[发明专利]储能式前置刚性支架截瘫助行外骨骼

说明书

技术领域

本发明涉及医疗人工骨骼领域，尤其涉及一种储能式前置刚性支架截瘫助行外骨骼。

背景技术

脊髓损伤常造成截瘫，使患者丧失站立及行走功能，而行走功能是维持肌肉、骨骼与心肺功能的基本条件。近年来，随着现代生物力学、生物医学工程的发展，截瘫助行外骨骼(即步行矫形器)被广泛使用，助行外骨骼的应用对截瘫患者的身心康复和预防并发症均有重要意义，使用助行外骨骼进行站立和步行能防止肌肉萎缩，以及痉挛的发生，增强心肺功能，减少骨质疏松等并发症。

截瘫助行外骨骼主要分为外动力驱动的动力截瘫助行外骨骼和无外动力驱动的无动力截瘫助行外骨骼两大类型。目前，国内临床上主要采用无外动力驱动的无动力截瘫助行外骨骼，有双侧膝踝关节的长腿支具(knee ankle foot orthosis，KAFO)、新型交互截瘫步行矫形器(Walkabout)、交互式截瘫步行矫形器(reciprocating gait orthosis，RGO)、改进交互式截瘫步行矫形器(advanced reciprocating gait orthosis，ARGO)。双侧膝踝关节的长腿支具只适用于损伤平面较低的患者。此后，医师将双侧膝踝关节的长腿支具延伸至腰部，形成髋膝踝长腿支具(hip knee ankle foot orthosis，HKAFO)，损伤平面较高的截瘫患者通过使用它可以获得站立平衡，但无法实现交互行走。新型交互截瘫步行矫形器由交互式铰链装置和双侧膝踝关节的长腿支具构成，交互式铰链装置安放在会阴部下方，连接双侧膝踝关节的长腿支具的内侧支条。新型交互截瘫步行矫形器根据钟摆原理设计而成，当患者穿戴新型交互截瘫步行矫形器行走，躯干向一侧倾斜、重心转移，使另一侧下肢离开地面，然后重心前移，完成迈腿动作。交互式截瘫步行矫形器则能够实现交替迈步行走，它在双侧膝踝关节的长腿支具的基础上增加一对髋关节，以及将左右两侧髋关节连接起来的背板和实现交替迈步的摇板。穿戴交互式截瘫步行矫形器行走时，患者以腰骶部金属半环为杠杆支撑点，腰背部束带为力点，一侧髋关节做过伸运动，通过髋关节后方的摇板的等长移动，带动另一侧的髋关节做屈曲运动，从而带动下肢向前移动。改进交互式截瘫步行矫形器与改进交互式截瘫步行矫形器行走原理相似，改进交互式截瘫步行矫形器将连接交互式截瘫步行矫形器左右两个髋关节的摇板改为一条钢索，另外，改进交互式截瘫步行矫形器膝关节增加了助伸气弹簧，帮助患者实现从坐位到站位的转换。

双侧膝踝关节的长腿支具和新型交互截瘫步行矫形器仅适用于脊髓损伤平面较低的截瘫患者，而对于损伤平面高的截瘫患者很难保持站立平衡；交互式截瘫步行矫形器和改进交互式截瘫步行矫形器可使患者产生交替的迈步，但因为其本身并不提供储能助力的功能，因此在使用交互式截瘫步行矫形器和改进交互式截瘫步行矫形器行走中需要消耗较多的能量，对患者的心肺功能要求较高。另外，由于交互式截瘫步行矫形器连接左右髋关节的背板、摇板和改进交互式截瘫步行矫形器连接左右髋关节的钢索均位于身体背部一侧，造成穿戴困难，无法独立完成。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种储能式前置刚性支架截瘫助行外骨骼，所述截瘫助行外骨骼易于患者穿戴、且降低体能消耗。

根据本发明实施例的一种储能式前置刚性支架截瘫助行外骨骼，包括：两个足托，每个所述足托均适于固定截瘫患者的足、踝和小腿；两个小腿支条，所述两个小腿支条分别连接在所述两个足托的上部；两个大腿支条，所述两个大腿支条分别与所述两个小腿支条通过可屈曲的膝关节相连；髋关节组件，所述髋关节组件包括刚性支架和连接在其两端的端部支架，所述端部支架的下端通过髋关节可枢转地连接至所述大腿支条的上端；以及储能组件，所述储能组件连接至所述端部支架和所述大腿支条之间以对储存或释放能量用于辅助所述截瘫患者的站姿和坐姿之间的切换。

根据本发明实施例的储能式前置刚性支架截瘫助行外骨骼，将腰部在矢状面做伸展运动的能量储存在连接腰部刚性支架和髋关节之间的储能元件里，向前摆腿时释放所述能量提供摆腿助力，降低利用截瘫助行外骨骼行走时的体能消耗。另外，根据本发明实施例的截瘫助行外骨骼还便于患者自行穿戴，使用简单且成本低。

根据本发明的一个实施例，所述储能式前置刚性支架截瘫助行外骨骼还包括：锁止板，所述锁止板设在所述端部支架的下端且适于锁止所述髋关节转动或释放所述髋关节。