开发训练装置上悬挂所需减重的沙袋，病人双手抓扶住所述下肢运动潜能开发训练装置的侧壁上的扶手，步骤（7）：依次按以下步骤进行训练：步骤（7.1）：蹲起训练患者于膝关节处于屈曲位开始，使伸屈角度接近于0度后，缓慢蹲起，一直到膝关节弯曲角度≥90°位但小于180°为止，此时：若输入信号为CCD摄像头输入的病人下肢膝关节运动障碍图像，则通过所述图像显示驱动模块，在所述双图像显示式训练屏下显示病人患侧下肢膝关节的运动部位，随着膝关节由弱到强的运动，实时显示膝关节的运动部位，直至在体疗师施加运动阻力下，患侧下肢达到运动极限时为止，转步骤（7.2），若输入信号为由病人患侧下肢膝关节附近所连接的生物电极输出的生物电流波形，则通过所述双图像显示式训练屏，显示病人患侧下肢膝关节处于不同位置时的生物电流波形和标高，转步骤（7.2），步骤（7.2）：蹲落训练从病人患侧下肢的膝关节处于伸直位开始，缓慢蹲落，直到膝关节尽可能地屈曲时止，步骤（7.3）：下肢控制能力训练，在减重和安全保护状态下，病人的两脚分别踩在所述下肢运动潜能开发训练装置的刻度板最里圈的100分位置，身体重心移向健侧的下肢，使病人尽可能抬高患侧下肢，然后把患侧下肢落入最里圈100分位置内，并逐渐缩短完成动作的时间，计算机按正常人与病人在下肢运动图像下不同位显示伸膝角度的实时角差或者生物电流在标高下的实时差异，分别输入对应的训练效果数据组中：所述计算机按以下步骤计算病人患侧下肢和正常人同侧下肢膝关节处在不同运动位置下的、实时的膝关节夹角的角度，第1步：计算机控制CCD摄像头，用相同的采集频率，摄取自同一个运动起点开始的病人患侧下肢和正常人同侧下肢的膝关节运动序列，直至各自到达运动终点为止，第2步：在同一采样时刻的两张图像下，用Canny边缘检测软件分别探测下肢运动图像和背景图像交界区域内像素点发生突变的点，得到两段不同的下肢内轮廓曲线，覆盖了部分大腿、全部膝关节和部分小腿，第3步：在大腿部分和小腿部分各任取一点，向着膝关节方向相向而行，得到曲率变化最大的点，即为内轮廓曲线下的拐点，再背离膝关节方向反向而行，找到曲率变化开始不变的点，作为内轮廓曲线外切点，得到两张不同运动图像的拐点和外切点，第4步：沿着两张不同运动图像的各自两条外切点，作各自内轮廓曲线的外切线，两条所述外切线的夹角，即为两个所述内轮廓曲线的各自夹角，第5步：在每张运动图像下，于任何一条切线下任取一点A，向另一条切线作垂线，使垂足、垂线的起点和两条切线的交点形成一个直角三角形，求出两条切线夹角的值，第6步：求出正常人运动图像下内轮廓曲线的夹角，以及与病人运动图像下所述内轮廓曲线的夹角之差，即为效果数据，第7步：求出每两张不同运动图像下两条内轮廓线夹角之差，组成效果数据组存储，转步骤（7.4）；步骤（7.4）：计算机判断是否达到每次训练为20‑30分钟、每天训练2次、60次为一个疗程的设定值，若未达到，重复步骤（7.1）‑步骤（7.3），直到满足设定的训练时间及疗程为止，转步骤（7.5）；若已达到直接转步骤（7.5），步骤（7.5）： 若已完成一个疗程，则体疗师在步骤（7.4）中采集到最后一组效果数据后，发出中断指令，根据步骤（7.4）得到的效果数据组，判定下一疗程的康复目标及运动处方，重复执行步骤 （7.1）‑步骤（7.4），直到病人康复为止。