專利名稱：一種上肢功能康復(fù)訓(xùn)練儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種上肢功能康復(fù)訓(xùn)練儀，特別是涉及一種可以幫助偏癱病人在康復(fù)訓(xùn)練期從事手、腕、肘等關(guān)節(jié)活動(dòng)度訓(xùn)練的上肢功能康復(fù)訓(xùn)練儀器。
背景技術(shù)：
偏癱，又叫半身不遂，是指一側(cè)上下肢、面肌和舌肌下部的運(yùn)動(dòng)障礙，它是中風(fēng)、急性腦血管病的一個(gè)常見癥狀。發(fā)生偏癱時(shí)，首先表現(xiàn)為一側(cè)肢體不能活動(dòng)，不受自己支配。有的病人表現(xiàn)為肢體完全不能活動(dòng)，有的表現(xiàn)為肢體還能夠活動(dòng)、但變得十分笨拙。有的偏癱發(fā)生后肢體的活動(dòng)越來越差，有的偏癱經(jīng)過一段時(shí)間后自己又有所恢復(fù)。如果病情較輕，即手腳可以活動(dòng)，只是動(dòng)作比較遲緩，那么堅(jiān)持鍛煉很可能使患者恢復(fù)如初。除了采用藥物治療、按摩針灸等綜合措施外，進(jìn)行適當(dāng)?shù)目祻?fù)訓(xùn)練、加強(qiáng)功能鍛 煉，以加快恢復(fù)的速度和改善恢復(fù)的程度，防止病人肌肉發(fā)生廢用性萎縮和關(guān)節(jié)強(qiáng)直。目前，市場有很多此類康復(fù)訓(xùn)練裝置，可以幫助患者進(jìn)行增強(qiáng)肌力、耐力、靈活性的練習(xí)。但是，康復(fù)訓(xùn)練裝置的娛樂性不強(qiáng)，無法定量評(píng)價(jià)康復(fù)效果，偏癱病人由于恢復(fù)慢、活動(dòng)受限而產(chǎn)生悲觀失望、精神憂郁等各種心理。因此在此類病人康復(fù)訓(xùn)練時(shí)期，除了要有同情心和耐心之外，還應(yīng)該增加康復(fù)訓(xùn)練的趣味性，從而充分調(diào)動(dòng)病人的積極性。同時(shí)，依據(jù)康復(fù)訓(xùn)練的機(jī)理、根據(jù)康復(fù)病人的訓(xùn)練成績和插棒時(shí)間，對(duì)其康復(fù)程度進(jìn)行科學(xué)評(píng)價(jià)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要目的是依據(jù)偏癱康復(fù)訓(xùn)練的原理，設(shè)計(jì)一種上肢功能康復(fù)訓(xùn)練儀，幫助康復(fù)病人積極主動(dòng)地配合治療和堅(jiān)持進(jìn)行自我康復(fù)訓(xùn)練，并可以定量評(píng)價(jià)康復(fù)訓(xùn)練效果和康復(fù)程度。如圖I所示，該儀器包括控制系統(tǒng)I、操作面板2、顯示窗3、檢測電路4、含m*n小孔的訓(xùn)練板5、m*n根能插入小孔的訓(xùn)練棒6，所述m和n為非零整數(shù)。操作面板2和控制系統(tǒng)I相連接，操作面板2上包括電源控制鍵、訓(xùn)練模式選擇控制鍵、時(shí)間設(shè)置鍵、病人個(gè)人信息輸入操作鍵、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)操作鍵、產(chǎn)生統(tǒng)計(jì)報(bào)表操作鍵等。電源控制鍵為該設(shè)備的電源開關(guān)，時(shí)間設(shè)置鍵用來設(shè)置完成某項(xiàng)訓(xùn)練內(nèi)容所要求的最高時(shí)限。訓(xùn)練模式選擇控制鍵用來設(shè)置所要參加的訓(xùn)練內(nèi)容(如插棒圖案或插棒順序)，使用者可以根據(jù)自身的訓(xùn)練方案選擇不同難易程度的訓(xùn)練模式。病人個(gè)人信息輸入操作鍵，用來輸入病人的基本信息、病情分析和康復(fù)訓(xùn)練方案。存儲(chǔ)數(shù)據(jù)操作鍵，可以用來存儲(chǔ)同一病人不同次康復(fù)訓(xùn)練的成績和插棒時(shí)間序列，或者存儲(chǔ)不同病人的各自康復(fù)訓(xùn)練的成績和插棒時(shí)間序列。產(chǎn)生統(tǒng)計(jì)報(bào)表操作鍵,用來產(chǎn)生一段時(shí)間內(nèi)病人康復(fù)訓(xùn)練的各種統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。顯示窗3也和控制系統(tǒng)I相連接，用來顯示每次訓(xùn)練要完成的圖案或插棒順序、每次訓(xùn)練的規(guī)定時(shí)間，同時(shí)也用來顯示最終的訓(xùn)練成績以及康復(fù)程度的評(píng)價(jià)。訓(xùn)練板5和檢測電路4為兩層板結(jié)構(gòu),上層板為訓(xùn)練板5,內(nèi)含m*n個(gè)小孔洞,可以拆卸，以便根據(jù)訓(xùn)練方案更換不同圖形孔洞的板子，相應(yīng)的也可以更換不同形狀的訓(xùn)練棒。下層板為檢測電路4，可以分別檢測光或電信號(hào)，以便當(dāng)含金屬頭的訓(xùn)練棒6通過上層板插入孔洞后，可以接通下層板的檢測電路。檢測電路4和控制系統(tǒng)I相連接，給控制系統(tǒng)I提供電信號(hào)?？刂葡到y(tǒng)I按照預(yù)先選定的訓(xùn)練模式在規(guī)定時(shí)間內(nèi)對(duì)檢測電路4進(jìn)行檢測，再根據(jù)檢測到的訓(xùn)練結(jié)果給出每次訓(xùn)練的成績。訓(xùn)練模式分為初、中、高三等級(jí)或難、易兩個(gè)等級(jí)，每一等級(jí)對(duì)應(yīng)康復(fù)訓(xùn)練的不同階段，系統(tǒng)依據(jù)康復(fù)訓(xùn)練的機(jī)理、根據(jù)康復(fù)病人的訓(xùn)練成績給出聲音和圖像的鼓勵(lì)，并對(duì)其康復(fù)程度進(jìn)行科學(xué)評(píng)價(jià)。本發(fā)明的有益效果是增強(qiáng)康復(fù)訓(xùn)練的娛樂性和趣味性，促使偏癱病人能夠積極主動(dòng)地堅(jiān)持自我康復(fù)訓(xùn)練，并根據(jù)每次康復(fù)訓(xùn)練的難度、完成時(shí)間和成績，給出康復(fù)訓(xùn)練效果和康復(fù)程度的評(píng)價(jià)。本發(fā)明除可用于上肢功能康復(fù)病人的訓(xùn)練之外，還可以為兒童和患老年癡呆的病人提供游戲和訓(xùn)練的機(jī)會(huì)。


附圖I是本發(fā)明的原理框圖；附圖2是本發(fā)明訓(xùn)練板的示意圖；附圖3是本發(fā)明檢測電信號(hào)的原理圖；附圖4是本發(fā)明的程序流程圖；附圖5是本發(fā)明的顯示窗的交互界面示意圖。
具體實(shí)施例方式下面將參照附圖1、2、3、4、5對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的說明。如圖I所示，本發(fā)明包括控制系統(tǒng)I、操作面板2、顯示窗3、檢測電路4、含m*n小孔的訓(xùn)練板5、m*n根能插入小孔的訓(xùn)練棒6，所述m和n為非零整數(shù)。操作面板2上包括電源控制鍵、訓(xùn)練模式選擇控制鍵、時(shí)間設(shè)置鍵、病人個(gè)人信息輸入操作鍵、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)操作鍵、產(chǎn)生統(tǒng)計(jì)報(bào)表操作鍵等。電源控制鍵為該設(shè)備的電源開關(guān)，時(shí)間設(shè)置鍵用來設(shè)置完成某項(xiàng)訓(xùn)練內(nèi)容所要求的最高時(shí)限。訓(xùn)練模式選擇控制鍵用來設(shè)置所要參加的訓(xùn)練內(nèi)容(如插棒圖案或插棒順序)，使用者可以根據(jù)自身的訓(xùn)練方案選擇不同難易程度的訓(xùn)練模式。病人個(gè)人信息輸入操作鍵，用來輸入病人的基本信息、病情分 析和康復(fù)訓(xùn)練方案。存儲(chǔ)數(shù)據(jù)操作鍵，可以用來存儲(chǔ)同一病人不同次康復(fù)訓(xùn)練的成績和插棒時(shí)間序列，或者存儲(chǔ)不同病人的各自康復(fù)訓(xùn)練的成績和插棒時(shí)間序列。產(chǎn)生統(tǒng)計(jì)報(bào)表操作鍵，用來產(chǎn)生一段時(shí)間內(nèi)病人康復(fù)訓(xùn)練的各種統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。訓(xùn)練板5和檢測電路4為兩層板結(jié)構(gòu),上層板為訓(xùn)練板5,內(nèi)含m*n個(gè)小孔洞,可以拆卸，以便根據(jù)訓(xùn)練方案更換不同圖形孔洞的板子，如圖2所示，相應(yīng)的也可以更換不同形狀的訓(xùn)練棒6。下層板為檢測電路4，可以分別檢測光或電信號(hào)，以便當(dāng)含金屬頭的訓(xùn)練棒6通過上層板插入孔洞后，可以接通下層板的檢測電路4。本發(fā)明的檢測電路4可以使用若干個(gè)74系列芯片的與非門74LS00來完成，每個(gè)74LS00芯片中含4個(gè)與非門，74系列芯片的管腳中，V。。表示接+5伏電源，GND表示接地，NC表示空腳，為高電平狀態(tài)，“0”、“L”為低電平狀態(tài)。如附圖3所示，開關(guān)K打開時(shí)，與非門的兩個(gè)輸入端為高電位，此時(shí)輸出Y是低電位。當(dāng)訓(xùn)練棒6插入訓(xùn)練儀上層板的小孔時(shí)，相當(dāng)于接通下層板相應(yīng)位置的開關(guān)，與非門的兩個(gè)輸入端接地，此時(shí)輸出Y是高電位。將每個(gè)電壓輸出信號(hào)傳送到控制系統(tǒng)1，以便控制系統(tǒng)I判斷插棒的順序是否正確以及是否滿足訓(xùn)練圖案和訓(xùn)練時(shí)間的要求。本發(fā)明的檢測電路4還可以使用若干個(gè)光敏二極管來完成，光敏二極管的管芯是一個(gè)具有光敏特征的PN結(jié)，具有單向?qū)щ娦?，工作時(shí)加反向電壓。無光照時(shí)有很小的飽和反向漏電流，此時(shí)光敏二極管截止。當(dāng)受到光照時(shí)飽和反向漏電流增加，形成光電流，并隨入射光強(qiáng)度的變化而變化。當(dāng)訓(xùn)練棒6插入訓(xùn)練儀上層板的小孔時(shí)，相當(dāng)于阻擋了下層板相應(yīng)位置的光照，將每個(gè)電流輸出信號(hào)傳送到控制系統(tǒng)1，以便控制系統(tǒng)I判斷插棒的順序是否正確以及是否滿足訓(xùn)練圖案和訓(xùn)練時(shí)間的要求。本發(fā)明的控制系統(tǒng)I可以使用單片機(jī)89S52主控芯片來完成，裝載軟件程序，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)的控制。附圖4為流程圖，先進(jìn)行初始化，然后接受操作界面設(shè)置的個(gè)人信息和訓(xùn)練儀參數(shù)，存入單片機(jī)寄存器，然后選擇不同難易程度的訓(xùn)練模式，顯示訓(xùn)練圖案和限時(shí)，用TO記錄正確插棒的次數(shù)。在插棒開始之后，用Tl記錄每次插棒的時(shí)間信息，T2記錄每次訓(xùn)練圖案全部完成后的時(shí)間信息。同時(shí)對(duì)每次插棒正確與否給予提示，流程圖中要存 儲(chǔ)的數(shù)據(jù)均存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器里。訓(xùn)練結(jié)束后，一些正確率等評(píng)價(jià)信息都將發(fā)送到交互界面上。有一個(gè)退出鍵，可以人為的結(jié)束整個(gè)過程。本發(fā)明可以選用LABVIEW編寫顯示窗3的交互界面，如附圖5所示，分別顯示患者個(gè)人信息、訓(xùn)練儀參數(shù)設(shè)置、訓(xùn)練儀提示信息、插棒同步顯示畫面、每次插棒完成時(shí)間顯示和插棒時(shí)間分析圖等?；颊邆€(gè)人信息輸入?yún)^(qū)，主要用于輸入患者的個(gè)人信息；訓(xùn)練儀提示區(qū)域用來在康復(fù)訓(xùn)練過程中的給患者一些語言或圖案的提示；訓(xùn)練儀參數(shù)設(shè)置區(qū)用來設(shè)置訓(xùn)練的圖片、難度、時(shí)間等；插棒同步顯示畫面用來同步顯示插棒位置和時(shí)間倒計(jì)時(shí)的顯示；每次插棒完成時(shí)間顯示區(qū)域，可以更形象更直觀的顯示每次插棒時(shí)間以及錯(cuò)誤棒號(hào)、插棒正確和錯(cuò)誤的個(gè)數(shù)；單次插棒時(shí)間顯示區(qū)域；插棒時(shí)間分析圖用來顯示每次訓(xùn)練的各個(gè)插棒時(shí)間的分析圖。系統(tǒng)在訓(xùn)練結(jié)束后會(huì)輸出報(bào)表，以便醫(yī)生可以評(píng)估患者的康復(fù)情況和制定后續(xù)的康復(fù)訓(xùn)練計(jì)劃。
權(quán)利要求
1.一種上肢功能康復(fù)訓(xùn)練儀，包括控制系統(tǒng)(I)、操作面板(2)、顯示窗(3)、檢測電路(4)、含m*n小孔的訓(xùn)練板(5)、m*n根能插入小孔的訓(xùn)練棒(6)，其特征在于 所述控制系統(tǒng)(I)按照設(shè)定的訓(xùn)練模式在規(guī)定時(shí)間內(nèi)對(duì)檢測電路(4)進(jìn)行檢測，根據(jù)檢測到的訓(xùn)練結(jié)果給出每次訓(xùn)練的成績和評(píng)價(jià)； 所述操作面板(2)和控制系統(tǒng)(I)相連接，所述操作面板(2)上包括電源控制、訓(xùn)練模式選擇控制、時(shí)間設(shè)置等操作鍵，電源控制鍵為電源開關(guān)，時(shí)間設(shè)置鍵用來設(shè)置完成某項(xiàng)訓(xùn)練內(nèi)容所要求的最高時(shí)限，訓(xùn)練模式鍵用來設(shè)置所要參加的訓(xùn)練內(nèi)容，訓(xùn)練者可以根據(jù)自身的訓(xùn)練方案選擇不同的訓(xùn)練模式； 所述顯示窗(3)和控制系統(tǒng)(I)相連接，用來顯示每次訓(xùn)練要完成的圖案或插棒順序、訓(xùn)練的規(guī)定時(shí)間，同時(shí)顯示最終的訓(xùn)練成績以及康復(fù)程度的評(píng)價(jià)； 所述檢測電路(4)和控制系統(tǒng)(I)相連接，提供給控制系統(tǒng)(I)電信號(hào)； 所述訓(xùn)練板(5)和訓(xùn)練棒(6)用于偏癱病人手、腕、肘等關(guān)節(jié)活動(dòng)度的康復(fù)訓(xùn)練。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的上肢功能康復(fù)訓(xùn)練儀，其特征在于所述檢測電路(4)和訓(xùn)練板(5)組成雙層板結(jié)構(gòu)，上層板為訓(xùn)練板(5)，含m*n個(gè)小孔洞，洞底四周為金屬材料，以便當(dāng)含金屬頭的訓(xùn)練棒(6)插入孔洞后，可以接通檢測電路⑷；下層板為檢測電路⑷，可以檢測光或電信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的上肢功能康復(fù)訓(xùn)練儀，其特征在于所述檢測電路(4)使用.74系列芯片的與非門74LS00來完成，當(dāng)所述訓(xùn)練棒(6)插入所述訓(xùn)練板(5)的小孔時(shí)，相當(dāng)于接通開關(guān)，與非門的兩個(gè)輸入端接地，此時(shí)輸出高電位，將每個(gè)輸出信號(hào)傳送到控制系統(tǒng)(I)，以便所述控制系統(tǒng)(I)判斷插棒的順序是否正確以及是否滿足訓(xùn)練圖案和訓(xùn)練時(shí)間的要求；或者所述檢測電路(4)使用光敏二極管來完成，當(dāng)所述訓(xùn)練棒(6)插入所述訓(xùn)練板(5)的小孔時(shí)，所述訓(xùn)練棒(6)阻擋了光照，將每個(gè)電流輸出信號(hào)傳送到控制系統(tǒng)⑴，控制系統(tǒng)⑴判斷插棒的順序是否正確以及是否滿足訓(xùn)練圖案和訓(xùn)練時(shí)間的要求。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的上肢功能康復(fù)訓(xùn)練儀，其特征在于所述訓(xùn)練模式分為初、中、高三等級(jí)，每一等級(jí)對(duì)應(yīng)康復(fù)訓(xùn)練的不同階段，所述控制系統(tǒng)(I)依據(jù)康復(fù)訓(xùn)練的機(jī)理、根據(jù)康復(fù)病人的訓(xùn)練成績給出聲音和圖像的鼓勵(lì)，并對(duì)其康復(fù)程度進(jìn)行科學(xué)評(píng)價(jià)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的上肢功能康復(fù)訓(xùn)練儀，其特征在于所述控制系統(tǒng)(I)采用單片機(jī)89S52主控芯片。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種上肢功能康復(fù)訓(xùn)練儀，特別是涉及一種可以幫助偏癱病人在康復(fù)訓(xùn)練期從事手、腕、肘等關(guān)節(jié)活動(dòng)度訓(xùn)練的儀器。該儀器包括控制系統(tǒng)、操作面板、顯示窗、檢測電路、含m*n小孔的訓(xùn)練板、m*n根能插入小孔的訓(xùn)練棒。本發(fā)明可以增強(qiáng)康復(fù)訓(xùn)練的娛樂性和趣味性，促使偏癱病人能夠積極主動(dòng)地堅(jiān)持自我康復(fù)訓(xùn)練，并根據(jù)每次康復(fù)訓(xùn)練的難度、完成時(shí)間和成績，給出康復(fù)訓(xùn)練效果和康復(fù)程度的評(píng)價(jià)。
文檔編號(hào)A63B23/12GK102716572SQ20121023843
公開日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2012年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月11日
發(fā)明者劉慶凱, 劉志成, 曹海勇, 薄雪峰 申請(qǐng)人:首都醫(yī)科大學(xué)