一種手指手腕伸屈康復訓練手柄的製作方法
2023-12-08 04:06:36
專利名稱：一種手指手腕伸屈康復訓練手柄的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種手部和腕部運動功能障礙患者進行康復輔助訓練的手柄，特別涉及一種與驅動和阻尼裝置配套進行腕關節和指關節運動訓練的手柄。
背景技術：
手部及腕部的運動訓練是通過運動刺激，提高腕手運動功能障礙患者運動功能的一個主要康復手段。手指手腕伸屈康復訓練手柄用來固定手掌或手指，並保障與驅動和阻尼裝置之間的扭矩傳遞，完成要求的訓練動作。
人體在完成精細動作的時候，大多情況下都需要手指和手腕的參與。脊髓損傷、燒傷後肌肉攣縮上肢功能障礙患者，卒中、腦外傷後上肢功能障礙患者，以及手外傷、上肢損傷、斷指再植後的患者都存在腕手運動功能的障礙，需要進行運動康復訓練。依據康復醫學文獻，腕手運動功能可分為腕橈側偏、腕尺側偏、腕屈伸，對掌、對指、指間與掌指關節的屈伸、前臂的旋前和旋後等。根據臨床的實踐經驗和人體生理結構的特點，腕手的運動訓練應該是按照由大到小的原則，即首先進行腕手的大關節訓練，在前者有了一定的基礎後，再逐漸增加更小關節，更精細動作的訓練內容。因此，手腕和手指大關節的訓練是腕手康復訓練的重要內容。其中，手指併攏屈伸(只屈伸手指根部的關節)和手腕的屈伸動作，是訓練腕手大關節的主要訓練內容。
傳統的運動康復訓練需要有康復醫師參與，並由其提供對患者手部的支撐和驅動。由於這種人工的輔助訓練耗費大量的人力資源，而且，無法保障患者得到足夠的、定量的運動刺激，所以近些年來，運動康復輔助器械的研製越來越得到重視。用於固定和帶動患者患手運動的手柄是腕手運動訓練設備中必不可少的傳動裝置。
由於人體腕手結構非常複雜，自由度比較多，給手柄的設計帶來了很多困難。主要的原因是手柄一方面要保障對手部和腕部有效的固定支撐，另一方面還要保障需要訓練的關節的自由活動。手腕和手指在圍繞大關節做伸屈運動時，運動軸的位置在不斷變化，所以，在固定患手時，需要固定的部件具有相應的自由度，防止出現對患手的損傷。另外，大部分手部運動功能障礙患者，尤其是偏癱患者，手指和手腕的伸展能力弱，屈曲趨勢明顯，運動訓練時，需要藉助外力約束不需要屈曲的手指關節保持伸直狀態。這樣才能有效地完成訓練動作和抑制痙攣。現有的能夠用來輔助完成手指和手腕屈伸訓練的手柄中，只有SmithNephew公司的Kinetec腕手部被動訓練器中，設計了兩個單獨用於腕部和手指大關節屈伸的手柄。第一個手柄結構是兩個夾輥，第二個手柄是一個相對手柄位置固定並隨手柄一齊轉動的指套。雙邊的夾輥結構無法限制手指的強直性屈曲趨勢。固定指套的最顯著的缺欠是其無法適應腕手屈伸過程中運動軸位置的變化。
根據手掌和手腕關節的解剖結構，所有關節呈180度伸直狀態時，形成一個掌平面。掌平面將手掌周圍的空間分成兩半球。手掌一側半球是手指的活動範圍，手指端部的運動在這個空間內有多個自由度。固定手掌時，手掌側局部的約束條件無法實現有效的固定，需要平面約束的固定方式。在手背方向上手指各關節都受到自身結構的約束，在腕關節固定的條件下，無法通過手指關節角度的調整，使手指在手背一側的半球主動活動。所以，手背側通過一個使用更加舒適壓輥就可以達到約束目的。綜上所述，在手指和手腕屈伸訓練手柄的設計中，應該採用手掌側平面約束，手背側直線約束的固定方式。而在現有的手柄中還沒有這種設計結構。
發明內容
本發明的目的是針對現有技術的不足和缺陷，在充分考慮腕手運動特點和訓練要求的基礎上、結合臨床實際，設計一種手指手腕伸屈康復訓練手柄。
本發明的目的是通過如下技術方案實現的一種手指手腕伸屈康復訓練手柄，其特徵在於，所述訓練手柄包括用於將訓練手柄連接到驅動裝置或阻尼裝置上的手柄連接頭；固定在所述手柄連接頭上，垂直於手柄旋轉軸線的配重杆；固定在所述手柄連接頭上，安置於所述配重杆對側的導向杆，所述的配重杆軸線位於導向杆的對稱面上；套在所述導向杆上，可沿導向杆延伸方向滑動的手掌託板；套在所述導向杆上，可沿導向杆延伸方向滑動的，並且可以調節到手掌託板之間垂直距離的手背壓輥。
本發明所述訓練手柄的旋轉軸線位於所述手掌託板用於支撐患手的工作平面上；手掌託板為平面對稱結構，手掌託板可沿自身中線旋轉180度後，反向安裝在導向杆上，並且保持手掌託板工作平面仍舊經過手柄旋轉軸線，這種結構設計可以根據需要為左手和右手提供不同方向的支撐和固定；所述手掌託板與所述導向杆間隙配合，手掌託板沿導向杆延伸方向自由直線移動，其它方向受導向杆約束。
本發明所述手背壓輥與所述導向杆間隙配合，可沿導向杆延伸方向移動，所述手背壓輥的軸線與所述手掌託板的支撐面平行，它們之間的垂直距離通過調節螺母調節，用於調節壓緊手背的壓力。手掌託板和手背壓輥一起用於固定手指或手掌，沿訓練運動方向上雙邊約束手指或手掌的移動，在運動方向垂直方向上固定機構可沿滑槽自由移動。這種設計避免了手指內收過程中，由於手指轉動軸的變化造成的患者手部不適。
在所述配重杆上加裝配重螺母，從而使手柄重心落在手柄旋轉軸線上。
本發明具有以下優點及有益效果①該手柄可以在訓練過程中對手指小關節起到合理的支撐限位作用。②該手柄的配重杆結構，可以減小手柄自重對定量施予運動負載的影響。③該手柄的手掌手背支撐機構的沿導向杆方向的可移動結構設計，可以適應手指大關節和手腕屈伸過程中轉動軸的空間變化規律。④該手柄可以通過不同的組裝方式，適用於不同側的患手訓練。
圖1a、1b和1c分別是本發明所述的手指手腕伸屈康復訓練手柄組裝圖的右視圖、主視圖和俯視圖；圖2a、2b和2c分別是本發明所述的手柄連接頭的右視圖、主視圖和俯視圖；圖3a和3b分別是本發明所述的導向杆的右視圖和主視圖；圖4是本發明所述的手掌託板的結構圖；圖5a和5b分別是本發明所述的手掌託板第一卡緊件的右視圖和主視圖；圖5c和5d分別是本發明所述的手掌託板第二卡緊件的右視圖和主視圖；圖6a和6b分別是本發明所述的手背壓輥的主視圖和俯視圖；圖7是本發明所述的手背壓輥支撐杆的結構圖；圖8a和8b分別是本發明所述的手背壓輥導槽的右視圖和主視圖。
具體實施例方式
下面結合附圖來進一步說明本發明。
圖1a、1b和1c分別是本發明的手指手腕伸屈康復訓練手柄組裝圖的右視圖、主視圖和俯視圖。配重杆1為一個固定在手柄連接頭2一側的長螺杆。L形的導向杆4的短邊用四個螺釘固定在手柄連接頭另一側，導向杆長邊用於為手掌託板3和手背壓輥9提供支撐，其橫截面為長方形。手掌託板3上通過螺杆和螺母兩側固定帶凹槽的手掌託板第一卡緊件5和手掌託板第二卡緊件6，形成一個空心槽，與導向杆長邊間隙配合。手背壓輥9套在L形的手背壓輥支撐杆8的長邊上，端部通過螺釘和擋片限位。手背壓輥支撐杆8短邊插在手背壓輥導槽7上的通孔中，端部通過蝶形螺母10作為調節螺母定位。
如圖2a、2b和2c所示，手柄連接頭由金屬材料製作，如A3碳素結構鋼。沿軸線方向插有一個與驅動和阻尼裝置輸出軸配合使用的方孔。手柄連接頭四個外壁平面圍成一個正方形，在其中在一對相對平行的外壁上，一側設計了一個用於安裝配重杆的內螺紋孔，對稱側設計了四個用於固定導向杆的內螺紋孔。
如圖3a和3b所示，手柄的導向杆外形呈L形，由絕緣材料，如尼龍6製成。短邊上面有四個固定孔。長邊橫截面為長方形，用於安裝手掌託板和手背壓輥。
如圖4所示，手柄的手掌託板由絕緣材料製成，如膠木板，下端有兩個固定端頭，上面分別打有四個固定孔。
如圖5a、5b、5c和5d所示，手掌託板兩個的卡緊件，都由絕緣材料製成，如尼龍6。其中，手掌託板第一卡緊件和手掌託板第二卡緊件對接後形成一個長方形空心槽，可以間隙配合套在導向杆長邊上，可以沿導向杆延伸方向滑動。手掌託板卡緊件上部的固定孔用於固定手掌託板。安裝到手柄手掌託板上後，上面所述長方形空心槽的對稱軸線落在手掌託板支撐平面上。
如圖6a和6b所示，手柄的手背壓輥由絕緣材料製成，如尼龍6。壓輥中空，端部中孔直徑擴大，用於安裝限位用的擋片。
如圖7所示，手柄的手背壓輥支撐杆為呈L形金屬杆，材料可以採用碳素結構鋼A3。長邊用於安裝手背壓輥，端部有一個內螺紋孔，用於安裝限位螺釘。短邊端部有外螺紋，用於安裝調節螺母。
如圖8a和8b所示，手柄的手背壓輥導槽由絕緣材料製成，如尼龍6。導槽下部有一個槽，用於與導向杆間隙配合，可以沿導向杆延伸方向滑動。導槽中部的通孔，用於安插手背壓輥支撐杆。壓輥導槽的上部開有一個橫槽，用於與手掌託板間隙配合。
通過手柄連接頭、導向杆、手掌託板卡緊件、手掌託板之間的連接關係，可以保障手柄轉動軸，落在手掌託板與患者手掌接觸的支撐平面上。這樣可以保障手掌託板沿自身中線旋轉180度後，反向安裝在導向杆上時，手柄轉動軸仍然落在手掌託板與患者手掌接觸的支撐平面上。這種設計可以保障在同一個手柄上，通過調換託板和壓輥的安裝方向，適應左手或者右手訓練時的不同手柄結構要求。
患者訓練時，根據患者需要訓練的手是左手還是右手，選擇手掌託板和手背壓輥的安裝方向。手柄導杆上的安裝部件位置確定後，需要調節配重螺杆上的螺母位置，使手柄的重心落在手柄轉動軸上。根據訓練的關節位置，確定訓練時靜止不動的部位，並調節手掌位置，使需要訓練的關節軸線與手柄連接頭軸線重合，之後，固定手部需要固定的部位，如，將手掌或者前臂腕端固定在特製的手託結構上。訓練時手部上的運動部位需要固定到手掌託板和手背壓輥之間的空間內。患者手掌側貼在手掌託板上，通過調節手背壓輥支撐杆上的蝶形螺母，將手背壓輥壓在手背側。訓練時，隨患者訓練關節角度的變化，手掌和手背固定裝置可以隨手指的位置變化在導向杆上滑動。
權利要求
1.一種手指手腕伸屈康復訓練手柄，其特徵在於，所述訓練手柄包括用於將訓練手柄連接到驅動裝置或阻尼裝置上的手柄連接頭；固定在所述手柄連接頭上，垂直於手柄旋轉軸線的配重杆；固定在所述手柄連接頭上，安置於所述配重杆對側的導向杆，所述的配重杆軸線位於導向杆的對稱面上；套在所述導向杆上，可沿導向杆延伸方向滑動的手掌託板；套在所述導向杆上，可沿導向杆延伸方向滑動的，並且可以調節到手掌託板之間垂直距離的手背壓輥。
2.根據權利要求1中所述的手指手腕伸屈康復訓練手柄，其特徵在於所述訓練手柄的旋轉軸線位於所述手掌託板用於支撐患手的工作平面上；手掌託板可沿自身中線旋轉180度後，反向安裝在導向杆上，並且保持手掌託板工作平面仍舊經過手柄旋轉軸線；所述手掌託板與所述導向杆間隙配合，手掌託板沿導向杆延伸方向自由直線移動，其它方向受導向杆約束。
3.根據權利要求1中所述的手指手腕伸屈康復訓練手柄，其特徵在於所述手背壓輥與所述導向杆間隙配合，可沿導向杆延伸方向移動，所述手背壓輥的軸線與所述手掌託板的支撐面平行，它們之間的垂直距離通過調節螺母調節。
4.根據權利要求1中所述的手指手腕伸屈康復訓練手柄，其特徵在於在所述配重杆上加裝配重螺母，從而使手柄重心落在手柄旋轉軸線上。
全文摘要
一種手指手腕伸屈康復訓練手柄，屬於醫療器械技術領域。本發明的目的是針對現有技術的不足和缺陷，在充分考慮腕手運動特點和訓練要求的基礎上、結合臨床實際，設計一種手指手腕伸屈康復訓練手柄。本發明包括用於將訓練手柄連接到驅動裝置或阻尼裝置上的手柄連接頭；固定在所述手柄連接頭上，垂直於手柄旋轉軸線的配重杆；固定在所述手柄連接頭上，安置於所述配重杆對側的導向杆，所述的配重杆軸線位於導向杆的對稱面上；套在所述導向杆上，可沿導向杆延伸方向滑動的手掌託板；套在所述導向杆上，可沿導向杆延伸方向滑動的，並且可以調節到手掌託板之間垂直距離的手背壓輥。本發明可以適應手腕手指關節在屈伸過程中理論旋轉軸的變化。
文檔編號A61H1/00GK1736357SQ20041000946
公開日2006年2月22日 申請日期2004年8月20日 優先權日2004年8月20日
發明者季林紅, 王子羲, 畢勝, 陽小勇 申請人:清華大學, 中國人民解放軍總醫院