CN112057293A - 手指康复运动系统 - Google Patents
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Abstract
手指康复运动系统，属于手指康复技术领域。系统包括手指康复手套、气泵、肌肉检测控制器；所述手指康复手套的各个手指处均设有手指弯曲膨胀节，所述手指康复手套的手指间设有连接所有手指的分指运动膨胀节；五个手指弯曲膨胀节和一个分指运动膨胀节各自通过设于手指康复手套处沿手掌长度方向排布的气管与气泵连接；每个膨胀节与气泵之间均设有电磁阀，用于通断气路；所述手指康复手套的手掌心处设有电信号传感电极，所述电信号传感电极、所述电磁阀、所述气泵分别连接肌肉检测控制器。本发明能控制手指康复手套实现手指内收弯曲或分指（推开）运动，以及手指屈曲或分指（回收）运动，能监控分析手指运动情况，便于患者进行全方位康复训练。
Description
技术领域
本发明属于手指康复技术领域，尤其涉及一种手指康复运动系统。
背景技术
现代神经康复医学及其临床研究结果表明对因脑卒中等疾病引起的肢体功能障碍，通过科学合理的康复治疗训练可以在一定程度上恢复其受损的肢体功能。医护人员会运用关节活动度训练、肌力训练、助力训练以及手指精细动作训练等运动疗法对患者进行传统的康复治疗训练，患者术后手部不灵活，行动极其不便，进行传统的康复治疗时需要定期地到医院进行训练，这样就会给患者带来极大的不便。
智能康复手套可以完成对患者的手关节活动度训练、肌力训练、助力训练以及手指精细动作训练，患者通过佩戴手套就进行可以康复治疗训练，这样不仅减轻了传统康复训练模式中理疗师的工作负担，而且也给患者带来了便利。
发明专利申请CN201710462825.9公开了穿戴式康复手套，该手套具体包括软性手套体，软性手套体包括手背区域、手心区域和至少一个手指套区域，手指套内部用于容纳人的手指，其中，每一个手指套区域一侧设有至少一个第一指套环，手心区域同样设有至少一个第二指套环，连接绳一端与手指套区域内顶部固定，连接绳依次穿过同一个手指套区域的第一指套环和第二指套环后，连接绳的另一端与直线驱动机构连接；每一个手指套区域的另一侧设有气动肌肉，气动肌肉与气动肌肉气管连接。
发明内容
本发明针对现有技术存在的问题，提出了一种手指康复运动系统，能控制手指康复手套实现手指内收弯曲或分指（推开）运动，以及手指屈曲或分指（回收）运动，能监控分析手指运动情况，便于患者进行康复训练。
本发明是通过以下技术方案得以实现的：
一种手指康复运动系统，包括手指康复手套、气泵、肌肉检测控制器；所述手指康复手套的各个手指处均设有手指弯曲膨胀节，所述手指康复手套的手指间设有连接所有手指的分指运动膨胀节；五个手指弯曲膨胀节和一个分指运动膨胀节各自通过设于手指康复手套处沿手掌长度方向排布的气管与气泵连接；每个膨胀节与气泵之间均设有电磁阀，用于通断气路；所述手指康复手套的手掌心处设有电信号传感电极，所述电信号传感电极、所述电磁阀、所述气泵分别连接肌肉检测控制器。
本发明通过肌肉检测控制器控制电磁阀和气泵工作，继而控制气路通断和气泵输出气压。手指弯曲膨胀节和分指运动膨胀节在正压压力下膨胀，产生手指运动推动力，产生手指内收弯曲或分指（推开）运动；手指弯曲膨胀节和分指运动膨胀节在负压压力下收缩，产生手指运动回收力，产生手指屈曲或分指（回收）运动。电信号传感电极采集手指和手掌运动的肌肉生理电信号并发送给肌肉检测控制器，肌肉检测控制器对信号进行放大、分析，实时控制手指康复手套配合患者进行康复训练。例如，对突变的肌肉生理电信号进行运动痉挛保护，降低气泵输出气压或关断电磁阀。
作为优选，所述分指运动膨胀节设于每个手指靠近其中部的指节处。
作为优选，所述电信号传感电极设置于手指康复手套的手掌正中神经部位。
作为优选，一个电磁阀和一个膨胀节构成一路气路，所述气路于气泵输入端和电磁阀之间设有压力传感器；所述压力传感器连接肌肉检测控制器。
作为优选，所有膨胀节与所有气管之间通过气管分配连接座连接,六路气管分别连接气管分配连接座的六个输入端,气管分配连接座的五个输出端分别连接五个手指弯曲膨胀节,气管分配连接座的一个输出端连接一个分指运动膨胀节。
作为优选，所述膨胀节由复合硅胶或硅胶制成。
作为优选，所述气管为硅胶或复合橡胶软管。
作为优选，系统还包括供电源，用于为所述气泵、肌肉检测控制器、电信号传感电极、电磁阀供电。
作为优选，所述供电源为锂电池。
作为优选，系统还包括远程控制端，所述肌肉检测控制器与所述远程控制端无线连接。
本发明具有以下有益效果：
手指康复运动系统，能控制手指康复手套实现手指内收弯曲或分指（推开）运动，以及手指屈曲或分指（回收）运动，便于患者进行手掌、手指全方面的康复训练，还能实时监控康复训练过程中的肌肉生理电信号，通过分析肌肉生理电信号的变化来判断康复训练状态，还能在发生运动痉挛前进行康复保护。
附图说明
图1为本发明手指康复运动系统中手指康复手套的俯视图；
图2为本发明手指康复运动系统中手指康复手套的侧视图；
图3为本发明手指康复运动系统中气路的原理图。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
本发明手指康复运动系统包括手指康复手套、气泵、肌肉检测控制器。如图1-3，所述手指康复手套6的各个手指处均设有手指弯曲膨胀节2，所述手指康复手套的手指间设有连接所有手指的分指运动膨胀节5。五个手指弯曲膨胀节2和一个分指运动膨胀节5各自通过设于手指康复手套处沿手掌长度方向排布的气管4与气泵10连接，所述气管由复合橡胶软管或硅胶制造而成。每个膨胀节2、5与气泵10之间均设有电磁阀9，用于通断气路。所述手指康复手套6的手掌心处设有电信号传感电极（图中未示出），所述电信号传感电极、所述电磁阀9、所述气泵10分别连接肌肉检测控制器（图中未示出）。
所述手指康复手套依据患者左右生理差异，将分为左右不同。同时该手指康复运动系统可包括一个手指康复手套（左手/右手），也可包括两个手指康复手套（左手和右手）。依据患者左右手大小差异，或者个体差异，该手套按手掌中指到手腕关节距离，可设计为4种规格，依次为140mm、160mm、180mm、200mm。另外，还可依据患者手掌特殊情况予以定制。所述手指康复手套由弹性纺织材料制成。
所述电信号传感电极设置于手指康复手套的手掌正中神经部位。所述电信号传感电极采用一对电极，分布在手掌心，如粘贴固定在手套上，当手套被患者戴上后，电信号传感电极能正对手掌正中神经部位，采集肌肉生理电信号。所述电信号传感电极与肌肉检测控制器的连接线插接，即可将采集信号传输给肌肉检测控制器。
所述气泵10为气管4所在气路提供工作动力源，包括正压和负压。具体地，一个电磁阀和一个手指弯曲膨胀节构成一路气路，五个手指弯曲膨胀节具有五路手指气路；一个电磁阀和一个分指运动膨胀节构成一路分指气路。所述气泵10设于六路气路前端，为六路气路提供气压。当气泵提供正压时，五个手指同时分开，五个手指间同时分指（推开）；当气泵提供负压时，五个手指同时缩拢，五个手指间同时分指（回收）。
为适应不同的手指康复训练，气路上设置电磁阀9，可根据需要通断气路。由于不同手指进行康复时的肌肉状态存在差异，为根据反馈的肌肉生理电信号进行手指适应性康复训练，在所述气路于气泵输入端和电磁阀之间设有压力传感器11，所述压力传感器连接肌肉检测控制器。这样，每条气路的工作气压压力能由压力传感器实时反馈给肌肉检测控制器，能根据康复训练的肌肉生理电信号精确控制工作力量。
图2中，所有膨胀节与所有气管之间通过气管分配连接座3连接,六路气管分别连接气管分配连接座3的六个输入端,气管分配连接座的五个输出端分别连接五个手指弯曲膨胀节,气管分配连接座的一个输出端连接一个分指运动膨胀节。图中仅示出了气管分配连接座连接5个手指弯曲膨胀节的气路，气管分配连接座连接一个分指运动膨胀节的气路内置于手套内，未在图中示出。如图3，所述六路气路与气泵之间设有气路分配汇流板8，气泵提供的气流通过气路分配汇流板分配至六条气管，六条气管通过气管分配连接座将气流分配至对应的膨胀节中。具体地，气路分配汇流板8上设有6个分配节点，每个分配节点对应一个电磁阀，用于在肌肉检测控制器的控制下控制电磁阀的通断。
所述手指弯曲膨胀节、所述分指运动膨胀节均可由复合橡胶或硅胶制造而成。具体地，如图2，每个手指弯曲膨胀节（除了大拇指外的手指弯曲膨胀节）分成两个膨胀子节21,两膨胀子节于手指中部指节处通过连接子节22连接。所述膨胀子节呈可折皱状态，能在充压下膨胀而伸长或在泄压下压缩。手指的指节处由于没有伸展收缩的要求，则连接子节无需同膨胀子节结构类似，选用非折皱的连接子节连接两个膨胀子节即可。手指端部和手指根部均设置有连接子节22，使得一节膨胀子节连接在端部的连接子节和指节处的连接子节之间，另一节膨胀子节连接在根部的连接子节和指节处的连接子节之间。大拇指处的手指弯曲膨胀节具有一个膨胀子节，手指端部和手指根部均设置有连接子节，所述膨胀子节连接在手指端部连接子节和手指根部连接子节之间。
另外，所述分指运动膨胀节5设于每个手指靠近其中部的指节处（其中，大拇指和食指之间的膨胀子节连接大拇指端部连接子节和食指中部指节处的连接子节）。即分指运动膨胀节将5个手指连接在一起。具体地，所述分指运动膨胀节分成四个膨胀子节51，相邻膨胀子节之间通过手指上的连接子节22连接在一起。大拇指和食指之间的膨胀子节连接大拇指端部连接子节和食指中部指节处的连接子节；食指和中指之间的膨胀子节连接食指中部指节处的连接子节和中指中部指节处的连接子节，无名指和中指之间的膨胀子节连接无名指中部指节处的连接子节和中指中部指节处的连接子节，无名指和小拇指之间的膨胀子节连接无名指中部指节处的连接子节和小拇指中部指节处的连接子节。
所述肌肉检测控制器可以为CPU微电脑智能化中央处理器，处理肌肉电信号、气泵和电磁阀的工作控制，还能接受压力传感器的压力检测信号。根据康复训练，肌肉检测控制器发送康复训练的指令，使得电磁阀、气泵工作，手指肌肉在被动运动下，会有肌肉的伸、曲造成的肌肉拉伸和压迫，相应会有对应的肌肉电信号产生。电信号传感电极能够采集手掌肌肉的生理电信号，反馈放大处理后，供肌肉检测控制器处理。该电极信号可以实时传递手指运动中的电信号变化，该变化一般会有以下原因造成：1）运动造成的肌肉紧缩度压迫感；2）运动造成的肌肉疲劳；3）运动造成的肌肉过张度，形成的疼痛或者不适应感；4）运动触发的痉挛。肌肉检测控制器可根据电信号变化来判断发生变化的可能原因，继而调整康复训练的方案或强度，或者结束康复训练。
除此之外，肌肉检测控制器还能实现运动痉挛保护功能。患者在痉挛发生开始时，肌肉会有突变信号产生，随着痉挛的严重，该信号突变数值会很大。肌肉检测控制器可以根据该信号变化的幅度，来判断痉挛的严重程度，据此采取：1）报警提醒；2）减低气压压力，直至完全停止气压工作。
本发明系统还包括触摸屏或触摸屏显示控制器，可用于显示设置，如气路开启状态、气路的工作压力、肌肉生理电信号等，还可显示实际运行数据及图形等。
本发明系统还包括供电源，用于为所述气泵、肌肉检测控制器、电信号传感电极、电磁阀供电。所述供电源可以为锂电池。
本发明还包括远程控制端，所述肌肉检测控制器与所述远程控制端无线连接。所述远程控制端为设于远端的控制平台或者设于终端的移动设备，控制平台或移动设备装有手指康复运动用的应用，以能接收手指康复运动的实时监测信息并能发送控制指令给手指康复运动系统。这样，可实现集中控制或远程控制。
本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。
Claims (10)
1.手指康复运动系统，包括手指康复手套、气泵、肌肉检测控制器；其特征在于，所述手指康复手套的各个手指处均设有手指弯曲膨胀节，所述手指康复手套的手指间设有连接所有手指的分指运动膨胀节；五个手指弯曲膨胀节和一个分指运动膨胀节各自通过设于手指康复手套处沿手掌长度方向排布的气管与气泵连接；每个膨胀节与气泵之间均设有电磁阀，用于通断气路；所述手指康复手套的手掌心处设有电信号传感电极，所述电信号传感电极、所述电磁阀、所述气泵分别连接肌肉检测控制器。
2.根据权利要求1所述的手指康复运动系统，其特征在于，所述分指运动膨胀节设于每个手指靠近其中部的指节处。
3.根据权利要求1所述的手指康复运动系统，其特征在于，所述电信号传感电极设置于手指康复手套的手掌正中神经部位。
4.根据权利要求1所述的手指康复运动系统，其特征在于，一个电磁阀和一个膨胀节构成一路气路，所述气路于气泵输入端和电磁阀之间设有压力传感器；所述压力传感器连接肌肉检测控制器。
5.根据权利要求1所述的手指康复运动系统，其特征在于，所有膨胀节与所有气管之间通过气管分配连接座连接,六路气管分别连接气管分配连接座的六个输入端,气管分配连接座的五个输出端分别连接五个手指弯曲膨胀节,气管分配连接座的一个输出端连接一个分指运动膨胀节。
6.根据权利要求1所述的手指康复运动系统，其特征在于，所述膨胀节由复合硅胶或硅胶制成。
7.根据权利要求1所述的手指康复运动系统，其特征在于，所述气管为硅胶或复合橡胶软管。
8.根据权利要求1所述的手指康复运动系统，其特征在于，系统还包括供电源，用于为所述气泵、肌肉检测控制器、电信号传感电极、电磁阀供电。
9.根据权利要求8所述的手指康复运动系统，其特征在于，所述供电源为锂电池。
10.根据权利要求1所述的手指康复运动系统，其特征在于，还包括远程控制端，所述肌肉检测控制器与所述远程控制端无线连接。
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