專利名稱：背部支撐減重波浪方式平衡評定訓練方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種左右平衡功能障礙患者的康復訓練方法，尤其涉及一種背部支撐 減重下使雙下肢用力中心沿波浪軌跡運動的平衡評定和平衡訓練方法。
背景技術(shù)：
腦血管病、帕金森病、顱腦外傷、脊髓損傷年發(fā)病率高，而且由于老齡化、自然災(zāi)害 頻發(fā)和意外事故增加的緣故，發(fā)病率在逐年增加。這些疾病和損傷會造成平衡功能障礙，乃 至殘疾。據(jù)統(tǒng)計，目前存活的320 400萬腦血管病重殘患者為例，平衡功能障礙是主要致 殘因素之一。多個循證醫(yī)學證據(jù)表明，平衡功能練習是改善功能的重要方式，尤其對左右用 力不平衡的患者來說，雙下肢用力平衡單項訓練能改善患者雙下肢的平衡狀況，使其保持 良好的肢體位置，加強患側(cè)的神經(jīng)刺激，有利于健側(cè)肢體的活動；同時能進行雙下肢關(guān)節(jié)的 運動功能鍛煉，防止肌肉廢用性萎縮，而對其左右平衡功能進行功能評定則是訓練的前提 和總結(jié)療效的必要措施。目前的站立平衡訓練及評估，大多采用患者靜止不動，判斷身體重心能否控制在 一定范圍內(nèi)的測試訓練方法，這種方法缺乏患者主動移動身體重心時的控制平衡能力測試 和訓練，長期單調(diào)的靜止方式站立，無法激發(fā)患者訓練的興趣，容易造成懶惰，影響康復進 程，導致康復效果不理想。國外發(fā)展重心穩(wěn)定平衡評定及訓練系統(tǒng)多年，較先進的產(chǎn)品有ul tracare和 Biodex平衡測試訓練系統(tǒng)等，國內(nèi)平衡評定和訓練的數(shù)字化設(shè)備發(fā)展則相對滯后，專利多 局限為簡單的訓練設(shè)備，基礎(chǔ)評定。據(jù)調(diào)查，針對缺乏獨立站立平衡能力的患者，可調(diào)節(jié)減 重程度的訓練方式將能大大提高訓練效果，但目前使用的減重訓練方式主要是使用懸吊設(shè) 備，需束縛患者軀干部，操作較繁瑣，且易帶來患者不適。因此，如何進行早期康復平衡訓練 是迫切需要解決的問題，

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，就是為了解決上述問題，提供一種背部支撐減重波浪方式平衡評 定訓練方法。為了達到上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案通過一套背部支撐減重波浪方 式平衡評定訓練系統(tǒng)進行，該背部支撐減重波浪方式平衡評定訓練系統(tǒng)硬件包括訓練床、 控制箱、主控計算機、患者用顯示裝置和主顯示屏；訓練床的傾斜角度可以自動調(diào)節(jié)，訓練 床的一端設(shè)有左右腳踏板組件，左右腳踏板組件上分別設(shè)有足底壓力傳感裝置；主控計算 機內(nèi)設(shè)有波浪方式的平衡測試評估模塊和功能訓練模塊軟件。所述的背部支撐減重波浪方式平衡評定訓練方法包括以下步驟a、讓患者傾斜躺在訓練床上，并讓其左右腳分別踩在左右腳踏板上，使左右腳踏 板處于同一水平面上；b、根據(jù)患者的實際情況確定所需的減重重量，并通過調(diào)節(jié)訓練床的傾斜角度以實現(xiàn)該減重重量，角度越小，減重程度越大；C、讓計算機進入波浪方式平衡評定訓練系統(tǒng)的測試評估模塊，讓患者進行10秒 鐘的波浪方式平衡初始測試，以適應(yīng)這種測試方式；d、對患者做波浪方式平衡測試，以得到各項靜態(tài)姿勢圖參數(shù)的測試評估結(jié)果，所 述靜態(tài)姿勢圖參數(shù)包括額狀面擺動頻率、額狀面最大擺幅、額狀面平均擺幅、額狀面?zhèn)确綌[ 速、平均重心、重心移動軌跡總長度和重心移動軌跡總面積；e、讓計算機進入波浪方式平衡評定訓練系統(tǒng)的功能訓練模塊，根據(jù)測試評估結(jié) 果，選擇合適的訓練周期和減重角度，對患者做波浪方式平衡訓練，訓練成績以雙下肢用 力中心落在離波浪中心線士5%、士5% 士 10%、士 10% 士20%、士20% 士30%或 士30% 士50%區(qū)域內(nèi)的時間比表示。所述的波浪方式包括規(guī)則小波浪、規(guī)則中波浪、規(guī)則大波浪和不規(guī)則波浪，其中， 規(guī)則波浪的路線為正弦波曲線，不規(guī)則波浪的路線為隨機路線；規(guī)則小波浪的幅度值對應(yīng) 的雙腳壓力偏差為9千克，規(guī)則中波浪的幅度值對應(yīng)的壓力偏差為18千克，規(guī)則大波浪的 幅度值對應(yīng)的壓力偏差為27千克。針對患者用顯示裝置上出現(xiàn)的波浪，患者通過調(diào)整雙下 肢用力，盡可能將雙下肢用力中心控制在波浪區(qū)范圍內(nèi)，最好是控制在波浪中心線上，以達 到平衡功能訓練的目的?；颊咴谧霾ɡ朔绞狡胶膺\動過程中的雙下肢用力中心即重心的變化是各項靜態(tài) 姿勢圖參數(shù)評估的基礎(chǔ)，在下面所述的七個參數(shù)的計算中都要用到。一般人體重心(center of gratitude,COG)在第二骶骨前。雙下肢用力中心指的是人體重心在兩個腳踏板范圍內(nèi) 的投影，又由于人體處于波浪方式站立平衡過程中側(cè)向力很小，因此人體雙下肢用力中心 位置就可以表示為
權(quán)利要求
1.一種背部支撐減重波浪方式平衡評定訓練方法，其特征在于通過一套背部支撐減 重波浪方式平衡評定訓練系統(tǒng)進行，該背部支撐減重波浪方式平衡評定訓練系統(tǒng)包括訓練 床、控制箱、主控計算機、患者用顯示裝置和主顯示屏；訓練床包括床座、床架和床板，床架 安裝在床座上并與床座可轉(zhuǎn)動相連，在床架的前端連接有左、右腳踏板組件，在左右腳踏板 組件上分別設(shè)有左右足底壓力傳感裝置，在床架與床座之間設(shè)有床板角度調(diào)節(jié)機構(gòu)；其特征在于，所述的主控計算機內(nèi)設(shè)有波浪方式平衡評定訓練系統(tǒng)軟件，該軟件包含 測試評估模塊和功能訓練模塊；所述的波浪方式平衡評定訓練方法包括以下步驟a、讓患者傾斜躺在訓練床上，并讓其左右腳分別踩在左右腳踏板上，使左右腳踏板處 于同一水平面上；b、根據(jù)患者的實際情況確定所需的減重重量，并通過調(diào)節(jié)訓練床的傾斜角度以實現(xiàn)該減重重量；c、讓計算機進入波浪方式平衡評定訓練系統(tǒng)的測試評估模塊，讓患者進行10秒鐘的 波浪方式平衡初始測試，以適應(yīng)這種測試方式；d、對患者做波浪方式平衡測試，以得到各項靜態(tài)姿勢圖參數(shù)的測試評估結(jié)果，所述靜 態(tài)姿勢圖參數(shù)包括額狀面擺動頻率、額狀面最大擺幅、額狀面平均擺幅、額狀面?zhèn)确綌[速、 平均重心、重心移動軌跡總長度和重心移動軌跡總面積；e、讓計算機進入波浪方式平衡評定訓練系統(tǒng)的功能訓練模塊，根據(jù)測試評估結(jié)果，選 擇合適的訓練周期和減重角度，對患者做波浪方式平衡訓練，訓練成績以雙下肢用力中心 落在離波浪中心線士5%、士5% 士 10%、士 10% 士20%、士20% 士30%或士30% 士 50%區(qū)域內(nèi)的時間比表示。
2.如權(quán)利要求1所述的背部支撐減重波浪方式平衡評定訓練方法，其特征在于所述 的波浪方式包括規(guī)則小波浪、規(guī)則中波浪、規(guī)則大波浪和不規(guī)則波浪，其中，規(guī)則波浪的路 線為正弦波曲線，不規(guī)則波浪的路線為隨機路線；規(guī)則小波浪的幅度值對應(yīng)的雙腳壓力偏 差為9千克，規(guī)則中波浪的幅度值對應(yīng)的壓力偏差為18千克，規(guī)則大波浪的幅度值對應(yīng)的 壓力偏差為27千克。
3.如權(quán)利要求1所述的背部支撐減重波浪方式平衡評定訓練方法，其特征在于所述 的測試評估模塊包括床身傾斜模塊、測試開始模塊、測試準備模塊、測試停止模塊、測試結(jié) 果模塊和錄入報告模塊；所述的功能訓練模塊包括床身傾斜模塊、訓練開始模塊、訓練停止 模塊、查看結(jié)果模塊和錄入報告模塊。
4.如權(quán)利要求1所述的背部支撐減重波浪方式平衡評定訓練方法，其特征在于所述 的各項靜態(tài)姿勢圖參數(shù)的測試評估以患者在背部支撐減重波浪方式平衡測試過程中雙下 肢用力中心的變化為基礎(chǔ)進行評估，所述的雙下肢用力中心指的是人體重心在兩個腳踏板 范圍內(nèi)的投影，由下面的公式確定X = (Fa+Fb-Fc-Fd) · L/G y = (fb+fd-fa-fc) · M/G式中，L為四個足底壓力傳感裝置的中心點在X軸上到傳感裝置的距離，M為四個足底 壓力傳感裝置的中心點在Y軸上到傳感裝置的距離，G為減重后的患者人體的重量，F(xiàn)a、Fb, Fc, 分別為四個足底壓力傳感裝置的讀數(shù)；四個足底壓力傳感裝置的中心點即為人體正常重心投影零位。
5.如權(quán)利要求1所述的背部支撐減重波浪方式平衡評定訓練方法，其特征在于所述 的額狀面擺動頻率反映患者在波浪方式維持站立平衡過程中，在一定時間內(nèi)，雙下肢用力 中心在額狀面即水平方向左右變化的頻率，在算法中僅表示雙下肢用力中心沿X軸方向變 化的快慢，該參數(shù)值越大，即變化的頻率越高，反映患者抖動越嚴重，重心控制越不穩(wěn)，如帕 金森病患者；額狀面擺動頻率的定義為患者雙下肢用力中心從左側(cè)區(qū)域移動到右側(cè)區(qū)域以及從右 側(cè)區(qū)域移動到左側(cè)區(qū)域的次數(shù)與時間之比，其計算公式為
6.如權(quán)利要求1所述的背部支撐減重波浪方式平衡評定訓練方法，其特征在于所述 的平均重心反映了在波浪方式維持站立平衡過程中，雙下肢用力的平衡情況，絕對值越小， 表示平衡程度越好，正值越大，表明右下肢較左下肢更有力；負值越大，表明左下肢較右下 肢更有力；平均重心投影值越大，身體對稱性越差，如卒中偏癱患者；平均重心的定義為患 者雙下肢用力中心偏移距離之和與采集次數(shù)之比，計算公式為
7.如權(quán)利要求1所述的背部支撐減重波浪方式平衡評定訓練方法，其特征在于所述 的重心軌跡總長度反映了患者在減重狀態(tài)下，波浪方式平衡運動時雙下肢用力中心的移動 軌跡的總長度，其值越大表明雙下肢用力中心偏移距離總和越長，患者平衡能力越差；重心 軌跡分為中心型、前后型、左右型、多中心型和彌散型，正常為多中心型，利用重心軌跡總長 度參數(shù)可以協(xié)助判斷重心軌跡類型，從而進一步診斷病情。重心軌跡總長度的計算方法為 式中，XpYi為每次采集的雙下肢用力中心偏移位置的坐標，i = 0、1、2、3、4……N(i、N 為整數(shù))。
8.如權(quán)利要求1所述的背部支撐減重波浪方式平衡評定訓練方法，其特征在于所述 的重心移動軌跡總面積反映了單位時間內(nèi)身體控制重心的穩(wěn)定性及平衡程度；數(shù)值越大， 反映穩(wěn)定性及平衡越差，如帕金森病患者和小腦共濟失調(diào)患者；單位時間內(nèi)重心移動軌跡 總面積的計算公式為 式中，XpYi為每次采集的雙下肢用力中心在兩個腳踏板范圍內(nèi)的投影偏移的位置的坐 標，i = 0、1、2、3、4……N(i、N為整數(shù))；Tc為每次采集的時間。
9.如權(quán)利要求1所述的背部支撐減重波浪方式平衡評定訓練方法，其特征在于所述 的重心落在離波浪中心線士5%、士5% 士 10%、士 10% 士20%、士20% 士/30%或 士30% 士50%區(qū)域內(nèi)的時間比由以下公式算出V1=^ 式中，Ii1為雙下肢用力中心在離波浪中心線士5%、士5% 士 10%、士 10% 士20%、 士20% 士30%或士30% 士50%區(qū)域范圍內(nèi)擺動的次數(shù)，N為選擇的測試時間內(nèi)采集的點數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種背部支撐減重狀態(tài)下，患者主動移動身體重心，使雙下肢用力中心沿波浪軌跡運動時維持站立平衡能力的評估及訓練方法。該方法通過一套背部支撐減重波浪方式平衡評定訓練系統(tǒng)實現(xiàn)，系統(tǒng)硬件包括訓練床、控制箱、主控計算機、患者用顯示裝置和主顯示屏；訓練床的傾斜角度可以調(diào)節(jié)，訓練床的一端設(shè)有左右腳踏板組件，左右腳踏板組件上分別設(shè)有足底壓力傳感裝置。本發(fā)明的訓練方法軟件包括測試評估和功能訓練兩部分，通過患者雙下肢用力，人體重心沿波浪軌跡運動，維持站立平衡的能力進行測試評估，獲取數(shù)據(jù)，有針對性地對患者進行波浪方式的站立平衡訓練，較普通站立平衡，增加了訓練的趣味性，同時也提高了訓練的難度。
文檔編號A61B5/11GK102038504SQ20091019735
公開日2011年5月4日 申請日期2009年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月19日
發(fā)明者劉寶林, 劉穎, 安美君, 徐秀林, 王紅梅, 胡秀枋, 趙展, 鄒任玲 申請人:上海理工大學