专利名称：一种智能足下垂矫正和偏瘫康复装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种智能足下垂矫正和偏瘫康复装置；该装置用神经功能电刺 激和生物反馈的原理来帮助因中枢神经损伤引起足下垂和偏瘫的病人进行足下垂矫正和 偏瘫康复。
背景技术：
脑卒中，脑外伤，脊髓损伤，及多发性硬化症等中枢神经疾病常引起足下垂。 患者表现为不能背屈足部，行走时或是拖曳病足或是将病侧下肢举得较高，因此步态缓 慢，异常，稳定性差，不能长时间行走。这种异常的步态进一步引起髋关节，背，和膝关 节损伤，严重影响病人日常生活。足下垂的传统疗法为使用机械足托将足部和小腿固定成垂直角度，机械避免足部 下垂。机械足托的缺点很多，病人不管是坐姿或在行走的不同状态，足部和踝关节都保持垂 直角度，不能自然运动。一方面机械足托提供足下垂机械矫正功能帮助病人步行；另一方 面，机械足托由于其结构，大尺寸和重量，却给病人行走带来负担，特别在上下楼梯和上下 坡时尤其困难，因而会减少病人的步行活动。使用机械足托步行时小腿肌肉没有得到应用， 如不坚持其它治疗如按摩等则很快引起肌肉萎缩，导致永久不可逆的足下垂。以神经功能电刺激原理为基础的足下垂矫正器模拟中枢神经系统启动和控制足 下垂病人在步行时的足部运动，它提供了比传统的机械足托更自然更省力的足下垂矫正功 能，以及机械足托所不具备的足下垂康复治疗功能，能防止小腿肌肉萎缩，增加血液循环， 有效帮助病人逐渐恢复自身原有的足部背屈功能，具有机械足托无可比拟的优点。目前的足下垂矫正器需要医生使用单独的编程器对电刺激装置进行个性化编程， 成本高，使用操作复杂。使用时当开关打开时不论需要与否，一旦抬足就对矫正部位进行刺 激。仪器不够人性化，对于康复期病人的活动带来了不便。仪器功能单一，只能用于足下垂 矫正和康复，不能用于其它部位的偏瘫康复。
发明内容本实用新型的目的是为克服上述不足而建立的一种多功能智能足下垂矫正和偏 瘫康复装置。该装置在适当的位置安放传感器配合电刺激模块使病人需要刺激时电刺激模 块工作，不需要时不工作，实现了装置对病人的人性化服务，以及一机多用功能。为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是一种智能足下垂矫正和偏瘫康复 装置，该装置包括一个安装于病人患侧腿部的神经电刺激模块，所述神经电刺激模块包括 微处理器、高压发生器、电刺激输出电路，微处理器控制连接电刺激输出电路，高压发生器 连接电刺激输出电路；其中，所述装置还包括一个含有传感器的步态检测模块，所述步态检 测模块的传感器信号连接传递至神经电刺激模块的信号输入。所述传感器是压力传感器或压触开关，压力传感器或压触开关安装在病人足底。所述传感器是加速度传感器或倾斜度传感器，加速度传感器或倾斜度传感器安装
3在病人腿部。所述传感器包括安装在病人足底的压力传感器或压触开关和安装在病人腿部的 加速度传感器或倾斜度传感器。所述步态检测模块设置有无线发射器，神经电刺激模块设置有无线接收器，所述 步态检测模块传感器信号通过无线发射器和无线接收器传递至神经电刺激模块信号输入。所述神经电刺激模块还连接一个体位检测模块，所述体位检测模块含有压力传感 器，所述压力传感器置于患者臀部。所述体位检测模块设置有无线发射器，神经电刺激模块设置有无线接收器，所述 体位检测模块传感器信号通过无线发射器和无线接收器传递至神经电刺激模块信号输入。所述偏瘫康复装置还包括一个置于患处的肌电检测模块，所述的神经电刺激模块 信号输入连接肌电检测模块信号输出；所述肌电检测模块包括肌电采集电极、肌电信号放 大器、参考电极驱动电路、参考电极、肌电信号放大滤波电路；肌电采集电极信号连接肌电 信号放大器，肌电信号放大器连接参考电极驱动电路，参考电极驱动电路连接参考电极，同 时肌电信号放大器连接肌电信号放大滤波电路。所述肌电检测模块设置有无线发射器，神经电刺激模块设置有无线接收器，所述 肌电检测模块检测到的信号通过无线发射器和无线接收器传递至神经电刺激模块信号输 入。所述神经电刺激模块连接用于调节电刺激幅度、脉宽、频率的旋钮或按键。本实用新型的有益效果是1.可以同时检测病人步态和体态，以避免不必要的电刺激。2.无须编程器就可以对电刺激参数(幅度，脉宽，频率等)进行调节，省却专用编程器。3、结构简单，人性化的传感器设置使得装置操作使用方便。4、通过加入肌电检测模块可以实现一机多用，构成神经网络重建仪。
以下结合附图和实施例对本发明作详细描述。
图1为本实用新型结构示意图；图2为神经电刺激模块同时与体位压力传感器连接的电路框图；图3为带有无线发射器和无线接收器的本实用新型电路框图；图4为所述神经电刺激模块与肌电检测模块连接电路框图；图5为肌电检测模块电路框图；图6为带有无线发射器的肌电检测模块电路框图；图7为所述神经电刺激模块设有多功能旋钮或按键电路框图。
具体实施方式
实施例1，一种智能足下垂矫正和偏瘫康复装置实施例，参见图1，该装置包括一个安装于 病人患侧腿部1的神经电刺激模块2，所述神经电刺激模块包括微处理器2-1、高压发生器
42-2、电刺激输出电路2-3，微处理器控制连接电刺激输出电路，高压发生器连接电刺激输出 电路；其中，所述装置还包括一个含有传感器的步态检测模块3，所述步态检测模块的传感 器信号连接传递至神经电刺激模块的信号输入。实施例2，一种智能足下垂矫正和偏瘫康复装置另一实施例，参见图1和实施例1，本实施例 对于在实施例1中所述传感器采用压力传感器或压触开关3-1，压力传感器或压触开关安 装在病人足底的鞋4中。足抬起时压力减小，足落地时压力增大，如果是足抬起状态，则微 处理器启动电刺激输出电路输出预设的电刺激；如果是足落地状态，则微处理器停止电刺 激输出电路输出电刺激；高压发生器提供电刺激输出电路所需电压，压力传感器将压力转 变为电信号传输到微处理器，微处理器根据得到的电信号判断是足抬起状态还是足落地状 态，并将这一步态状态传到神经电刺激模块。实施例3，一种智能足下垂矫正和偏瘫康复装置另一实施例，参见实施例1和图1，本实施例 对于在实施例1中所述传感器采用加速度传感器或倾斜度传感器3-2，加速度传感器或倾 斜度传感器安装在病人腿部。加速度传感器或倾斜度传感器同样可以反应病人的步态状况 提供信号到微处理器，微处理器根据得到的电信号判断是足抬起状态还是足落地状态，并 将这一步态状态传到神经电刺激模块。实施例4，一种智能足下垂矫正和偏瘫康复装置另一实施例，参见实施例2和3以及图1，本 实施例集中了实施例2和实施例3的传感器为一体，因此对于实施例提及的所述传感器包 括安装在病人足底的压力传感器或压触开关和安装在病人腿部的加速度传感器或倾斜度 传感器。这样可以由不同特点的各种传感器为微处理器提供信号，供微处理器选择控制电 刺激电路，增加可靠性。实施例5，一种智能足下垂矫正和偏瘫康复装置另一实施例，参见实施例1至4和图2，本实 施例将在实施例1所述神经电刺激模块再连接一个体位检测模块5，所述体位检测模块含 有一个安装在患者臀部感应患者体位的压力传感器，称为体位压力传感器5-1，所述体位 压力传感器放置于患者裤子后口袋、置于患者臀部。体位压力传感器放置于裤子后口袋后， 当患者站立时压力减小，坐下时压力传感器被压在椅子上，压力增大。压力传感器将压力转 变为电信号传输到微处理器，微处理器根据得到的电信号判断是站立状态还是坐下状态， 并将这一体态信号传到神经电刺激模块。如果是坐下状态，此时无论步态检测模块输出何 种信号，神经电刺激模块就不会输出电刺激，保证了患者坐下时神经电刺激模块不工作。实施例6，一种智能足下垂矫正和偏瘫康复装置另一实施例，参见实施例1至5和图3，步态 检测模块和体位检测模块与神经电刺激模块可以通过导线连接，优点是元器件成本低，缺 点是由于用导线联接，使用不便，且导线容易断裂；为了便于操作，本实施例对所述步态检 测模块和体位检测模块分别设置有无线发射器3-3和5-2，神经电刺激模块设置有无线接 收器2-4，所述检测模块传感器信号通过无线发射器和无线接收器传递至神经电刺激模块 信号输入。使用所述无线连接，步态检测模块和体位检测模块与神经电刺激模块就可以不用导线连接。实施例7，一种智能足下垂矫正和偏瘫康复装置另一实施例，参见实施例1至6和图4、图5， 本实施例在上述任一实施例中对于所述神经电刺激模块还连接一个肌电检测模块6，构成 一个通用的置于患处的神经网络重建系统，此时神经电刺激模块可不采用步态检测模块和 体位检测模块的输出信号。所述的神经电刺激模块信号输入连接肌电检测模块信号输出； 所述肌电检测模块包括肌电采集电极6-1、肌电信号放大器6-2、参考电极驱动电路6-3、参 考电极6-4、肌电信号滤波电路6-5;肌电采集电极信号连接肌电信号放大器，肌电信号放 大器连接参考电极驱动电路，参考电极驱动电路连接参考电极，同时肌电信号放大器连接 肌电信号滤波电路，肌电信号滤波电路输出连接至电刺激模块。肌电信号由微处理器中的 模数转换器采集。微处理器检测出肌电信号幅度，并将之与预设的阈值比较；当肌电信号幅 度超出预设的阈值时，神经电刺激模块就可以输出电刺激到电刺激电极。实施例8，一种智能足下垂矫正和偏瘫康复装置另一实施例，参见实施例7和图6。本实施例 对所述肌电检测模块设置有无线发射器6-6，神经电刺激模块设置有无线接收器2-4，所述 肌电检测模块输出的肌电信号通过无线发射器和无线接收器传递至神经电刺激模块信号 输入。实施例9，一种智能足下垂矫正和偏瘫康复装置另一实施例，参见实施例1至8和图7，针对 上述任一实施例，为了方便患者的操作，改变目前的足下垂矫正器需要医生使用单独的编 程器对电刺激装置进行个性化编程的复杂操作，本实施例对所述电刺激模块微处理器连接 用于电刺激幅度调节2-1-1、脉宽调节2-1-2、频率变换调节2-1-3的旋钮或按键。装置还 可包含显示电路，如IXD，LED等，用于显示电刺激参数等。上述实施例中所述微处理器、高压发生器、电刺激输出电路、压力传感器、加速度 传感器、无线发射器、无线接收器、肌电信号放大器、参考电极驱动电路、肌电信号滤波电路 是常用电路。所述无线发射器也可以是无线收发器，所述无线接收器也可以是无线收发器， 从而实现神经电刺激模块与步态检测模块，体位检测模块或肌电检测模块之间的双向通 讯。所述步态检测模块通常装在患侧下肢，但也可装在患侧对侧下肢。所述神经电刺激模块 除连接用于电刺激幅度调节，脉宽调节，频率调节的旋钮或按键外，还可连接其它所需旋钮 或按键。旋钮或按键可以多功能复合使用。所述神经电刺激模块可以被设置成一种模式， 通常称为锻炼模式，在该模式中工作时，神经电刺激模块无须任何步态检测模块，体位检测 模块或肌电检测模块提供的信号，而自动输出预设的有节律的电刺激，起到锻炼神经肌肉 的作用。当步态检测模块采用加速度传感器或倾斜度传感器时，步态检测模块和体位检测 模块可以是分开的两个独立检测模块，也可以合并成一个同时具有步态检测功能和体位检 测功能的模块。
权利要求1.一种智能足下垂矫正和偏瘫康复装置，该装置包括一个安装于病人患侧腿部的神经 电刺激模块，所述神经电刺激模块包括微处理器、高压发生器、电刺激输出电路，微处理器 控制连接电刺激输出电路，高压发生器连接电刺激输出电路；其特征在于，所述装置还包括 一个含有传感器的步态检测模块，所述步态检测模块的传感器信号连接传递至神经电刺激 模块的信号输入。
2.根据权利要求1所述的一种智能足下垂矫正和偏瘫康复装置，其特征在于，所述传 感器是压力传感器或压触开关，压力传感器或压触开关安装在病人足底。
3.根据权利要求1所述的一种智能足下垂矫正和偏瘫康复装置，其特征在于，所述传 感器是加速度传感器或倾斜度传感器，加速度传感器或倾斜度传感器安装在病人腿部。
4.根据权利要求1所述的一种智能足下垂矫正和偏瘫康复装置，其特征在于，所述传 感器包括安装在病人足底的压力传感器或压触开关和安装在病人腿部的加速度传感器或 倾斜度传感器。
5.根据权利要求1至4所述的任何一种智能足下垂矫正和偏瘫康复装置，其特征在于， 所述步态检测模块设置有无线发射器，神经电刺激模块设置有无线接收器，所述步态检测 模块传感器信号通过无线发射器和无线接收器传递至神经电刺激模块信号输入。
6.根据权利要求5所述的一种智能足下垂矫正和偏瘫康复装置，其特征在于，所述神 经电刺激模块还连接一个体位检测模块，所述体位检测模块含有压力传感器，所述压力传 感器置于患者臀部。
7.根据权利要求6所述的一种智能足下垂矫正和偏瘫康复装置，其特征在于，所述体 位检测模块设置有无线发射器，神经电刺激模块设置有无线接收器，所述体位检测模块传 感器信号通过无线发射器和无线接收器传递至神经电刺激模块信号输入。
8.根据权利要求6或7所述的任何一种智能足下垂矫正和偏瘫康复装置，其特征在于， 所述偏瘫康复装置还包括一个置于患处的肌电检测模块，所述的神经电刺激模块信号输入 连接肌电检测模块信号输出；所述肌电检测模块包括肌电采集电极、肌电信号放大器、参考 电极驱动电路、参考电极、肌电信号滤波电路；肌电采集电极信号连接肌电信号放大器，肌 电信号放大器连接参考电极驱动电路，参考电极驱动电路连接参考电极，同时肌电信号放 大器连接肌电信号滤波电路。
9.根据权利要求8所述的一种智能足下垂矫正和偏瘫康复装置，其特征在于，所述肌 电检测模块设置有无线发射器，神经电刺激模块设置有无线接收器，所述肌电检测模块检 测到的信号通过无线发射器和无线接收器传递至神经电刺激模块信号输入。
10.根据权利要求9所述的一种智能足下垂矫正和偏瘫康复装置，其特征在于，所述神 经电刺激模块连接用于调节电刺激幅度、脉宽、频率的旋钮或按键。
专利摘要本实用新型涉及一种智能足下垂矫正和偏瘫康复装置；该装置用神经功能电刺激和生物反馈的原理来帮助因中枢神经损伤引起足下垂和偏瘫的病人进行足下垂矫正和偏瘫康复。包括一个安装于病人患侧腿部的神经电刺激模块，所述装置还包括一个含有传感器的步态检测模块，所述装置还可同时包括一个安装在病人臀部感应病人体位的带有压力传感器的体位检测模块。所述神经电刺激模块还连接肌电检测模块，构成一种通用的神经网络重建仪。本实用新型的有益效果是可以同时检测病人步态和体态，以避免不必要的电刺激；无须编程器就可以对电刺激参数进行调节,省却专用编程器；装置结构简单，人性化的传感器设置使得装置操作使用方便；可一机多用，构成通用的神经网络重建仪。
文档编号A61N1/36GK201899776SQ20102060668
公开日2011年7月20日 申请日期2010年11月15日 优先权日2010年11月15日
发明者王蓉 申请人:王蓉