專利名稱：一種智能足下垂矯正和偏癱康復裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種智能足下垂矯正和偏癱康復裝置；該裝置用神經功能電刺 激和生物反饋的原理來幫助因中樞神經損傷引起足下垂和偏癱的病人進行足下垂矯正和 偏癱康復。
背景技術：
腦卒中，腦外傷，脊髓損傷，及多發性硬化癥等中樞神經疾病常引起足下垂。 患者表現為不能背屈足部，行走時或是拖曳病足或是將病側下肢舉得較高，因此步態緩 慢，異常，穩定性差，不能長時間行走。這種異常的步態進一步引起髖關節，背，和膝關 節損傷，嚴重影響病人日常生活。足下垂的傳統療法為使用機械足托將足部和小腿固定成垂直角度，機械避免足部 下垂。機械足托的缺點很多，病人不管是坐姿或在行走的不同狀態，足部和踝關節都保持垂 直角度，不能自然運動。一方面機械足托提供足下垂機械矯正功能幫助病人步行；另一方 面，機械足托由于其結構，大尺寸和重量，卻給病人行走帶來負擔，特別在上下樓梯和上下 坡時尤其困難，因而會減少病人的步行活動。使用機械足托步行時小腿肌肉沒有得到應用， 如不堅持其它治療如按摩等則很快引起肌肉萎縮，導致永久不可逆的足下垂。以神經功能電刺激原理為基礎的足下垂矯正器模擬中樞神經系統啟動和控制足 下垂病人在步行時的足部運動，它提供了比傳統的機械足托更自然更省力的足下垂矯正功 能，以及機械足托所不具備的足下垂康復治療功能，能防止小腿肌肉萎縮，增加血液循環， 有效幫助病人逐漸恢復自身原有的足部背屈功能，具有機械足托無可比擬的優點。目前的足下垂矯正器需要醫生使用單獨的編程器對電刺激裝置進行個性化編程， 成本高，使用操作復雜。使用時當開關打開時不論需要與否，一旦抬足就對矯正部位進行刺 激。儀器不夠人性化，對于康復期病人的活動帶來了不便。儀器功能單一，只能用于足下垂 矯正和康復，不能用于其它部位的偏癱康復。
發明內容本實用新型的目的是為克服上述不足而建立的一種多功能智能足下垂矯正和偏 癱康復裝置。該裝置在適當的位置安放傳感器配合電刺激模塊使病人需要刺激時電刺激模 塊工作，不需要時不工作，實現了裝置對病人的人性化服務，以及一機多用功能。為了實現上述目的，本實用新型的技術方案是一種智能足下垂矯正和偏癱康復 裝置，該裝置包括一個安裝于病人患側腿部的神經電刺激模塊，所述神經電刺激模塊包括 微處理器、高壓發生器、電刺激輸出電路，微處理器控制連接電刺激輸出電路，高壓發生器 連接電刺激輸出電路；其中，所述裝置還包括一個含有傳感器的步態檢測模塊，所述步態檢 測模塊的傳感器信號連接傳遞至神經電刺激模塊的信號輸入。所述傳感器是壓力傳感器或壓觸開關，壓力傳感器或壓觸開關安裝在病人足底。所述傳感器是加速度傳感器或傾斜度傳感器，加速度傳感器或傾斜度傳感器安裝
3在病人腿部。所述傳感器包括安裝在病人足底的壓力傳感器或壓觸開關和安裝在病人腿部的 加速度傳感器或傾斜度傳感器。所述步態檢測模塊設置有無線發射器，神經電刺激模塊設置有無線接收器，所述 步態檢測模塊傳感器信號通過無線發射器和無線接收器傳遞至神經電刺激模塊信號輸入。所述神經電刺激模塊還連接一個體位檢測模塊，所述體位檢測模塊含有壓力傳感 器，所述壓力傳感器置于患者臀部。所述體位檢測模塊設置有無線發射器，神經電刺激模塊設置有無線接收器，所述 體位檢測模塊傳感器信號通過無線發射器和無線接收器傳遞至神經電刺激模塊信號輸入。所述偏癱康復裝置還包括一個置于患處的肌電檢測模塊，所述的神經電刺激模塊 信號輸入連接肌電檢測模塊信號輸出；所述肌電檢測模塊包括肌電采集電極、肌電信號放 大器、參考電極驅動電路、參考電極、肌電信號放大濾波電路；肌電采集電極信號連接肌電 信號放大器，肌電信號放大器連接參考電極驅動電路，參考電極驅動電路連接參考電極，同 時肌電信號放大器連接肌電信號放大濾波電路。所述肌電檢測模塊設置有無線發射器，神經電刺激模塊設置有無線接收器，所述 肌電檢測模塊檢測到的信號通過無線發射器和無線接收器傳遞至神經電刺激模塊信號輸 入。所述神經電刺激模塊連接用于調節電刺激幅度、脈寬、頻率的旋鈕或按鍵。本實用新型的有益效果是1.可以同時檢測病人步態和體態，以避免不必要的電刺激。2.無須編程器就可以對電刺激參數(幅度，脈寬，頻率等)進行調節，省卻專用編程器。3、結構簡單，人性化的傳感器設置使得裝置操作使用方便。4、通過加入肌電檢測模塊可以實現一機多用，構成神經網絡重建儀。
以下結合附圖和實施例對本發明作詳細描述。
圖1為本實用新型結構示意圖；圖2為神經電刺激模塊同時與體位壓力傳感器連接的電路框圖；圖3為帶有無線發射器和無線接收器的本實用新型電路框圖；圖4為所述神經電刺激模塊與肌電檢測模塊連接電路框圖；圖5為肌電檢測模塊電路框圖；圖6為帶有無線發射器的肌電檢測模塊電路框圖；圖7為所述神經電刺激模塊設有多功能旋鈕或按鍵電路框圖。
具體實施方式
實施例1，一種智能足下垂矯正和偏癱康復裝置實施例，參見圖1，該裝置包括一個安裝于 病人患側腿部1的神經電刺激模塊2，所述神經電刺激模塊包括微處理器2-1、高壓發生器
42-2、電刺激輸出電路2-3，微處理器控制連接電刺激輸出電路，高壓發生器連接電刺激輸出 電路；其中，所述裝置還包括一個含有傳感器的步態檢測模塊3，所述步態檢測模塊的傳感 器信號連接傳遞至神經電刺激模塊的信號輸入。實施例2，一種智能足下垂矯正和偏癱康復裝置另一實施例，參見圖1和實施例1，本實施例 對于在實施例1中所述傳感器采用壓力傳感器或壓觸開關3-1，壓力傳感器或壓觸開關安 裝在病人足底的鞋4中。足抬起時壓力減小，足落地時壓力增大，如果是足抬起狀態，則微 處理器啟動電刺激輸出電路輸出預設的電刺激；如果是足落地狀態，則微處理器停止電刺 激輸出電路輸出電刺激；高壓發生器提供電刺激輸出電路所需電壓，壓力傳感器將壓力轉 變為電信號傳輸到微處理器，微處理器根據得到的電信號判斷是足抬起狀態還是足落地狀 態，并將這一步態狀態傳到神經電刺激模塊。實施例3，一種智能足下垂矯正和偏癱康復裝置另一實施例，參見實施例1和圖1，本實施例 對于在實施例1中所述傳感器采用加速度傳感器或傾斜度傳感器3-2，加速度傳感器或傾 斜度傳感器安裝在病人腿部。加速度傳感器或傾斜度傳感器同樣可以反應病人的步態狀況 提供信號到微處理器，微處理器根據得到的電信號判斷是足抬起狀態還是足落地狀態，并 將這一步態狀態傳到神經電刺激模塊。實施例4，一種智能足下垂矯正和偏癱康復裝置另一實施例，參見實施例2和3以及圖1，本 實施例集中了實施例2和實施例3的傳感器為一體，因此對于實施例提及的所述傳感器包 括安裝在病人足底的壓力傳感器或壓觸開關和安裝在病人腿部的加速度傳感器或傾斜度 傳感器。這樣可以由不同特點的各種傳感器為微處理器提供信號，供微處理器選擇控制電 刺激電路，增加可靠性。實施例5，一種智能足下垂矯正和偏癱康復裝置另一實施例，參見實施例1至4和圖2，本實 施例將在實施例1所述神經電刺激模塊再連接一個體位檢測模塊5，所述體位檢測模塊含 有一個安裝在患者臀部感應患者體位的壓力傳感器，稱為體位壓力傳感器5-1，所述體位 壓力傳感器放置于患者褲子后口袋、置于患者臀部。體位壓力傳感器放置于褲子后口袋后， 當患者站立時壓力減小，坐下時壓力傳感器被壓在椅子上，壓力增大。壓力傳感器將壓力轉 變為電信號傳輸到微處理器，微處理器根據得到的電信號判斷是站立狀態還是坐下狀態， 并將這一體態信號傳到神經電刺激模塊。如果是坐下狀態，此時無論步態檢測模塊輸出何 種信號，神經電刺激模塊就不會輸出電刺激，保證了患者坐下時神經電刺激模塊不工作。實施例6，一種智能足下垂矯正和偏癱康復裝置另一實施例，參見實施例1至5和圖3，步態 檢測模塊和體位檢測模塊與神經電刺激模塊可以通過導線連接，優點是元器件成本低，缺 點是由于用導線聯接，使用不便，且導線容易斷裂；為了便于操作，本實施例對所述步態檢 測模塊和體位檢測模塊分別設置有無線發射器3-3和5-2，神經電刺激模塊設置有無線接 收器2-4，所述檢測模塊傳感器信號通過無線發射器和無線接收器傳遞至神經電刺激模塊 信號輸入。使用所述無線連接，步態檢測模塊和體位檢測模塊與神經電刺激模塊就可以不用導線連接。實施例7，一種智能足下垂矯正和偏癱康復裝置另一實施例，參見實施例1至6和圖4、圖5， 本實施例在上述任一實施例中對于所述神經電刺激模塊還連接一個肌電檢測模塊6，構成 一個通用的置于患處的神經網絡重建系統，此時神經電刺激模塊可不采用步態檢測模塊和 體位檢測模塊的輸出信號。所述的神經電刺激模塊信號輸入連接肌電檢測模塊信號輸出； 所述肌電檢測模塊包括肌電采集電極6-1、肌電信號放大器6-2、參考電極驅動電路6-3、參 考電極6-4、肌電信號濾波電路6-5;肌電采集電極信號連接肌電信號放大器，肌電信號放 大器連接參考電極驅動電路，參考電極驅動電路連接參考電極，同時肌電信號放大器連接 肌電信號濾波電路，肌電信號濾波電路輸出連接至電刺激模塊。肌電信號由微處理器中的 模數轉換器采集。微處理器檢測出肌電信號幅度，并將之與預設的閾值比較；當肌電信號幅 度超出預設的閾值時，神經電刺激模塊就可以輸出電刺激到電刺激電極。實施例8，一種智能足下垂矯正和偏癱康復裝置另一實施例，參見實施例7和圖6。本實施例 對所述肌電檢測模塊設置有無線發射器6-6，神經電刺激模塊設置有無線接收器2-4，所述 肌電檢測模塊輸出的肌電信號通過無線發射器和無線接收器傳遞至神經電刺激模塊信號 輸入。實施例9，一種智能足下垂矯正和偏癱康復裝置另一實施例，參見實施例1至8和圖7，針對 上述任一實施例，為了方便患者的操作，改變目前的足下垂矯正器需要醫生使用單獨的編 程器對電刺激裝置進行個性化編程的復雜操作，本實施例對所述電刺激模塊微處理器連接 用于電刺激幅度調節2-1-1、脈寬調節2-1-2、頻率變換調節2-1-3的旋鈕或按鍵。裝置還 可包含顯示電路，如IXD，LED等，用于顯示電刺激參數等。上述實施例中所述微處理器、高壓發生器、電刺激輸出電路、壓力傳感器、加速度 傳感器、無線發射器、無線接收器、肌電信號放大器、參考電極驅動電路、肌電信號濾波電路 是常用電路。所述無線發射器也可以是無線收發器，所述無線接收器也可以是無線收發器， 從而實現神經電刺激模塊與步態檢測模塊，體位檢測模塊或肌電檢測模塊之間的雙向通 訊。所述步態檢測模塊通常裝在患側下肢，但也可裝在患側對側下肢。所述神經電刺激模塊 除連接用于電刺激幅度調節，脈寬調節，頻率調節的旋鈕或按鍵外，還可連接其它所需旋鈕 或按鍵。旋鈕或按鍵可以多功能復合使用。所述神經電刺激模塊可以被設置成一種模式， 通常稱為鍛煉模式，在該模式中工作時，神經電刺激模塊無須任何步態檢測模塊，體位檢測 模塊或肌電檢測模塊提供的信號，而自動輸出預設的有節律的電刺激，起到鍛煉神經肌肉 的作用。當步態檢測模塊采用加速度傳感器或傾斜度傳感器時，步態檢測模塊和體位檢測 模塊可以是分開的兩個獨立檢測模塊，也可以合并成一個同時具有步態檢測功能和體位檢 測功能的模塊。
權利要求1.一種智能足下垂矯正和偏癱康復裝置，該裝置包括一個安裝于病人患側腿部的神經 電刺激模塊，所述神經電刺激模塊包括微處理器、高壓發生器、電刺激輸出電路，微處理器 控制連接電刺激輸出電路，高壓發生器連接電刺激輸出電路；其特征在于，所述裝置還包括 一個含有傳感器的步態檢測模塊，所述步態檢測模塊的傳感器信號連接傳遞至神經電刺激 模塊的信號輸入。
2.根據權利要求1所述的一種智能足下垂矯正和偏癱康復裝置，其特征在于，所述傳 感器是壓力傳感器或壓觸開關，壓力傳感器或壓觸開關安裝在病人足底。
3.根據權利要求1所述的一種智能足下垂矯正和偏癱康復裝置，其特征在于，所述傳 感器是加速度傳感器或傾斜度傳感器，加速度傳感器或傾斜度傳感器安裝在病人腿部。
4.根據權利要求1所述的一種智能足下垂矯正和偏癱康復裝置，其特征在于，所述傳 感器包括安裝在病人足底的壓力傳感器或壓觸開關和安裝在病人腿部的加速度傳感器或 傾斜度傳感器。
5.根據權利要求1至4所述的任何一種智能足下垂矯正和偏癱康復裝置，其特征在于， 所述步態檢測模塊設置有無線發射器，神經電刺激模塊設置有無線接收器，所述步態檢測 模塊傳感器信號通過無線發射器和無線接收器傳遞至神經電刺激模塊信號輸入。
6.根據權利要求5所述的一種智能足下垂矯正和偏癱康復裝置，其特征在于，所述神 經電刺激模塊還連接一個體位檢測模塊，所述體位檢測模塊含有壓力傳感器，所述壓力傳 感器置于患者臀部。
7.根據權利要求6所述的一種智能足下垂矯正和偏癱康復裝置，其特征在于，所述體 位檢測模塊設置有無線發射器，神經電刺激模塊設置有無線接收器，所述體位檢測模塊傳 感器信號通過無線發射器和無線接收器傳遞至神經電刺激模塊信號輸入。
8.根據權利要求6或7所述的任何一種智能足下垂矯正和偏癱康復裝置，其特征在于， 所述偏癱康復裝置還包括一個置于患處的肌電檢測模塊，所述的神經電刺激模塊信號輸入 連接肌電檢測模塊信號輸出；所述肌電檢測模塊包括肌電采集電極、肌電信號放大器、參考 電極驅動電路、參考電極、肌電信號濾波電路；肌電采集電極信號連接肌電信號放大器，肌 電信號放大器連接參考電極驅動電路，參考電極驅動電路連接參考電極，同時肌電信號放 大器連接肌電信號濾波電路。
9.根據權利要求8所述的一種智能足下垂矯正和偏癱康復裝置，其特征在于，所述肌 電檢測模塊設置有無線發射器，神經電刺激模塊設置有無線接收器，所述肌電檢測模塊檢 測到的信號通過無線發射器和無線接收器傳遞至神經電刺激模塊信號輸入。
10.根據權利要求9所述的一種智能足下垂矯正和偏癱康復裝置，其特征在于，所述神 經電刺激模塊連接用于調節電刺激幅度、脈寬、頻率的旋鈕或按鍵。
專利摘要本實用新型涉及一種智能足下垂矯正和偏癱康復裝置；該裝置用神經功能電刺激和生物反饋的原理來幫助因中樞神經損傷引起足下垂和偏癱的病人進行足下垂矯正和偏癱康復。包括一個安裝于病人患側腿部的神經電刺激模塊，所述裝置還包括一個含有傳感器的步態檢測模塊，所述裝置還可同時包括一個安裝在病人臀部感應病人體位的帶有壓力傳感器的體位檢測模塊。所述神經電刺激模塊還連接肌電檢測模塊，構成一種通用的神經網絡重建儀。本實用新型的有益效果是可以同時檢測病人步態和體態，以避免不必要的電刺激；無須編程器就可以對電刺激參數進行調節,省卻專用編程器；裝置結構簡單，人性化的傳感器設置使得裝置操作使用方便；可一機多用，構成通用的神經網絡重建儀。
文檔編號A61N1/36GK201899776SQ20102060668
公開日2011年7月20日 申請日期2010年11月15日 優先權日2010年11月15日
發明者王蓉 申請人:王蓉