用于卒中幸存者的监督家庭护理康复的系统和方法

专利名称：用于卒中幸存者的监督家庭护理康复的系统和方法
技术领域：
本发明大体上涉及ー种用于身体康复的系统和方法，其改善患卒中或者其他疾病之后的人的心肺健康，并且更加具体地，其中康复适合于个人的心血管能力和需要。
背景技术：
全世界数百万人患过各种程度的卒中。在美国，卒中仍然是长期残障的主要原因。大约40%的卒中幸存者在ADL(日常生活活动)至少需要ー些协助，并且至少一半的卒中幸 存者至少需要ー些协助。由于永久性的神经缺陷，许多卒中幸存者受到了诸如局部瘫痪的长期影响。因此，卒中幸存者通常健康恶化且倾向于久坐的生活方式，这种生活方式限制了ADL行为，并且可能増加患心血管疾病的风险。由于具有心脏疾病，身体不活动成为了卒中复发的新兴危险因素。已经得到证明的是进行有氧练习而消耗日常热量大大地減少了患复发卒中的风险。多于70%的卒中患者患有需要长期康复计划的神经损伤。对于卒中患者，主要的康复目标是I、防止长期不活动的并发症；2、增加有氧适应性；3、减少复发性卒中以及心血管疾病。这些目标仅能够通过利用长期的康复计划来实现。推荐的每周能量消耗是大约4200KJ。推荐的训练频率是以连续或者累计训练30至60分钟的持续时间每周练习3至7次。在许多情形下，由于在幸存者丧失能力的状态下去康复中心变得复杂，卒中幸存者难以完整地执行长期练习计划。由于社会和经济原因，大多数患者无法得到这种计划。这个问题的解决可能需要在患者的家庭环境中执行长期康复计划而不需要专业医疗人员的协助。家庭训练计划需要两个重要的条件I、患者在执行练习时的高安全级别；2、患者家中的练习装置。通常，练习是包括卒中幸存者在内的大多数人能够以高的安全级别从事的正常人类功能。然而，当执行练习时，卒中幸存者处于更高的风险级别。一个问题是关于平衡，其中卒中幸存者更容易摔倒并且受伤。第二个问题是如果人在执行练习时超负荷，则可能发生突然的心脏死亡。据报道，在患卒中之前或者之后，高达75%的卒中幸存者发生了心脏病。因此，对于卒中患者的练习计划需要能够防止滑倒以及防止使得人的心脏系统超负荷工作。每个人需要一个能被监控以防止超负荷工作的単独设计的计划。练习装置需要允许用户根据为该用户设计的特定计划在家中进行练习。优选的是，所述练习装置应该是可定制的、便携的并且是不昂贵的。另外，所述练习装置应当能够利用人的大肌肉从而使得训练计划的效果最大，并且使得患各种神经缺陷或者组织限制(anatomic limitation)的人能够以最小的风险从练习装置中获益。

发明内容
本发明的实施例的ー个方案涉及ー种用于以高水平安全性协助家庭练习训练的设备和方法，因此为更大范围的卒中幸存者提供了康复计划的可及性。该设备包括练习装置、测カ计和报警系统。该练习装置能够由用户或者ー个人移动，以使得其能够被带至医疗中心而用于执行对于用户的心肺练习测试以及用于在用户家中为使用该装置的特定用户设计单独的练习计划。该练习装置适于允许设计运动模式，并且能够改变用于训练以及用于执行综合的心肺练习测试的肌肉上的负荷。可选地，该运动模式允许开发诸如臀部和骨盆肌肉的大肌肉的力量。在本发明的示例性实施例中，该设备能够附着至轮椅并且适于使得坐在轮椅上的人能够执行练习。在本发明的示例性实施例中，练习装置包括响应于人的另外的四肢引起的其他部件的移动而移动人的某些四肢的部件，诸如人可以用健康的脚执 行练习而使得受伤的脚往复移动。在本发明的一些实施例中，当轮椅静止时可以执行练习计划。可替换地，该练习计划可以包括轮椅的运动。在训练期间以及在综合心肺测试期间，测カ计提供了对由使用该设备的人执行的作用力量的指示。应当注意的是，在两种情形中使用的是相同的测カ计。测カ计读数用作用于确定在医疗中心的计划设计期间和在家里练习训练期间恰当的负荷的标准。附加地，该设备包括报警系统，如果测カ计测量到工作超过预定量则所述报警系统给出指示。可选地，如果超过预定量，则所述报警系统防止该设备允许用户继续执行练习。在本发明的示例性实施例中，该设备为用户提供了关于在设备的使用期间由人施加的作用力量的指示。可选地，上述指示是视频或者音频指示。在本发明的一些实施例中，用户可以选择使用该设备的不同水平的难度，诸如其中若人执行相同量的工作，在较难的水平上比在较容易的水平上使用的时间短。报警系统提供了执行练习时的用户安全。在本发明的示例性实施例中，用户首先在家中组装该设备。可选地，物理治疗师拜访客户并且为用户设计使用练习装置执行的运动模式。然后用户访问医疗中心，医疗中心检查用户的身体健康并且为用户设计适应性计划。在医疗中心，用户的心肺适应性是通过综合心血管练习测试评估的，上述综合心血管练习测试为用户确定安全的工作负荷范围。在测试期间，仅使用物理治疗师设计的运动模式，但是可以在练习装置上选择不同程度的阻力。在本发明的示例性实施例中，医疗中心測定用户的心肺状态和测力计的读数之间的相关性。医疗中心使用物理治疗师设计的运动模式，为用户设计练习计划。然后医疗中心对设备进行编程，以使得用户在超过推荐的应力水平时收到警示。可选地，该设备将被编程为在特定水平以上防止用户继续使用该设备执行练习。在本发明的一些实施例中，可以存在增加严重性的多个警示水平。在测试和设计之后，用户将该设备带回家以开始执行家庭自动练习训练。经过一段时间，重复上述过程以评估用户的进展以及调节训练计划以适应用户的状态。在本发明的一些实施例中，该设备通过通信网络(诸如因特网)连接至医疗中心，因此医疗中心能够监控用户和/或设备。可选地，用户的工作进展能够实时地发送至医疗中心。附加地，能够通过通信连接传输用户的其他生理參数(诸如Holter和ECG数据)。因此，根据本发明的示例性实施例提供了ー种用于执行心血管训练的移动式设备，包括练习装置，其适于使得用户能够执行特定的运动模式；测カ计，其提供对所述练习装置的用户所执行的工作量的指示；报警系统，其响应于所述测カ计的读数为所述用户提供指示；其中，所述报警系统被进行预编程为基于使用所述练习装置对用户执行心肺练习 测试的结果响应于所述测カ计的ー个或者多个读数而提供所述指示。在本发明的示例性实施例中，所述练习装置适于附着至轮椅以使得当坐在所述轮椅上时能够执行练习。可选地，所述练习装置适于由大腿和骨盆区域中的大肌肉致动。在本发明的示例性实施例中，所述练习装置适于使得用户的腿执行往复运动。可选地，所述报警系统提供与所述用户执行的作用力量有关的连续读数。在本发明的示例性实施例中，所述读数被提供为音频信号。可选地，所述读数被提供为视频信号。在本发明的示例性实施例中，所述练习装置的阻力水平被调节为与用户的能力相匹配。可选地，所述练习装置在每侧上以不同的阻力水平被校准。在本发明的示例性实施例中，所述心肺练习测试确定了在一段时间内用户允许的最大作用力量。可选地，所述报警系统提供信号以提醒用户执行练习。在本发明的示例性实施例中，所述报警系统提供信号以通知用户停止执行练习。可选地，所述报警系统提供信号以帮助用户遵循预编程的练习方案。在本发明的示例性实施例中，所述报警系统防止用户继续使用所述练习装置执行练习。可选地，所述练习装置适于当轮椅静止时使用。在本发明的示例性实施例中，所述练习装置适于使得用户能够控制所述轮椅的运动。可选地，该设备进ー步包括通过用户执行的练习产生压缩空气的泵。在本发明的示例性实施例中，所述压缩空气被用来移动轮椅。可选地，所述运动模式是通过物理治疗师检查确定的。在本发明的示例性实施例中，所述运动模式被设计为适应用户的神经或者运动缺陷。根据本发明的示例性实施例进ー步提供了 ー种执行基于家庭的心血管练习训练的方法，包括组装能够由ー个人移动的练习装置；设计待由所述练习装置的用户执行的运动模式；基于用户的身体状态和设计的运动模式调节所述练习装置的元件的阻力；训练用户使用所述练习装置；测试当使用所述练习装置时用户的心肺能力，并且监控测カ计的读数，其中测カ计在用户使用练习装置时提供对用户的作用力的指示；基于所述测试制定适应性计划；对所述练习装置的报警系统进行编程以当使用所述练习装置时响应于所述测カ计的各个读数为用户提供指示。在本发明的示例性实施例中，适于将所述练习装置附着至轮椅。可选地，该方法包括如果用户超过预定的练习速度则警示用户。在本发明的示例性实施例中，所述报警系统响应于所述测カ计的读数防止所述用户使用所述练习装置执行练习。


从结合附图的以下详细说明中，本发明将得到解释和更好的理解。等同的结构、构件或者部件出现在多于ー个的附图中，通常将在其出现的所有附图中标以相同或者相似的数字，其中图I是根据本发明的示例性实施例的执行康复练习的系统的示意图；图2A是根据本发明的示例性实施例的使用执行康复练习的系统的方法的流程图；图2B是根据本发明的示例性实施例的关于执行康复练习的方法的实践的细节图表;图3是根据本发明的示例性实施例的安装在轮椅上以执行康复练习的设备的侧 视不意图；图4是根据本发明的示例性实施例的执行康复练习的设备的侧视和俯视示意图；图5是根据本发明的示例性实施例的用于操作执行康复练习的设备的气动系统的不意图；以及图6是根据本发明的示例性实施例的用于操作执行康复练习的设备的转换系统的示意图。
具体实施例方式图I是根据本发明的示例性实施例的用于执行康复练习的设备100的示意图。设备100基于联接至测カ计120和报警系统130的练习装置110的使用。设备100是便携式的并且能够由人们在家140中用于安全的自我训练。附加地，其也能够由用户或者ー个人移动至医疗中心150，以当用户使用练习装置110时进行评估，以及设计适应于用户状况的练习计划。图2A是根据本发明的示例性实施例的使用用于执行康复练习的设备100的方法200的流程图。在本发明的示例性实施例中，设备100由提供卒中患者便携性的轮椅和附着至轮椅的机构组成，它们一起提供了作为练习装置110的功能。可选地，只要尽管有某些损伤但该用户仍能够应对这些装置并且这些装置能够联接至其他必需的构件(诸如报警系统130和测カ计120)，则可以使用其他类型的练习装置110，诸如划船健身器或者其他装置。可选地，包括椅子的练习装置110可以用于诸如能够独立行走的卒中患者。因为除了进行练习之外用户还能够使用轮椅进行日常的交通，所以使用轮椅作为练习装置110的一部分提供了增强的可便携性。因为轮椅或者椅子防止了摔倒引起的肌肉和骨骼损伤，所以使用轮椅或者椅子作为练习装置110的一部分对于家庭训练而言是优选的。图2B是根据本发明的示例性实施例的关于用于执行康复练习的方法200的实践的细节290的图表。在第一阶段，设备100是通过将其连接至用户的轮椅以形成联接至测カ计120和报警系统130的练习装置110来组装的(210)。可选地，技术人员可以在家中访问用户以将设备100组装到用户的轮椅上，或者可替换地，用户可以造访医疗中心150并且在那里组装设备。在本发明的一些实施例中，为练习装置110设置的部件是为特定的轮椅型式设计的。可选地，可以为练习装置110制造多种版本的部件以匹配市场上各种型式的轮椅，以及形成类似功能的练习装置110。在本发明的示例性实施例中，在组装设备100之后，物理治疗师对用户进行检查并且基于用户的状态设计运动模式(220)。上述运动模式将帮助用户使用练习装置110进行练习以及在医疗中心用于测试。在本发明的示例性实施例中，物理治疗师在家中拜访用户。在这个阶段，仅使用了设备100中的练习装置110，而没有涉及测カ计120和报警系统130。可选地，设计运动模式包括评估用户的神经损伤和运动缺陷，以及生成用作由用户进行练习的运动固定型式。应当注意的是，用于这个方法的运动设计不同于用于标准康复计划的运动设计。在这个方法中，运动模式不必与用户的ADL功能性地相关。“运动模式能够用于ADL的功能能力”将是好的，但是这不是必需的条件。附加地，“运动模式使得轮椅能够运动”将是好的。然而，如果用户的神经缺陷类型不允许，则练习可以在轮椅静止时执行。可选地，生成符合以下条件的运动模式I、开发大肌肉的力量，诸如臀部肌肉和骨盆弓肌肉。这些肌肉明显地增加了身体的氧气使用。2、运动对于患者应该是舒适的。3、运动模式允许训练至少30分钟。为了配合如上文所述的适应于用户神经缺陷的运动模式的设计，练习装置110包括I、练习装置110的使用使得受伤末端的弯曲角度由相匹配关节(诸如未受伤的另一只手或者脚)的拉伸角度控制。其结果是，患者能够根据其需要主动并且独立地减轻受伤末端肌肉的痉挛性状态，而不需要其他人的协助，并且不会超过疼痛界限。2、练习装置110的使用使得用户可以执行其腿部的被动/主动运动。3、练习装置110的使用允许每个腿上単独承受不同的负荷。在本发明的示例性实施例中，物理治疗师在用户出院之后在他/她家拜访用户。可选地，物理治疗师可以在用户出院之前在医院拜访用户。在本发明的示例性实施例中，物理治疗师评估用户的神经损伤和运动缺陷，诸如通过检查用户的肌肉以确定哪些肌肉没有被损伤，哪些肌肉处于痉挛状态以及哪些肌肉需要额外的使用以例如防止挛缩。可选地，物理治疗师为用户生成使用练习装置110反复执行的运动模式固定型式以改善他/她的有氧状态。在本发明的示例性实施例中，物理治疗师可以调整练习装置110的各个部件的阻力，以使得这些部件基于用户的需要在更强或者更弱的阻力下移动，诸如能够将损伤的四肢设定为比健康的四肢在更小的阻力下移动。在这个阶段期间，仅使用了练习装置110，而不需要测カ计120和报警系统130。在本发明的示例性实施例中，在为用户设计了运动模式(220)之后，物理治疗师训练用户使用练习装置110执行运动模式。当训练用户使用练习装置110时，需要用户接受心肺练习测试以为用户制定适应 性计划(230)。适应性计划鉴于用户的医疗情况限定了用户需要执行的练习计划的频率、持续时间和強度。在本发明的示例性实施例中，因为制定适应性计划(230)通常需要设施，而所述设施仅能从固定的医疗中心得到，所以制定适应性计划是在医疗中心150执行的。在本发明的示例性实施例中，在制定适应性计划(230)期间，卒中患者在使用练习装置110执行练习时连接至心肺适应性系统。可选地，心肺适应性系统执行综合的心肺练习测试，同时系统监控卒中患者的生理參数，包括I、耗氧量(y' O2)；2、ニ氧化碳释放量(y' CO2)；3、心率(HR)；4、血压(BP)以及可选地包括与执行练习时的卒中患者的生理状态有关的其他參数。这些參数允许了确定至心肌、运动肌肉和血流的氧气供应量。附加地，能够确定从血流释放CO2的速度。这些參数允许职业医师评估用户在执行测试时的心肺适应性。在测试阶段期间，用户使用练习装置110执行练习并且测カ计120的读数被记录。可选地，在测试期间，用户被要求以各种速度执行练习，从而执行测试的职业医师可以制定适应于用户的适应性计划(230)，诸如在第一时间段以一定的速度执行设计的运动模式(220)，然后在第二时间段以不同的速度执行设计的运动模式(220)。基于测试，确定了用户练习最优和最大的许可水平。在本发明的示例性实施例中，为每个用户定制设计测试协议。以下是根据本发明的示例性实施例处理的示例性案例。一个由于局部缺血性左半球脑梗塞而右侧轻偏瘫的56岁男性被允许进入医疗中心150。他的病史包括四年前的一次心肌梗死。基于此人的心脏状态，医师关心在执行卒中康复计划时此人的安全。执业医师指定了心血管练习测试以确定此人是否能够执行练习计划以及确定计划的强度。测试是使用练习装置110执行的。初始的工作负荷是10瓦，其中工作率每2分钟増加low。执业医师测试人的容许限度的练习持续时间。在测试期间，人提供了休息时和练习期间呼吸气体交換的逐次呼吸分析，递增地增加测试的强度直至症状限制测试或者人达到了最大的水平。收集了关于气流、耗氧量、CO2产生量和心率的信息，并且利用这些信息来计算其他的变量。并且在整个测试过程中还持续地监控患者的心电图和血压。在测试结束吋，人应当显示意志性的疲乏而没有心肺疲劳的病症。MM :静止心率、血压和ECG正常。在测试和平静期间ECG没有显示节律障碍或者局部缺血性变化。在测试期间，呼吸储量(BR)、呼吸当量(EQ02、EQCO2)和死区换气量(VD/VT)是正常的。得到的心率是每分钟低至130次跳动(对于努力的水平而言非常高，但是与严重的去适应(deconditioning)相一致)。在测试期间以及测试之后,压カ响应是正常的。最大的摄氧量(VO2峰值)在工作率为60瓦时是21ml/min/kg。实验结果分析结果显示人能够安全地参与训练计划。然而,测试证明他是去适应的。练习的指导件规定:最优的工作负荷应当是在测试期间得到的最大工作率的50%。对于这个患者最优的工作负荷是30瓦。最大的工作负荷应当是在测试期间得到的最大工作率的70%。对于这个患者最大的工作负荷是45瓦。也即是说，报警系统的校准范围应当是从30瓦至45瓦。、
应当注意的是，测试是使用练习装置110执行的并且训练计划将同样地使用相同的练习装置110执行。附加地，对于测试和对于练习计划，使用的运动模式是相同的。测カ计120并不直接測量用以表示用户从所执行的练习中获益的用户的新陈代谢，这是因为I、虽然ー些工作浪费在测カ计120不測量的热量或者其他形式上，但是测カ计120提供了与由装置执行的工作量成正比的测量值；2、取决于他们的生理状态，每个人对于练习性能反应不同。在本发明的示例性实施例中，心肺练习测试提供了用户对于练习的反应的总体评定，其中所述反应涉及肺、心血管、造血、神经以及骨肌系统。这些參数与测カ计120的读数 一起使用以能够确定当仅响应于测カ计120的读数而使用练习装置110执行练习时用户状态。基于测试阶段的测试結果，于是专业的执业医师(诸如医生、护士或者医疗技术人员)能够对练习装置110的报警系统130进行编程(240)以为用户提供指示，以让他/她知道他们在执行练习时所处的状态，例如他们是否在正确地执行制定的适应性计划(230)以及他们是否在以要求的速度执行或者他们是否超过了要求的速度。可选地，如果用户未遵照计划或者如果用户达到了异常状态，那么报警系统130将提供指示以使得用户知道纠正动作和/或减小或者增加速度和/或停止练习。在本发明的示例性实施例中，报警系统130是可编程电路并且其被编程为向用户提供输出作为反馈，诸如作为视频信号和/或音频信号。可选地，反馈可以是语音信息、音乐、不同速率的持续蜂鸣或者其他音频信号。同样地，视频信号可以是真实的数值、模拟的数字显示、特定速率的闪光或者其他视频信号。可选地，反馈帮助用户遵守制定的适应性计划和/或遵守期望的运动。在本发明的一些实施例中，报警系统130除了为用户外还可以为练习装置110提供反馈，或者不是为用户而是为练习装置110提供反馈，诸如当报警系统130检测到用户已经偏离了计划或者已经超过了他/她的推荐速度，报警系统130将用作电子锁，诸如通过指示练习装置110关闭以防止用户受伤，诸如防止突然地心脏死亡。可替换地，报警系统130可以使得练习装置110増加对于用户运动的阻力以使得用户被迫停止。在本发明的ー些实施例中，报警系统130被编程为记录练习装置110的使用以及提醒用户周期性地执行练习。在准备好方案(230)并且对报警系统130进行编程(240)之后，用户和练习装置110—起被送回家以执行自我护理康复方案(250)。在本发明的一些实施例中，报警系统130记录用户的动作，因此执业医师可以回顾用户的进展。可选地，基于用户的进展可以根据需要重复方法200。在本发明的一些实施例中，报警系统130通过通信网络(诸如因特网)连接至医疗中心150，从而医疗中心150能够对用户的进展进行记录。在本发明的一些实施例中，当使用练习装置110执行练习时，用户佩戴其他的測量装置，诸如以提供Holter或者ECG数据，从而医疗中心150接收除了来自测カ计120的数据以外的附加的生理数据。可选地，仅有医疗中心150的经授权人员可以改变报警系统130的编程。在本发明的一些实施例中，编程能够由通过通信网络发送的命令改变，以使得用户不需要去医疗中心改变或者修复报警系统130的编程。
可选地，设备100的优势包括I、用户能够在他/她自己的家中舒适地执行练习训练计划而不用出行；2、用户通常不需要任何人力协助来执行康复练习方案；3、用户被监控并且接收自动反馈从而以预设计的作用力水平练习以及防止过度练习。卒中患者通常患有较小肌肉的损伤；诸如骨盆近侧肌肉的较大肌肉通常不会损伤。附加地，对较小的肌肉进行练习相对于对较大的肌肉进行练习趋于对至血液系统的氧气供应具有较小的影响。在本发明的示例性实施例中，因为大多数的卒中患者能够活动大腿的骨盆近侧肌肉，并且这些肌肉非常有助于改善用户的有氧系统，所以这些肌肉被用来通过练习装置110执行练习。可替换地或者附加地，可以通过设计练习装置110使用其他 的肌肉来满足具有下文说明的各种损伤的卒中患者。在本发明的示例性实施例中，使用练习装置110执行练习将增加肌肉強度并且防止各种问题。典型地，当使用标准的康复过程时解决了 4个共同的问题I、需要通过练习痉挛状态的肌肉以使其变软，以防止病理性行走模式和挛缩的发展；2、需要拉伸具有低幅度的接合运动的肌肉，以防止挛缩的发展；3、当使用涉及到的肌肉时，挛缩的发展导致了疼痛的感觉；以及4、由于缺乏使用和练习肌肉，保持了病理性行走模式和四肢运动。在本发明的示例性实施例中，在练习装置110的设计中考虑了上述问题。图3是根据本发明的示例性实施例的配置在轮椅上的用于执行康复练习的设备300的侧视示意图。在本发明的示例性实施例中，设备300包括练习装置310、测カ计320和报警系统330。可选地，报警系统330可以不是如图3所示布置在独立的箱子中，而是与测カ计320布置在共同的箱子中。在本发明的示例性实施例中，练习装置310设计成具有两个对称的衬垫340，所述衬垫340放置在用户的大腿下方，并且通过带子345捆扎到用户的大腿上。可选地，衬垫340连接至相反连接(如视图A所示)的两个踏板342上，以使得当用户抬起一条大腿时，另一条大腿下降，反之亦然。可选地，往复运动有助于再训练用户控制他/她的肌肉而不会保持卒中患者共有的病理性行走模式。在本发明的示例性实施例中，泵325位于每个衬垫340下方，从而当用户执行练习时，用户大腿的往复运动使得压缩空气贮存器335被填满。在本发明的一些实施例中，能够调节每个泵325的阻力，诸如通过放大或者减小泵的空气出口的大小以控制移动每个衬垫340所需的力。因此当训练用户使用练习装置310时，物理治疗师能够调节衬垫340的阻力。在本发明的示例性实施例中，测カ计320通过监控衬垫340来记录用户执行的工作。可选地，读数与每个泵325的阻カ设定一起被更新，以使得其能够正确地记录用户所执行的エ作量，诸如如果泵325设定为低阻力，那么用户将比泵被设定为高阻力时执行较少的工作。可选地，取决于用户的体能，每个泵可以被设定为不同程度的阻力，诸如如果用户不能控制一条腿，那么对于那条腿，泵的阻カ将被设定为最小。在本发明的示例性实施例中，取决于用户的尺寸和条件，还能够调节抬高衬垫340的最大高度和提升的角度以允许更大或者更小的运动范围。可选地，考虑到为适应特定用户所做出的调整，测カ计320记录衬垫340的移动。测カ计320为报警系统330提供其测量結果。在本发明的一些实施例中，报警系统330可以提供与用户执行的工作量或者工作率有关的持续的输出。可选地，报警系统330可以提供视频输出或者音频输出以传送这些值。视频输出可以包括显示器(诸如LCD)或者成排的灯(诸如多个LED)，而音频输出可以包括产生稳定的蜂鸣或者其他声音。可选地，在练习期如果用户超过了允许的预定工作量或者工作率，报警系统330可发出大声的信号和/或闪光以警告用户。在本发明的ー些实施例中，诸如通过增加阻力，报警系统330可以指令测カ计320防止衬垫340移动。在本发明的一些实施例中，诸如通过电泵，从外部源装载的压缩空气的容器337被用来协助移动用户的大腿/腿部。可选地，在用户不能自己或者在另一条腿的协助下移动一条或者两条大腿的肌肉的情形下，来自容器337的空气被间歇地提供给ー个或者两个泵325以协助提升用户的腿。在本发明的一些实施例中，练习装置310在轮椅保持静止的同时用来执行练习。 可替换地或者附加地，练习装置310可以用来移动轮椅。在本发明的示例性实施例中，当执行练习时或者在执行练习并装载贮存器335之后，由泵325提供给贮存器335的压缩空气被用来移动轮椅。图4是根据本发明的示例性实施例的用于执行康复练习的设备300的侧视和俯视示意图。在本发明的示例性实施例中，当执行练习时，用户将空气泵入贮存器335中。于是压缩空气用来致动ー个或者多个(诸如2个)动カ缸350，每个动カ缸350向上或者向下推动杆355。杆355的上下运动被传递至转换机构357，转换机构357将杆355的运动转换成轮椅的主轮370的向前和/或向后运动。可选地，前轮360用作随着其向前或者向后移动来操纵轮椅转向。在本发明的示例性实施例中，用户紧握转向操纵杆365以控制前轮360的方向。可替换地，用户可以通过直接用手紧握主轮370以标准的方式移动轮椅。在本发明的一些实施例中，用户将带子345放置在手上或者用他的手紧握带子以用手协助提升以及降低他的腿。这种选择允许在执行练习时使用手，特别是如果用户仅使用腿执行练习时具有问题。在本发明的一些实施例中，转向操纵杆365上设置的转换器367用于控制轮椅的运动速度和方向(向前/向后)。可选地，在紧急情形下，转向操纵杆365还用来中断运动，诸如通过向下按压转向操纵杆365。图5是根据本发明的示例性实施例的用于操作执行康复练习的设备300的气动系统500的示意图。在本发明的示例性实施例中，气动系统500示出了从泵325至贮存器335，并且从贮存器335至动カ缸350的压缩空气的标准可控制传送系统。气动系统500包括分路器505、反向阀510、膨胀阀515、停止阀520、速度控制阀525、转换阀530、安全阀535、消音器540以及现有技术中已知的其他构件。图6是根据本发明的示例性实施例的用于操作执行康复练习的设备300的机械转换系统600的不意图。在本发明的示例性实施例中，当杆355向上或向下移动时，其推动臂610和臂620，所述臂中的ー个顺时针旋转而另ー个逆时针旋转。可选地，转换机构357是标准的转换齿轮和离合器系统，其使得能够捕获由臂610和臂620产生的旋转运动，以响应于转向操纵杆365上的转换器367而沿用户期望的方向转动轮椅的主轮370。
应当理解的是上述方法和设备可以变化为多种形式，包括省略或者添加步骤、改变步骤的顺序以及使用的装置类型。应当理解的是，不同的特征件可以不同的方法組合。特别是，不是上文中在特定实施例中示出的所有结构件在本发明的每个实施例中都是必须的。上述特征件的其他组合也应当认为在本发明的一些实施例的范围内。 本领域技术人员应当理解的是，本发明并不限于上文所特别示出和描述的。本发明的范围仅由附随的权利要求限定。
权利要求
1.ー种用于执行心血管训练的移动式设备，包括 练习装置，其适于使得用户能够执行特定的运动模式； 测カ计，其提供对所述练习装置的用户所执行的工作量的指示； 报警系统，其响应于所述测カ计的读数为所述用户提供指示； 其中，所述报警系统被进行预编程为基于使用所述练习装置对用户执行心肺练习测试的结果响应于所述测カ计的ー个或者多个读数而提供所述指示。
2.根据权利要求I所述的设备，其中，所述练习装置适于附着至轮椅以使得当坐在所述轮椅上时能够执行练习。
3.根据权利要求I所述的设备，其中，所述练习装置适于由大腿和骨盆区域中的大肌肉致动。
4.根据权利要求I所述的设备，其中，所述练习装置适于使得用户的腿执行往复运动。
5.根据权利要求I所述的设备，其中，所述报警系统提供与所述用户执行的作用力量有关的连续读数。
6.根据权利要求5所述的设备，其中，所述读数被提供为音频信号。
7.根据权利要求5所述的设备，其中，所述读数被提供为视频信号。
8.根据权利要求I所述的设备，其中，所述练习装置的阻力水平被调节为与用户的能力相匹配。
9.根据权利要求8所述的设备，其中，在所述练习装置的每侧上以不同的阻力水平校准所述练习装置。
10.根据权利要求I所述的设备，其中，所述心肺练习测试确定了在一段时间内用户允许的最大作用力量。
11.根据权利要求I所述的设备，其中，所述报警系统提供信号以提醒用户执行练习。
12.根据权利要求I所述的设备，其中，所述报警系统提供信号以通知用户停止执行练习。
13.根据权利要求I所述的设备，其中，所述报警系统提供信号以帮助用户遵循预编程的练习方案。
14.根据权利要求I所述的设备，其中，所述报警系统防止用户继续使用所述练习装置执行练习。
15.根据权利要求2所述的设备，其中，所述练习装置适于当轮椅静止时使用。
16.根据权利要求2所述的设备，其中，所述练习装置适于使得用户能够控制所述轮椅的运动。
17.根据权利要求2所述的设备，进一歩包括通过用户执行的练习产生压缩空气的泵。
18.根据权利要求17所述的设备，其中，所述压缩空气被用来移动轮椅。
19.根据权利要求I所述的设备，其中，所述运动模式是通过物理治疗师检查确定的。
20.根据权利要求I所述的设备，其中，所述运动模式被设计为适应用户的神经或者运动缺陷。
21.ー种执行基于家庭的心血管练习训练的方法，包括 组装能够由ー个人移动的练习装置； 设计待由所述练习装置的用户执行的运动模式；基于用户的身体状态和设计的运动模式调节所述练习装置的元件的阻力； 训练用户使用所述练习装置； 测试当使用所述练习装置时用户的心肺能力，并且监控测カ计的读数，其中测カ计在用户使用练习装置时提供对用户的作用力的指示； 基于所述测试制定适应性计划； 对所述练习装置的报警系统进行编程以当使用所述练习装置时响应于所述测カ计的各个读数为用户提供指示。
22.根据权利要求21所述的方法，其中，适于将所述练习装置附着至轮椅。
23.根据权利要求21所述的方法，进ー步包括如果用户超过预定的练习速度则警示用 户。
24.根据权利要求21所述的方法，其中，所述报警系统响应于所述测カ计的读数防止所述用户使用所述练习装置执行练习。
全文摘要
一种用于执行心血管训练的移动式设备，包括练习装置，其适于使得用户能够执行特定的运动模式；测力计，其提供对所述练习装置的用户所执行的工作量的指示；报警系统，其响应于所述测力计的读数为所述用户提供指示；其中，所述报警系统被进行预编程为基于使用所述练习装置对用户执行心肺练习测试的结果响应于所述测力计的一个或者多个读数而提供所述指示。
文档编号A63B21/005GK102655914SQ201080042332
公开日2012年9月5日 申请日期2010年8月1日 优先权日2009年8月4日
发明者雷切尔·茲洛宾斯凯 申请人:雷切尔·茲洛宾斯凯