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CN108743283A - 一种用于上肢康复训练及保护的穿戴式气囊装置 - Google Patents

一种用于上肢康复训练及保护的穿戴式气囊装置 Download PDF

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CN108743283A CN201810069025.5A CN201810069025A CN108743283A CN 108743283 A CN108743283 A CN 108743283A CN 201810069025 A CN201810069025 A CN 201810069025A CN 108743283 A CN108743283 A CN 108743283A
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陈忠哲
王海涛
谢巧莲
崔晓
孟青云
邵海存
张慧
王孟
项世传
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Abstract

本发明涉及一种用于上肢康复训练及保护的穿戴式气囊装置，包括气囊本体、穿戴部和供气机构，气囊本体用于套设在人体一侧的上肢外，由依次连接的肩关节部、臂部和手部组成，气囊本体内设有压力传感器，气囊本体上充放气口，气囊本体的臂部肘关节的内侧面设有至少一个可拆卸的支撑杆；穿戴部呈环状，连接在肩关节部上，用于从人体另一侧的腋下穿戴在人体上；供气机构与充放气口可拆卸连接。与现有技术相比，本发明带有内嵌式气道，通过内嵌式气道单独供气，提供两种训练模式，可以与康复训练模块配合进行ROM康复训练，能够有效保护软瘫期患者肩关节，防止肩关节脱臼，同时有助于患者肌力恢复。

Description

一种用于上肢康复训练及保护的穿戴式气囊装置
技术领域
本发明涉及医疗健康设备技术领域，尤其是涉及一种用于上肢康复训练及保护的穿戴式气囊装置。
背景技术
据统计，中国每年新增200多万脑卒中患者，平均每12秒就有一人发生卒中，每21秒就有一人死亡，脑卒中已经成为中国人死亡的第一元凶。脑卒中急性期是发病后数日至2周，脑卒中患者的患侧肢体不能主动活动或者活动很弱，肌张力低，早期康复有助于患者神经重塑，并建立康复信心。
脑卒中患者在软瘫期由于肌力不足，很容易在康复训练过程中出现手臂脱臼等伤害。而现有的上肢康复设备中，没有专门为脑卒中早期患者在康复训练过程中提供肩关节保护的设备。同时，目前的气囊结构，只能简单针对静脉曲张患者进行简单的按摩，并不适用于用于防止脑卒中患者上肢关节肿胀和肌肉萎缩。此外，这类气囊穿戴结构并不合理，且采用外部管道连接气囊套，使用不便。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于上肢康复训练及保护的穿戴式气囊装置。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种用于上肢康复训练及保护的穿戴式气囊装置，包括：
气囊本体，用于套设在人体一侧的上肢外，由依次连接的肩关节部、臂部和手部组成，气囊本体内设有压力传感器，气囊本体上充放气口，气囊本体的臂部肘关节的内侧面设有至少一个可拆卸的支撑杆，
穿戴部，呈环状，连接在肩关节部上，用于从人体另一侧的腋下穿戴在人体上，
供气机构，与充放气口可拆卸连接。
优选地，所述的气囊本体的臂部由依次连接的四个气囊套组成，各气囊套的气室相互独立，所述的充放气口由四个气道口组成，四个气道口分别通过相互独立的内嵌式气道与四个气囊套的气室对应连通，所述的内嵌式气道与气囊本体的气室内壁贴合并相连，所述的内嵌式气道的内径与对应的气囊套的气室大小相匹配。
优选地，所述的气道口采用气门芯式充放气结构，气道口内设有顶针，气道口外设有连接螺纹，所述的供气机构包括依次连接的气泵、输气管和密封连接管，所述的输气管上设有电磁阀，密封连接管与气道口的连接螺纹可拆卸连接。
优选地，所述的气囊本体的臂部肘关节的外侧面设有风琴式罩体，用于为人体肘关节提供支撑的同时保证人体肘关节的自由度。
优选地，所述的支撑杆沿臂部长度方向设置。
优选地，所述的气囊本体的臂部肘关节的内侧面贴合有肘部魔术贴，所述的支撑杆通过肘部魔术贴与气囊本体的臂部肘关节的内侧面可拆卸连接。
优选地，所述的穿戴部通过魔术贴呈可调大小的环状。
优选地，所述的气囊本体的肩关节部的末端连接有用于垫设在人体腋下的腋下调节板，所述的腋下调节板的两侧通过连接带与穿戴部连接。
优选地，所述的气囊本体的手部末端设有开口。
优选地你，所述的气囊本体的肩部设有开口。
所述的用于上肢康复训练及保护的穿戴式气囊装置的应用，将其用于人体上肢康复训练，其具有主动训练模式和被动训练模式；
所述的主动训练模式下，人体穿戴该装置，供气机构对气囊本体充气至设定压力后，断开连接，使装置用于在康复训练过程中对人体肩关节进行保护；
所述的被动训练模式下，人体穿戴该装置，供气机构对气囊本体进行循环及渐变性充放气，使装置用于在康复训练过程中促进人体上肢血液循环。
本发明中，主动训练模式下不使用支撑杆，被动训练模式下使用支撑杆。
针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种可以为脑卒中软瘫期患者在康复训练过程中提供肩关节保护的装置。设立主被动两种模式，主动模式下通过对气囊完全充气，可以保证患者与康复训练模块配合进行ROM康复训练时肩关节不受伤；被动模式下可以通过对气囊的单独控制实现对上肢的循环和独立按压，可以促进偏瘫侧肢体肌力恢复和主动活动的出现，同时具有促进血液循环与增加感觉输入的作用。气囊本体采用内嵌式气道，使用更加方便。
本发明的每个气囊套通过气室内壁的内嵌式气道进行充气放气，每条气道联通一个气囊套，简化了结构，避免了外部杂乱的管道结构。气囊本体的肩部设置开口，保证了穿戴后人体肩部的自由度。肘部采用了风琴式结构，使肘部具有一定的自由度和刚性。气囊本体增设了腋下保护结构(腋下调节板和连接带)，可以有效的防止患者肩部受损或者脱臼。气囊本体手部(具体地为手指上部)采用开口式设计，可以观察患者手部状态，防止手部出现痉挛的情况。气囊本体手部还可以设计连接结构，可以与康复训练系统连接，配合使用。气囊本体通过可调节的整体式魔术贴进行穿戴，方便患者进行手臂和腋下的松紧调节，保证了气囊的保护和训练效果。
本发明气囊本体的肘部内侧面设有可拆卸的支撑杆，为肘部提供了一定的刚度，避免患者被动模式下出现手臂弯曲的情况；气道口采用气门芯式阀门闭气结构，利用密封连接管进行连接，保证主动模式下患者可以将输气管取下，方便进行主动训练。
本发明的穿戴部采用分别连接气囊肩部和腋下调节板，保证拉力有效且均匀。并且穿戴部利用魔术贴进行粘贴，松紧可调，方便穿戴。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)合理的气囊结构设计，可以有效的为软瘫期患者提供实时的肩部保护，避免患者出现肩部脱臼或损伤的现象。
(2)气囊臂部采取多个独立式气囊套结构，可以实现对气囊套的单独控制。
(3)气囊内部根据气囊套的气室大小设置不等径的内嵌式气道，不仅可以实现每个气囊套压力均匀分布、充气时间相同等功能，还实现了无管充气，使该设备更轻便，更便携。
(4)设置主被动两种训练模式，主动模式下可以保证患者安全的进行康复训练，被动模式可以达到防止患者上肢肌肉萎缩、恢复肌力、促进血液循环的效果，同时适用于静脉曲张患者。
(5)肘部外侧面的风琴式结构，使气囊本体具有一定的自由度和刚性。
(6)具有肩、肘、腕关节3自由度，训练整个上肢
(7)手部前段的开口可以方便用于实时观察患者手指，避免患者出现手部痉挛的情况。
(8)气囊内侧的支撑杆，由魔术贴固定，方便拆装，在被动训练模式下使用，可以避免患者被动模式下出现手臂弯曲的情况。
(9)气道口采用气门芯结构，利用螺纹连接，保证患者主动模式下可以方便地取下输气管，使用更加灵活便捷。
(10)气囊本体内(可以设置在各气道口处，也可以设置在各气囊套的气室内)设置压力传感器，主动训练模式下体表压力达到一定值，即停止充气，保证患者上肢不会因压力过大出现不适。
(11)可调节的整体式魔术贴进行穿戴，方便患者进行手臂和腋下的松紧调节，保证了气囊的保护和训练效果。
(12)本发明采用合理的穿戴结构，提供两个方向的合理拉力，方便调节。该结构从患者身体另一侧腋下进行穿戴，可以帮助患者平衡身体重力，减轻患者因脑卒中导致的身体患侧肌无力而身体偏瘫的症状。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明另一视角的结构示意图；
图3为本发明的气囊本体的剖面示意图；
图4为本发明的气室和内嵌式气道示意图；
图5为本发明的气道口与输气管连接示意图。
图中，1为肩关节部，2为臂部，21为第一气囊套，22为第二气囊套，23为第三气囊套，24为第四气囊套，25为气室，26为第一内嵌式气道，27为第二内嵌式气道，28为第三内嵌式气道，29为第四内嵌式气道，3为手部，4为充放气口，41为气道口，5为支撑杆，51为肘部魔术贴，6为穿戴部，7为腋下调节板，8为连接带，9为风琴式罩体，10为气泵，11为输气管，12为密封连接管，13为电磁阀。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
一种用于上肢康复训练及保护的穿戴式气囊装置，如图1～2所示，包括气囊本体、穿戴部6和供气机构，气囊本体用于套设在人体一侧的上肢外，由依次连接的肩关节部1、臂部2和手部3组成，气囊本体内设有压力传感器，气囊本体上充放气口4，气囊本体的臂部2肘关节的内侧面设有至少一个可拆卸的支撑杆5；穿戴部6呈环状，连接在肩关节部1上，用于从人体另一侧的腋下穿戴在人体上；供气机构与充放气口4可拆卸连接。
其中，气囊本体的臂部2由依次连接的四个气囊套组成，从肩关节部1到手部3依次为第一气囊套21、第二气囊套22、第三气囊套23和第四气囊套24，各气囊套的气室25相互独立，充放气口4由四个气道口41组成，四个气道口41分别通过相互独立的内嵌式气道(第一内嵌式气道26、第二内嵌式气道27、第三内嵌式气道28和第四内嵌式气道29)与四个气囊套的气室25对应连通，各内嵌式气道与气囊本体的气室25内壁贴合并相连(内嵌式气道可以采用与气囊本体一样的材质)，如图3～4所示，内嵌式气道的内径与对应的气囊套的气室25大小相匹配，使得充气时可以同时充满各气囊套的气室，也可以保证重启过程中各气囊套的气室中的压力一致，例如本实施例中，第一气囊套21和第四气囊套24的气室容积大于第二气囊套22和第三气囊套23的气室容积，所以第一内嵌式气道26和第四内嵌式气道29的直径(气体通道直径)大于第二内嵌式气道27和第三内嵌式气道28的直径。
本实施例的气道口41采用气门芯式充放气结构，气道口41内设有顶针，气道口41外设有连接螺纹，供气机构包括依次连接的气泵10、输气管11和密封连接管12，输气管11上设有电磁阀13，密封连接管12与气道口41的连接螺纹可拆卸连接，如图5所示。
本实施例中，气囊本体的臂部2肘关节的外侧面设有风琴式罩体9，用于为人体肘关节提供支撑的同时保证人体肘关节的自由度。
本实施例中，气囊本体的臂部2肘关节的内侧面贴合有肘部魔术贴51，支撑杆5通过肘部魔术贴51与气囊本体的臂部2肘关节的内侧面可拆卸连接。支撑杆5沿臂部2长度方向设置，亦即支撑杆5的长度方向与臂部的长度方向一致。
穿戴部6通过魔术贴呈可调大小的环状。气囊本体的肩关节部1的末端连接有用于垫设在人体腋下的腋下调节板7，腋下调节板7的两侧通过连接带8与穿戴部6连接。
本实施例的气囊本体的手部3末端设有开口。
该用于上肢康复训练及保护的穿戴式气囊装置的应用，将其用于人体上肢康复训练，其具有主动训练模式和被动训练模式；
主动训练模式下，人体穿戴该装置，供气机构对气囊本体充气至设定压力后，断开连接，使装置用于在康复训练过程中对人体肩关节进行保护；
被动训练模式下，人体穿戴该装置，供气机构对气囊本体进行循环及渐变性充放气，使装置用于在康复训练过程中促进人体上肢血液循环。
使用时，患者先进行手臂和手部的穿戴，然后利用腋下调节板和连接带进行松紧调节穿戴，调整穿戴部的魔术贴，从左肩腋下穿过并调节松紧完成穿戴。在利用护理床等康复训练模块进行主动训练时，可以在控制仪上选择主动训练模式，利用密封连接管将气道口与输气管进行螺纹连接。此时，电磁阀处于开启状态，气道口与输气管的阀门开启，气泵开始工作，输出的气体流经电磁阀以及输气管传递到设置在气囊表面的气道口处，再经过气道口分别输送至气囊内部的内嵌式气道中。各内嵌式气道之间相互独立，互不影响。各气囊套与人体接触的表面分别设有薄膜压力传感器，充气过程中，气囊在上肢表面形成的压力不断增加，当压力达到传感器预定值时，相应气囊套对应的电磁阀闭合，气泵停止工作。充气完成，气囊形成对患者肩部和上肢的良好保护，此时可以旋开密封连接管，拆下输气管，可以将气囊通过设置在手部的连接结构与其他康复训练机器人手柄配合进行康复训练。此时患者有肩、肘、腕关节3自由度，可以训练整个上肢并可以有效的防止上肢脱臼。
被动训练模式下，装上臂部手肘内侧面的支撑杆，连接气道口与输气管，选择被动模式。气囊通过调节电磁阀的开闭以及单个气泵的充放气可以控制各气囊套的气体流量，实现四个气囊套循环充放气以及控制单个气囊套的充放气，通过气囊的收缩挤压按捏肌肉，达到防止上肢肌肉萎缩、促进血液循环的效果。
上述对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于上肢康复训练及保护的穿戴式气囊装置，其特征在于，包括：
气囊本体，用于套设在人体一侧的上肢外，由依次连接的肩关节部(1)、臂部(2)和手部(3)组成，气囊本体内设有压力传感器，气囊本体上充放气口(4)，气囊本体的臂部(2)肘关节的内侧面设有至少一个可拆卸的支撑杆(5)，
穿戴部(6)，呈环状，连接在肩关节部(1)上，用于从人体另一侧的腋下穿戴在人体上，
供气机构，与充放气口(4)可拆卸连接。
2.根据权利要求1所述的用于上肢康复训练及保护的穿戴式气囊装置，其特征在于，所述的气囊本体的臂部(2)由依次连接的四个气囊套组成，各气囊套的气室(25)相互独立，所述的充放气口(4)由四个气道口(41)组成，四个气道口(41)分别通过相互独立的内嵌式气道与四个气囊套的气室(25)对应连通，所述的内嵌式气道与气囊本体的气室(25)内壁贴合并相连，所述的内嵌式气道的内径与对应的气囊套的气室(25)大小相匹配。
3.根据权利要求2所述的用于上肢康复训练及保护的穿戴式气囊装置，其特征在于，所述的气道口(41)采用气门芯式充放气结构，气道口(41)内设有顶针，气道口(41)外设有连接螺纹，所述的供气机构包括依次连接的气泵(10)、输气管(11)和密封连接管(12)，所述的输气管(11)上设有电磁阀(13)，密封连接管(12)与气道口(41)的连接螺纹可拆卸连接。
4.根据权利要求1所述的用于上肢康复训练及保护的穿戴式气囊装置，其特征在于，所述的气囊本体的臂部(2)肘关节的外侧面设有风琴式罩体(9)，用于为人体肘关节提供支撑的同时保证人体肘关节的自由度。
5.根据权利要求1所述的用于上肢康复训练及保护的穿戴式气囊装置，其特征在于，所述的支撑杆(5)沿臂部(2)长度方向设置。
6.根据权利要求1或5所述的用于上肢康复训练及保护的穿戴式气囊装置，其特征在于，所述的气囊本体的臂部(2)肘关节的内侧面贴合有肘部魔术贴(51)，所述的支撑杆(5)通过肘部魔术贴(51)与气囊本体的臂部(2)肘关节的内侧面可拆卸连接。
7.根据权利要求1所述的用于上肢康复训练及保护的穿戴式气囊装置，其特征在于，所述的穿戴部(6)通过魔术贴呈可调大小的环状。
8.根据权利要求1所述的用于上肢康复训练及保护的穿戴式气囊装置，其特征在于，所述的气囊本体的肩关节部(1)的末端连接有用于垫设在人体腋下的腋下调节板(7)，所述的腋下调节板(7)的两侧通过连接带(8)与穿戴部(6)连接。
9.根据权利要求1所述的用于上肢康复训练及保护的穿戴式气囊装置，其特征在于，所述的气囊本体的手部(3)末端设有开口。
10.如权利要求1～9任一所述的用于上肢康复训练及保护的穿戴式气囊装置的应用，其特征在于，将其用于人体上肢康复训练，其具有主动训练模式和被动训练模式；
所述的主动训练模式下，人体穿戴该装置，供气机构对气囊本体充气至设定压力后，断开连接，使装置用于在康复训练过程中对人体肩关节进行保护；
所述的被动训练模式下，人体穿戴该装置，供气机构对气囊本体进行循环及渐变性充放气，使装置用于在康复训练过程中促进人体上肢血液循环。
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