测力型助行装置

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测力型助行装置\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种医疗康复辅助设备，尤其涉及一种可用于下肢逐步负重康复训练的助行装置。\n背景技术\n[0002] 下肢骨折内固定或关节置换术后，患者需常规进行下肢逐步负重功能锻炼，以促进骨质愈合及肢体功能恢复。目前临床该康复过程多由患者出院后在基本器具辅助下自行完成，常用的器具有拐杖及常规助行器。\n[0003] 目前，助行器已成为对下肢行走功能诊断、恢复、步行代偿以及护理所需的设备，而且，为了使助行器能够更好的发挥作用，目前已有大量的文献报道了关于助行器的改进。\n[0004] 专利CN102160839B公开了一种自给式下肢助行器，支撑杆分成腰部、大腿、小腿和脚部等几个支撑部件，通过编程控制，驱动机构带动各个部件之间的关节弯曲，一方面能够为下肢瘫痪者提供便利，另一方面能够模拟人体肌肉运动和人体步态。但是该专利公开的助行器价格过高，而且对于很多下肢骨折康复患者来讲，根本不需要如此复杂的功能。\n[0005] 专利WO2009/030906A公开了一种助行器，其与地面的接触端具有横向的末端壁，并且尾端形成弹性波纹管部件，从而使得杖身能够与地面之间形成一个角度，同时还可以弹性的吸收施加于杖身的负荷，一方面防止因为接触面过小、应力集中导致破坏地毯、地板等地面，另一方面还可以实现防滑目的。\n[0006] 专利WO2011/162697A公开了一种加装起身支撑件的助行器，牵引装置一端紧固到吊兜上，另一端紧固到助行器的固定部分，这样牵引装置能够在高度上进行调节，从而方便不具备从起身到站立的腿部力量的使用者，能够起身。\n[0007] 但是上述辅助工具存在诸多问题：一方面，由于缺乏明确的指导及有效的监测手段，患者往往对负重的力度及时机掌握不佳，负重过轻不利于骨质修复，过 早过度负重则有可能造成再次骨折，内置物断裂等严重后果。另一方面，患者的负重训练执行情况无法及时反馈给医生，医患缺乏有效沟通，临床资料流失。\n发明内容\n[0008] 为了帮助患者在自身康复训练时实时了解下肢的负重力度，规范“逐步负重”康复训练，为医患双方建立更好的沟通，本发明提供了一种能够根据患者病情自行设定负重计划，并可实时监测足底压力的助行装置。\n[0009] 为此，本发明提供了一种测力型助行装置，所述测力型助行装置包括两个侧部支架，所述两个侧部支架之间通过横杆相连；所述侧部支架下端设置有至少一个用于接触地面的点。\n[0010] 本发明第一个方面所述的测力型助行装置，还包括显示装置和足底压力感受装置，其中，足底压力感受装置内设置有至少一个压力感受器，所述压力感受器与所述显示装置之间可通信的连接，所述显示装置用于显示压力感受器所感测到的压力及频次。\n[0011] 本发明上述的任意一种测力型助行装置中，所述侧部支架可以是平面框架、或立体框架，并优选为平面形状的框架。\n[0012] 所述平面形状的框架可以是三角形、梯形、长方形，菱形、弧形等，或多个上述形状的任意组合。\n[0013] 本发明上述的任意一种测力型助行装置中，所述横杆可以一个或多个，并且可以是连接在两个侧部支架之间的任意高度，如连接在侧部支架的底部、中部或顶部。本发明的一种优选实施例中，至少在两个侧部支架的顶部连接有至少一个横杆。\n[0014] 其中，所述横杆与侧部支架的连接处还可以设置有套管，所述套管套置在侧部支架的框边上，横杆连接到套管的外壁。\n[0015] 在本发明的一种优选实施例中，在所述侧部支架的顶部还设置有防护套。\n[0016] 其中，所述防护套可以是防滑套、隔热套等。\n[0017] 其中，所述横杆可以是位于防滑套的一端、或者穿过所述防护套连接到侧部支架上，本发明优选实施例中，横杆优选为位于防滑套的一端，但是可以与防滑物理套接触或不接触。\n[0018] 本发明上述的任意一种测力型助行装置中，所述足底压力感受装置包括供使用者踩踏的脚垫，所述压力感受器设置于所述脚垫内。\n[0019] 所述脚垫可以是一个、一对、或者更多个。\n[0020] 所述脚垫的形状可以是长方形、椭圆形哑铃型等各种平面形状，质地可以是软或者硬，本发明的一种优选实施例中，所述脚垫选自等同于或类似于鞋底或脚底的形状，所述鞋底或脚底的形状对于本领域技术人员来讲是已知的。\n[0021] 在本发明的一种优选实施例中，所述足底压力感受装置为一个或两个，比如单边或双边设置，并且优选为每一个（或每一边）足底压力感受装置中压力感受器至少为3个，间距可以是可调节的或固定不变的，并优选为分别位于相对于足跟、第一跖骨和第五跖骨下方的位置。\n[0022] 其中，所述三个压力感受器可以是独立采集压力数据，或者将所采集压力数据综合为足部总压力。\n[0023] 在本发明的一种优选实施例中，所述足底压力感受装置还包括固定带，类似地，固定带的位置可以是可调节或固定的。\n[0024] 优选地，所述固定带设置于所述足底压力感受装置（优选为脚垫）的前部、或后部，或者前部与后部均设置有固定带。\n[0025] 其中，本领域技术人员能够理解的是，所述前部指的是使用时人足前部所对应的位置，后部为人足后部所对应的位置。\n[0026] 在更优选的实施例中，所述后部的固定带可以包括竖直带和环状水平固定带，所述竖直带一端连接在足底压力感受装置（优选为脚垫）上，另一端连接环状水平固定带。\n[0027] 在本发明上述的测力型助行装置中，所述传感器和/或固定带可以设置为与足底压力感受装置（优选为脚垫）固定连接或活动连接，或者所述足底压力感受装置（优选为脚垫）在传感器之间和/或固定带之间的部分使可伸缩的，从而使传感器和/或固定带能够调整位置。\n[0028] 在本发明上述的任意一种测力型助行装置中，所述显示装置可以是安装在侧部支架上、或者安装在横杆上。可以是直接连接到侧部支架或横杆上，或者通过连接部件连接到侧部支架或横杆上；所述连接部件如连接杆、或者套管等、转轴、合页等旋转或限位旋转部件。\n[0029] 在本发明的一种优选实施例中，还可以包括程序设定装置，用于设定目标压力值。\n[0030] 其中，本领域技术人员能够理解的是，所述目标压力值一般为康复训练各个阶段的目标压力值，其对应于各个康复阶段的下肢力量。\n[0031] 其中，所述程序设定装置与显示装置可以是二者集成到同一个设备上构成程序设定/显示装置，在此情况下，所述程序设定/显示装置的安装方式和位置与上述显示装置相同；或者二者是分别独立的装置。\n[0032] 因此，在本发明的一种优选实施例中，足底压力感受装置（或压力感受器）还与程序设定装置（优选为程序设定/显示装置）可通信的连接。\n[0033] 其中，所述程序设定装置（优选为程序设定/显示装置）包括压力设置键、复位键、以及处理器，此外还包括程序存储设备。\n[0034] 所述程序存储设备可以是光盘、移动硬盘、固定硬盘、优盘或其它固定或移动存储设备。\n[0035] 本发明所述的测力型助行装置中，所述程序设定装置（优选为程序设定/显示装置）设置有预设压力显示屏、实测压力显示屏。\n[0036] 其中，所述实测压力显示屏优选为LED显示屏，更优选为所述实测压力显示屏至少由不同颜色显示灯组成，如绿、黄、红色显示灯，处理器根据接收自压力感受器的压力信号操纵灯的开关，或者以触屏的方式实现程序设定及负重结果显示。\n[0037] 本发明所述的测力型助行装置中，所述程序设定装置（优选为程序设定/显示装置）还可以包括发声装置，处理器将压力信号转化为声音信号后发送给发声装置。\n[0038] 在本发明上述的任意一种测力型助行装置中，还可以包括用于可通信的连接数字终端的接口单元，所述数字终端可以是电子计算机、手机等，如iphone、Andriod手机，或者按照Windows、Linux等系统的台式计算机、笔记本电脑、ipad等PDA（掌上电脑）等。\n[0039] 本发明上述的内容中，所述可通信的连接可以是通过无线电或数据线的方式实现，并优选为无线电通信的方式，如蓝牙、3G、WLAN、WIFI、Internet、或任意其它可用的有线、无线传输协议。\n[0040] 本发明的优选实施例中，所述测力型助行装置主要由三部分构成：1）足底压力感受装置；2）程序设定/显示装置；3）常规助行器。前两者可通过无线方式进行信号传输，程序设定/显示装置安装于常规助行器中央。使用时首先设定下肢负重计划，再将压力感受装置穿戴于足部，下肢负重情况可于程序设定/显示装置实时直观显示。当负重达到康复训练中不同阶段预设定值时，程序设定/显示装置会发出明确提示信息，指导患者进行安全有效的负重锻炼。同时该装置亦可与诸如ipad、iphone、Andriod等手机、计算机、掌上电脑等个人数字终端连接并储存所有负重训练数据，可实时或定时通过网络上传于服务器。\n[0041] 本发明所述助行装置可根据患者病情及自身条件，为下肢多种疾病的康复治疗个体化设定负重训练计划，适用病种广泛：如骨盆，下肢多种骨折内固定术后，关节置换术后（髋、膝关节），下肢肿瘤切除假体植入术后，下肢肌腱、韧带断裂修复术后负重训练。该设备可随身携带，成本低廉，患者出院后无需定期回到康复专科便可进行正确有效的负重锻炼，因此具有极为广泛的临床应用和市场推广前景。同时其通过与个人数字平台的连接可采集康复训练数据，为深入分析疗效，制定合理的下肢负重计划提供宝贵的临床资源，具有深远的科研价值。\n附图说明\n[0042] 图1为本发明测力型助行装置一种优选实施例结构示意图；\n[0043] 图2为本发明实施例1所述测力型助行装置数据传输示意图；\n[0044] 图3为本发明测力型助行装置一种实施例中足底压力感受装置结构示意图；其中，图3A为设有三个压力感受器的足底压力感受装置平面示意图，图3B为固定带连接后的足底压力感受装置立体结构示意图，图3C为所述足底压力感受装置使用状态示意图；\n[0045] 图4为本发明测力型助行装置一种实施例中程序设计/显示装置设计示意图；\n[0046] 图5为本发明测力型助行装置一种实施例中与数据终端通信连接示意图；\n[0047] 图6为本发明测力型助行装置一种实施例中多个横杆连接结构示意图。\n具体实施方式\n[0048] 实施例1\n[0049] 参照图1和图2，本实施例中测力型助行装置包括侧部支架（左侧支架11和右侧支架12），左侧支架11和右侧支架12分别设有两条支撑腿，支撑腿下端为与地面的接触点\n14。\n[0050] 左侧支架11和右侧支架12之间通过横杆13相连接，从而组成稳定的框架结构。\n横杆13连接左侧支架11和右侧支架12的顶部，并且左侧支架11和右侧支架12顶部均设有直杆，保护套131套置在直杆上，保护套131可以是橡胶套、纤维或纺织品制成的套，可以起到防滑的作用，同时在寒冷季节还可以起到隔热作用，手部开始接触侧部支架时不会有冰冷的感觉。\n[0051] 如图6所述，横杆也可以是多个，如两个横杆，其中一个设置在侧部支架的中部。\n并且，在侧部支架的框边上设置套管，将横杆两端连接在套管上。\n[0052] 显示屏3通过可限位旋转（即旋转角度在一定范围内，如5-60°范围内）的部件31安装在顶部的横杆13上，通过可限位旋转部件31的旋转，可以调整显示屏3的角度，方便使用者舒服的观察。\n[0053] 下方放置有一个或两个足底压力感受装置2，即左脚压力感受装置201、右脚压力感受装置202。\n[0054] 如图3A所示，每一个足底压力感受装置2包括脚垫，脚垫内设有三个压力感受器，分别为位于第一跖骨位置的第一压力感受器211、位于第五跖骨位置的第二压力感受器\n212、位于足跟部的第三压力感受器213，三个压力感受器的距离可以进行调节，调节方式可以是将压力感受器取出，根据不同使用者足部第一跖骨、第四跖骨以及足跟的位置进行放置，或者至少将压力感受器之间的脚垫设计为可伸缩的，这样可以通过拉伸或收缩脚垫以调整压力感受器的位置。\n[0055] 参照图3A-图3C，其中，足底压力感受装置2的脚垫上连接有固定带，即前固定带和后固定带，虽然图中前固定带22位于第一压力感受器211和第二压力感受器222的两侧，但是本发明并不限于此。前固定带自由端为连接部件，图中显示的分别为卡件221和卡槽222，将卡件221插入到卡槽222后，即可将前固定带对接。\n[0056] 后固定带包括下方固定带231和水平环状固定带232，下方固定带231一端连接在脚垫上，另一端连接下方固定带231；类似地，水平环状固定带232的自由端为连接部件，图中显示的分别为卡件233和卡槽234，将卡件233插 入到卡槽234后，即可将水平环状固定带232对接。\n[0057] 但是应当理解的是，所述连接部件也可以是按扣、尼龙搭扣等连接部件；甚至可以通过打结的形式形成连接。\n[0058] 使用时，将压力感受器分别置于对应的足部位置，将前固定带在足部前部分对接后固定，后固定带的水平环状固定带在脚踝处对接，从而将足底压力感受装置2固定在使用者的脚底部（如图3B和3C）。\n[0059] 使用者行走过程中，脚踩在足底压力感受装置2上，足底压力感受装置2将压力感受器的信号通过无线电的方式（如蓝牙）发送给显示器3，在显示器3上显示三个压力感受器分别感受的压力、或者由三个压力感受器检测信号整合得到的足部总压力；从而为康复效果的诊断提供参考。\n[0060] 实施例2\n[0061] 在实施例1的基础上，本实施例中，程序设定装置与显示屏集成为一体，形成程序设定/显示装置3，图4显示了程序设定/显示装置3的操作界面。其中，程序设定/显示装置3设有：\n[0062] 1）处理器；\n[0063] 2）程序存储载体；\n[0064] 3）压力设置键32，用于设定目标压力；\n[0065] 4）目标压力显示屏34，处理器将压力设置键32输入的信号进行处理转化为可视化信号（如可显示的数字），在目标压力显示屏34中显示。\n[0066] 5）复位键33，用于将目标压力显示屏34归零，处理器根据复位键33的输入信号，操作目标压力显示屏34显示归零结果，如显示为“000”。\n[0067] 6）压力显示屏35，压力感受器将压力信号发送给处理器，处理器将压力信号转化为可视化信号，并在压力显示屏35中显示；但是由于本发明所述测力型助行装置用于行走过程中的受力检测，因此，感受得到是一种动态压力，为此，本实施例中，将压力显示屏35设定为LED灯压力动态显示屏，如图4所示，包括大量的LED灯，当受力较轻时，左侧灯亮，当受力加重时，LED灯从左到右随着受力增加而逐步变亮；为了具有更好的显示效果，左侧灯设置为绿灯，中间设置为黄灯，右侧设置为红灯；当足部踏上压力感应器时，压力感受器将压力信号发送给处理器，处理器读取程序存储载体中的程序，判断所测压力是否达到预设 目标压力，压力逐渐增大时LED压力动态显示屏绿灯由左至右亮起，足底压力接近设定值时LED变为橙色，足底压力达到设定值时LED变为红色。这种方式显示的是足部的总压力，但是本领域技术人员也能够根据上述描述调整为用数字表示的方式，并将实时压力信号储存与程序存储载体中，或者通过三个不同显示屏分别显示三个压力感受器的压力信号；\n[0068] 7）扬声器36，当处理器判断所测压力值达到预定目标压力时，操作扬声器36发出声响进行提示。\n[0069] 此外，本发明上述的测力型助行装置10还可以通过有线或无线的方式与外部设备进行通信，如图5所示，在足底压力感受装置2上、或者优选为在程序设定/显示装置3上设置有用于通信的接口单元，将压力信号通过无线信号发送给iphone或Android系统手机20、或ipad等掌上电脑30、或其它电子计算机40，同时iphone或Android系统手机20、或ipad等掌上电脑30也可以通过互联网的形式将信号发送给电子计算机40。\n[0070] 这样患者可在服务器上注册用户信息并将自己的负重训练情况上传于网络，实时查看自己的训练记录，并与其它用户通过论坛的形式相互交流。其上传的训练数据也可被医生查看，不仅可以起到实施监督的作用，还可为系统分析负重寻列计划提供临床数据。\n[0071] 以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对该实用进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。