專利名稱：背部支撐減重波浪方式平衡評定訓(xùn)練方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種左右平衡功能障礙患者的康復(fù)訓(xùn)練方法，尤其涉及一種背部支撐 減重下使雙下肢用力中心沿波浪軌跡運(yùn)動的平衡評定和平衡訓(xùn)練方法。
背景技術(shù)：
腦血管病、帕金森病、顱腦外傷、脊髓損傷年發(fā)病率高，而且由于老齡化、自然災(zāi)害 頻發(fā)和意外事故增加的緣故，發(fā)病率在逐年增加。這些疾病和損傷會造成平衡功能障礙，乃 至殘疾。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前存活的320 400萬腦血管病重殘患者為例，平衡功能障礙是主要致 殘因素之一。多個循證醫(yī)學(xué)證據(jù)表明，平衡功能練習(xí)是改善功能的重要方式，尤其對左右用 力不平衡的患者來說，雙下肢用力平衡單項(xiàng)訓(xùn)練能改善患者雙下肢的平衡狀況，使其保持 良好的肢體位置，加強(qiáng)患側(cè)的神經(jīng)刺激，有利于健側(cè)肢體的活動；同時(shí)能進(jìn)行雙下肢關(guān)節(jié)的 運(yùn)動功能鍛煉，防止肌肉廢用性萎縮，而對其左右平衡功能進(jìn)行功能評定則是訓(xùn)練的前提 和總結(jié)療效的必要措施。目前的站立平衡訓(xùn)練及評估，大多采用患者靜止不動，判斷身體重心能否控制在 一定范圍內(nèi)的測試訓(xùn)練方法，這種方法缺乏患者主動移動身體重心時(shí)的控制平衡能力測試 和訓(xùn)練，長期單調(diào)的靜止方式站立，無法激發(fā)患者訓(xùn)練的興趣，容易造成懶惰，影響康復(fù)進(jìn) 程，導(dǎo)致康復(fù)效果不理想。國外發(fā)展重心穩(wěn)定平衡評定及訓(xùn)練系統(tǒng)多年，較先進(jìn)的產(chǎn)品有ul tracare和 Biodex平衡測試訓(xùn)練系統(tǒng)等，國內(nèi)平衡評定和訓(xùn)練的數(shù)字化設(shè)備發(fā)展則相對滯后，專利多 局限為簡單的訓(xùn)練設(shè)備，基礎(chǔ)評定。據(jù)調(diào)查，針對缺乏獨(dú)立站立平衡能力的患者，可調(diào)節(jié)減 重程度的訓(xùn)練方式將能大大提高訓(xùn)練效果，但目前使用的減重訓(xùn)練方式主要是使用懸吊設(shè) 備，需束縛患者軀干部，操作較繁瑣，且易帶來患者不適。因此，如何進(jìn)行早期康復(fù)平衡訓(xùn)練 是迫切需要解決的問題，

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，就是為了解決上述問題，提供一種背部支撐減重波浪方式平衡評 定訓(xùn)練方法。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案通過一套背部支撐減重波浪方 式平衡評定訓(xùn)練系統(tǒng)進(jìn)行，該背部支撐減重波浪方式平衡評定訓(xùn)練系統(tǒng)硬件包括訓(xùn)練床、 控制箱、主控計(jì)算機(jī)、患者用顯示裝置和主顯示屏；訓(xùn)練床的傾斜角度可以自動調(diào)節(jié)，訓(xùn)練 床的一端設(shè)有左右腳踏板組件，左右腳踏板組件上分別設(shè)有足底壓力傳感裝置；主控計(jì)算 機(jī)內(nèi)設(shè)有波浪方式的平衡測試評估模塊和功能訓(xùn)練模塊軟件。所述的背部支撐減重波浪方式平衡評定訓(xùn)練方法包括以下步驟a、讓患者傾斜躺在訓(xùn)練床上，并讓其左右腳分別踩在左右腳踏板上，使左右腳踏 板處于同一水平面上；b、根據(jù)患者的實(shí)際情況確定所需的減重重量，并通過調(diào)節(jié)訓(xùn)練床的傾斜角度以實(shí)現(xiàn)該減重重量，角度越小，減重程度越大；C、讓計(jì)算機(jī)進(jìn)入波浪方式平衡評定訓(xùn)練系統(tǒng)的測試評估模塊，讓患者進(jìn)行10秒 鐘的波浪方式平衡初始測試，以適應(yīng)這種測試方式；d、對患者做波浪方式平衡測試，以得到各項(xiàng)靜態(tài)姿勢圖參數(shù)的測試評估結(jié)果，所 述靜態(tài)姿勢圖參數(shù)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?zhèn)确綌[ 速、平均重心、重心移動軌跡總長度和重心移動軌跡總面積；e、讓計(jì)算機(jī)進(jìn)入波浪方式平衡評定訓(xùn)練系統(tǒng)的功能訓(xùn)練模塊，根據(jù)測試評估結(jié) 果，選擇合適的訓(xùn)練周期和減重角度，對患者做波浪方式平衡訓(xùn)練，訓(xùn)練成績以雙下肢用 力中心落在離波浪中心線士5%、士5% 士 10%、士 10% 士20%、士20% 士30%或 士30% 士50%區(qū)域內(nèi)的時(shí)間比表示。所述的波浪方式包括規(guī)則小波浪、規(guī)則中波浪、規(guī)則大波浪和不規(guī)則波浪，其中， 規(guī)則波浪的路線為正弦波曲線，不規(guī)則波浪的路線為隨機(jī)路線；規(guī)則小波浪的幅度值對應(yīng) 的雙腳壓力偏差為9千克，規(guī)則中波浪的幅度值對應(yīng)的壓力偏差為18千克，規(guī)則大波浪的 幅度值對應(yīng)的壓力偏差為27千克。針對患者用顯示裝置上出現(xiàn)的波浪，患者通過調(diào)整雙下 肢用力，盡可能將雙下肢用力中心控制在波浪區(qū)范圍內(nèi)，最好是控制在波浪中心線上，以達(dá) 到平衡功能訓(xùn)練的目的?；颊咴谧霾ɡ朔绞狡胶膺\(yùn)動過程中的雙下肢用力中心即重心的變化是各項(xiàng)靜態(tài) 姿勢圖參數(shù)評估的基礎(chǔ)，在下面所述的七個參數(shù)的計(jì)算中都要用到。一般人體重心(center of gratitude,COG)在第二骶骨前。雙下肢用力中心指的是人體重心在兩個腳踏板范圍內(nèi) 的投影，又由于人體處于波浪方式站立平衡過程中側(cè)向力很小，因此人體雙下肢用力中心 位置就可以表示為
權(quán)利要求
1.一種背部支撐減重波浪方式平衡評定訓(xùn)練方法，其特征在于通過一套背部支撐減 重波浪方式平衡評定訓(xùn)練系統(tǒng)進(jìn)行，該背部支撐減重波浪方式平衡評定訓(xùn)練系統(tǒng)包括訓(xùn)練 床、控制箱、主控計(jì)算機(jī)、患者用顯示裝置和主顯示屏；訓(xùn)練床包括床座、床架和床板，床架 安裝在床座上并與床座可轉(zhuǎn)動相連，在床架的前端連接有左、右腳踏板組件，在左右腳踏板 組件上分別設(shè)有左右足底壓力傳感裝置，在床架與床座之間設(shè)有床板角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；其特征在于，所述的主控計(jì)算機(jī)內(nèi)設(shè)有波浪方式平衡評定訓(xùn)練系統(tǒng)軟件，該軟件包含 測試評估模塊和功能訓(xùn)練模塊；所述的波浪方式平衡評定訓(xùn)練方法包括以下步驟a、讓患者傾斜躺在訓(xùn)練床上，并讓其左右腳分別踩在左右腳踏板上，使左右腳踏板處 于同一水平面上；b、根據(jù)患者的實(shí)際情況確定所需的減重重量，并通過調(diào)節(jié)訓(xùn)練床的傾斜角度以實(shí)現(xiàn)該減重重量；c、讓計(jì)算機(jī)進(jìn)入波浪方式平衡評定訓(xùn)練系統(tǒng)的測試評估模塊，讓患者進(jìn)行10秒鐘的 波浪方式平衡初始測試，以適應(yīng)這種測試方式；d、對患者做波浪方式平衡測試，以得到各項(xiàng)靜態(tài)姿勢圖參數(shù)的測試評估結(jié)果，所述靜 態(tài)姿勢圖參數(shù)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?zhèn)确綌[速、 平均重心、重心移動軌跡總長度和重心移動軌跡總面積；e、讓計(jì)算機(jī)進(jìn)入波浪方式平衡評定訓(xùn)練系統(tǒng)的功能訓(xùn)練模塊，根據(jù)測試評估結(jié)果，選 擇合適的訓(xùn)練周期和減重角度，對患者做波浪方式平衡訓(xùn)練，訓(xùn)練成績以雙下肢用力中心 落在離波浪中心線士5%、士5% 士 10%、士 10% 士20%、士20% 士30%或士30% 士 50%區(qū)域內(nèi)的時(shí)間比表示。
2.如權(quán)利要求1所述的背部支撐減重波浪方式平衡評定訓(xùn)練方法，其特征在于所述 的波浪方式包括規(guī)則小波浪、規(guī)則中波浪、規(guī)則大波浪和不規(guī)則波浪，其中，規(guī)則波浪的路 線為正弦波曲線，不規(guī)則波浪的路線為隨機(jī)路線；規(guī)則小波浪的幅度值對應(yīng)的雙腳壓力偏 差為9千克，規(guī)則中波浪的幅度值對應(yīng)的壓力偏差為18千克，規(guī)則大波浪的幅度值對應(yīng)的 壓力偏差為27千克。
3.如權(quán)利要求1所述的背部支撐減重波浪方式平衡評定訓(xùn)練方法，其特征在于所述 的測試評估模塊包括床身傾斜模塊、測試開始模塊、測試準(zhǔn)備模塊、測試停止模塊、測試結(jié) 果模塊和錄入報(bào)告模塊；所述的功能訓(xùn)練模塊包括床身傾斜模塊、訓(xùn)練開始模塊、訓(xùn)練停止 模塊、查看結(jié)果模塊和錄入報(bào)告模塊。
4.如權(quán)利要求1所述的背部支撐減重波浪方式平衡評定訓(xùn)練方法，其特征在于所述 的各項(xiàng)靜態(tài)姿勢圖參數(shù)的測試評估以患者在背部支撐減重波浪方式平衡測試過程中雙下 肢用力中心的變化為基礎(chǔ)進(jìn)行評估，所述的雙下肢用力中心指的是人體重心在兩個腳踏板 范圍內(nèi)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(diǎn)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(diǎn)在Y軸上到傳感裝置的距離，G為減重后的患者人體的重量，F(xiàn)a、Fb, Fc, 分別為四個足底壓力傳感裝置的讀數(shù)；四個足底壓力傳感裝置的中心點(diǎn)即為人體正常重心投影零位。
5.如權(quán)利要求1所述的背部支撐減重波浪方式平衡評定訓(xùn)練方法，其特征在于所述 的額狀面擺動頻率反映患者在波浪方式維持站立平衡過程中，在一定時(shí)間內(nèi)，雙下肢用力 中心在額狀面即水平方向左右變化的頻率，在算法中僅表示雙下肢用力中心沿X軸方向變 化的快慢，該參數(shù)值越大，即變化的頻率越高，反映患者抖動越嚴(yán)重，重心控制越不穩(wěn)，如帕 金森病患者；額狀面擺動頻率的定義為患者雙下肢用力中心從左側(cè)區(qū)域移動到右側(cè)區(qū)域以及從右 側(cè)區(qū)域移動到左側(cè)區(qū)域的次數(shù)與時(shí)間之比，其計(jì)算公式為
6.如權(quán)利要求1所述的背部支撐減重波浪方式平衡評定訓(xùn)練方法，其特征在于所述 的平均重心反映了在波浪方式維持站立平衡過程中，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(fù)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 者雙下肢用力中心偏移距離之和與采集次數(shù)之比，計(jì)算公式為
7.如權(quán)利要求1所述的背部支撐減重波浪方式平衡評定訓(xùn)練方法，其特征在于所述 的重心軌跡總長度反映了患者在減重狀態(tài)下，波浪方式平衡運(yùn)動時(shí)雙下肢用力中心的移動 軌跡的總長度，其值越大表明雙下肢用力中心偏移距離總和越長，患者平衡能力越差；重心 軌跡分為中心型、前后型、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(shù)可以協(xié)助判斷重心軌跡類型，從而進(jìn)一步診斷病情。重心軌跡總長度的計(jì)算方法為 式中，XpYi為每次采集的雙下肢用力中心偏移位置的坐標(biāo)，i = 0、1、2、3、4……N(i、N 為整數(shù))。
8.如權(quán)利要求1所述的背部支撐減重波浪方式平衡評定訓(xùn)練方法，其特征在于所述 的重心移動軌跡總面積反映了單位時(shí)間內(nèi)身體控制重心的穩(wěn)定性及平衡程度；數(shù)值越大， 反映穩(wěn)定性及平衡越差，如帕金森病患者和小腦共濟(jì)失調(diào)患者；單位時(shí)間內(nèi)重心移動軌跡 總面積的計(jì)算公式為 式中，XpYi為每次采集的雙下肢用力中心在兩個腳踏板范圍內(nèi)的投影偏移的位置的坐 標(biāo)，i = 0、1、2、3、4……N(i、N為整數(shù))；Tc為每次采集的時(shí)間。
9.如權(quán)利要求1所述的背部支撐減重波浪方式平衡評定訓(xùn)練方法，其特征在于所述 的重心落在離波浪中心線士5%、士5% 士 10%、士 10% 士20%、士20% 士/30%或 士30% 士50%區(qū)域內(nèi)的時(shí)間比由以下公式算出V1=^ 式中，Ii1為雙下肢用力中心在離波浪中心線士5%、士5% 士 10%、士 10% 士20%、 士20% 士30%或士30% 士50%區(qū)域范圍內(nèi)擺動的次數(shù)，N為選擇的測試時(shí)間內(nèi)采集的點(diǎn)數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種背部支撐減重狀態(tài)下，患者主動移動身體重心，使雙下肢用力中心沿波浪軌跡運(yùn)動時(shí)維持站立平衡能力的評估及訓(xùn)練方法。該方法通過一套背部支撐減重波浪方式平衡評定訓(xùn)練系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)硬件包括訓(xùn)練床、控制箱、主控計(jì)算機(jī)、患者用顯示裝置和主顯示屏；訓(xùn)練床的傾斜角度可以調(diào)節(jié)，訓(xùn)練床的一端設(shè)有左右腳踏板組件，左右腳踏板組件上分別設(shè)有足底壓力傳感裝置。本發(fā)明的訓(xùn)練方法軟件包括測試評估和功能訓(xùn)練兩部分，通過患者雙下肢用力，人體重心沿波浪軌跡運(yùn)動，維持站立平衡的能力進(jìn)行測試評估，獲取數(shù)據(jù)，有針對性地對患者進(jìn)行波浪方式的站立平衡訓(xùn)練，較普通站立平衡，增加了訓(xùn)練的趣味性，同時(shí)也提高了訓(xùn)練的難度。
文檔編號A61B5/11GK102038504SQ20091019735
公開日2011年5月4日 申請日期2009年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月19日
發(fā)明者劉寶林, 劉穎, 安美君, 徐秀林, 王紅梅, 胡秀枋, 趙展, 鄒任玲 申請人:上海理工大學(xué)