下蹲站起平衡功能評定訓練方法
2023-10-07 22:16:49
專利名稱：下蹲站起平衡功能評定訓練方法
技術領域：
本發明涉及一種平衡功能障礙患者的康復訓練方法，尤其涉及在背部支撐減重 (集成不減重)狀態下的下蹲站起平衡功能評定訓練方法。
背景技術：
據統計，我國腦血管病、帕金森病、顱腦外傷、脊髓損傷年發病率各為219/10萬、 100/10萬、55. 4/10萬和6/10萬。而且由於老齡化、自然災害頻發和意外事故增加的緣故， 發病率在逐年增加。這些疾病和損傷會造成下蹲-站起功能障礙。下蹲和站起是為保持功 能獨立性而每日多次進行的功能性活動，在評價殘疾的各種ADL量表(如Barthel量表) 中，轉移、如廁均與此直接有關，而且通常佔評分較大比例。有資料表明，卒中患者的跌倒較 多發生在下蹲-站起過程中。因此，有效地改善下蹲-站起功能是康復的重要舉措。臨床上一般通過肉眼觀察或使用簡單的計時工具評價患者的下蹲-站起功能，更 複雜的運動學和動力學評定需通過高速攝像機及動作分析系統進行。下蹲-站起功能訓 練上，一般為治療師針對造成下蹲-站起功能障礙的具體問題，如肌力、平衡、痙攣等，進行 對應的具體練習及整合練習。目前尚缺乏針對下蹲-站起功能進行整體化訓練的智能化設 備。針對缺乏獨立下蹲-站起能力的患者，如何進行早期訓練是臨床上迫切需要進行解決 的問題。目前的下蹲站起康復訓練，沒有結合減重方式，沒有減重的下蹲站起康復訓練只 適合靜態平衡較好、具有獨立站立功能患者。對於缺乏獨立站立能力的嚴重患者來說，無法 採用該方式進行訓練，因此，提出一種減重方式下的下蹲-站起訓練是臨床上迫切需要進 行解決的問題。此外，以往的功能訓練產品往往缺乏遊戲化訓練軟體和視覺反饋系統，患者和儀 器就缺乏互動，而患者也不能判斷通過一段時間的康復訓練效果如何。長期訓練的枯燥乏 味，使患者逐漸缺乏訓練信心，影響患者的康復進程，導致康復效果不理想。
發明內容
本發明的目的，就是為了解決上述問題，提供一種下蹲站起平衡功能評定訓練方法。為了達到上述目的，本發明採用了以下技術方案一種下蹲站起平衡功能評定訓 練方法，通過一套下蹲站起平衡功能評定訓練系統進行，該下蹲站起平衡功能評定訓練系 統硬體包括訓練床、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，床架安裝在床座上並與床座可轉動相連，床板分為背部滑動板和床下肢擋板，該 訓練床的特點在於背部滑動板安裝在床架上，並與床架滑動相連可以沿床架前後滑動，同 時跟隨床架傾斜轉動，實現各種角度背部支撐減重運動。在背部滑動板下方裝有位移傳感 裝置；在床架的前端連接有左、右腳踏板組件，左右腳踏板組件上分別設有足底壓力傳感裝 置，實現下蹲站起過程位移及壓力實時數據採集。在床架與床座之間設有床板角度調節機構，該床板角度調節機構包含兩臺直線步進電機和兩付頂杆，在床架上安裝有床板角度顯 示器隨床架一起移動。所述的主控計算機內設有下蹲站起功能評定訓練系統軟體，該軟體包含測試評估 模塊和功能訓練模塊；所述的下蹲站起平衡功能評定訓練方法包括以下步驟a、讓患者傾斜躺在訓練床上，並讓其左右腳分別踩在左右腳踏板上，使左右腳踏 板處於同一水平面上；b、根據患者的實際情況確定所需的減重重量，通過調節訓練床的傾斜角度以實現該減重重量；C、讓計算機進入下蹲站起功能評定訓練系統的測試評估模塊，讓患者進行10秒 鐘的下蹲站起初始測試，以適應這種測試方式；d、讓患者做下蹲站起運動進行測試，以得到各項動力學參數的測試評估結果，所 述動力學參數包括額狀面擺動頻率、平均重心、額狀面最大擺幅、額狀面平均擺幅、重心移 動軌跡總長度、重心移動軌跡總面積、額狀面側方擺速、測試周期內左右下肢平均做功量和 測試周期內左右下肢平均做功功率；e、讓計算機進入下蹲站起功能評定訓練系統的功能訓練模塊，根據測試評估結 果，選擇合適的訓練周期和減重角度，讓患者做下蹲站起運動進行訓練，訓練成績以重心落 在離正常重心投影零位士5%、士 10%、士20%和士30%區域內的時間比和良好重心百分 比表示。f、患者下蹲站起運動過程中的重心投影變化是下蹲站起動力學參數評估的基礎， 在下面所述的i^一個參數的計算中都要用到。一般人體重心(center of gratitude,COG) 在第二骶骨前。上述的重心投影指的是人體重心在腳踏板範圍內的投影，又由於人體處於 站立平衡下蹲站起過程中側向力很小，因此人體重心投影位置可由下式確定
權利要求
1.一種下蹲站起平衡功能評定訓練方法，通過一套下蹲站起平衡功能評定訓練系統進 行，該下蹲站起平衡功能評定訓練系統硬體包括訓練床、控制箱、主控計算機、主顯示屏和 患者用顯示裝置；訓練床包括床座、床架和床板，床架安裝在床座上並與床座可轉動相連， 床板分為背部滑動板和床下肢擋板，床下肢擋板固定在床架上，背部滑動板與床架滑動相 連可以沿床架前後滑動，在背部滑動板下方裝有位移傳感裝置；在床架的前端連接有左、右 腳踏板組件，左右腳踏板組件上分別設有足底壓力傳感裝置，在床架與床座之間設有床板 角度調節機構；其特徵在於，所述的主控計算機內設有下蹲站起功能評定訓練系統軟體，該軟體包含 測試評估模塊和功能訓練模塊；所述的下蹲站起平衡功能評定訓練方法包括以下步驟a、讓患者傾斜躺在訓練床上，並讓其左右腳分別踩在左右腳踏板上，使左右腳踏板處 於同一水平面上；b、根據患者的實際情況確定所需的減重重量，並通過調節訓練床的傾斜角度以實現該減重重量；c、讓計算機進入下蹲站起功能評定訓練系統的測試評估模塊，讓患者進行10秒鐘的 下蹲站起初始預測試，以適應這種測試方式；d、讓患者做下蹲站起運動進行測試，以得到各項動力學參數的測試評估結果，所述動 力學參數包括額狀面擺動頻率、額狀面最大擺幅、額狀面平均擺幅、額狀面側方擺速、平均 重心、重心移動軌跡總長度、重心移動軌跡總面積、測試周期內左右下肢平均做功量和測試 周期內左右下肢平均做功功率；e、計算機進入下蹲站起功能評定訓練系統的功能訓練模塊，根據測試評估結果，選擇 合適的訓練周期和減重角度，讓患者做下蹲站起運動進行訓練，訓練成績以重心落在離正 常重心投影零位士5%、士 10%、士20%和士30%區域內的時間比和良好重心百分比表示。
2.如權利要求1所述的下蹲站起平衡功能評定訓練方法，其特徵在於所述的測試評 估模塊包括床身傾斜模塊、測試開始模塊、測試準備模塊、測試結束模塊、測試結果模塊和 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 看結果模塊和錄入報告模塊。
3.如權利要求1所述的下蹲站起平衡功能評定訓練方法，其特徵在於所述的各項動 力學參數的測試評估以患者在背部支撐減重下蹲站起平衡測試過程中的重心投影的變化 為基礎進行評估，所述的重心投影指的是人體重心在腳踏板範圍內的投影，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為減重後的患者人體的重量，Fa、Fb, Fc, 分別為四個足底壓力傳感裝置的讀數；所述的正常重心投影零位即四個足底壓力傳 感裝置的中心點。
4.如權利要求1所述的下蹲站起平衡功能評定訓練方法，其特徵在於所述的額狀面 擺動頻率反映了在一定時間內，重心投影在額狀面即水平方向正負值的變化頻率，在算法 中僅表示重心投影位置沿X軸方向變化的快慢，該參數值越大，即變化的頻率越高，反映患者抖動越嚴重，重心控制越不穩，如帕金森病患者；額狀面擺動頻率的定義為患者重心投影從左側區域移動到右側區域以及從右側區域 移動到左側區域的次數與時間之比，即
5.如權利要求1所述的下蹲站起平衡功能評定訓練方法，其特徵在於所述的重心移 動軌跡總長度反映了患者在減重狀態下，主動運動時重心投影移動軌跡的總長度，其值越 大表明重心投影偏移距離總和越長，患者平衡能力越差；重心軌跡分為中心型、前後型、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可以協助判斷重心軌 跡類型，從而進一步診斷病情；重心軌跡總長度的計算公式為
6.如權利要求1所述的下蹲站起平衡功能評定訓練方法，其特徵在於所述的平均重 心反映了在下蹲站起運動過程中，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重心投影偏移 距離之和與採集次數之比，計算公式為
7.如權利要求1所述的下蹲站起平衡功能評定訓練方法，其特徵在於所述的測試周 期內左右下肢平均做功量反映了患者雙下肢姿勢肌主要是伸膝肌群的做功量，為了區分 左、右患側伸膝肌群的做功大小，其做功量分別計算，計算方法為W左=F左 S= (FA+FB)SW右=F右 S= (FC+FD)S式中，WpWje*測試周期內左右下肢站起時平均做功量的大小，FpFie為左、右腳的受 力大小，Fa, Fb, Fc, Fd分別為四個足底壓力傳感裝置的讀數，S為背部滑動板在左、右腳的受 力作用方向上的位移，即背部滑動板的滑動距離，其數據由裝在背部滑動板下方的位移傳 感裝置測量得到；測試周期內左右下肢平均做功量之差，反映了雙下肢承重能力的差異，偏癱患者和單 側下肢骨關節炎等患者的雙下肢承重能力的差異超過一定正常範圍值。
8.如權利要求1所述的下蹲站起平衡功能評定訓練方法，其特徵在於所述的測試周 期內左右下肢平均做功功率反映患者雙下肢伸膝肌群的做功快慢，為了區分左、右患側伸 膝肌群的做功快慢，其功率分別計算，其計算方法分別為
9.如權利要求1所述的背部支撐減重靜態平衡評定訓練方法，其特徵在於所述的重 心落在離正常重心投影零位士5%、士5% 士 10%、士 10% 士20%或士20% 士30% 區域內的時間比由以下公式算出
10.如權利要求1所述的背部支撐減重下蹲站起評定訓練方法，其特徵在於所述的良 好重心百分比為重心落在離正常重心投影零位士5%區域內的時間佔全部訓練時間的百分 比。
全文摘要
一種下蹲站起平衡功能評定訓練方法，通過一套下蹲站起平衡功能評定訓練系統進行。系統包括訓練床、控制箱、主控計算機、患者用顯示裝置和主顯示屏。其中訓練床包括床座、床架和床板，床板包含背部滑動板，背部滑動板能跟隨患者做下蹲站起運動，實現背部支撐減重。背部滑動板下方裝有位移傳感裝置，訓練床的一端設有左右腳踏板組件，左右腳踏板組件上分別設有足底壓力傳感裝置，實現下蹲站起過程數據採集，在床架與床座之間設有自動床板角度調節機構，調節支撐減重程度。患者用顯示裝置實時反饋評估和訓練過程及結果。主控計算機實現各參數的評估。該方法首次實現減重方式下的下蹲站起的評估和訓練，可幫助患者進行早期下蹲站起平衡功能的訓練。
文檔編號A61B5/22GK102039024SQ20091019735
公開日2011年5月4日 申請日期2009年10月19日 優先權日2009年10月19日
發明者劉寶林, 劉穎, 周嶽平, 安美君, 徐秀林, 王紅梅, 胡秀枋, 鄒任玲 申請人:上海理工大學