[发明专利]一种等速肌力多关节康复训练方法与系统

说明书

本发明公开了一种等速肌力多关节康复训练方法与系统，利用肢体主动带动动力组件中的输出杆旋转，进行肌力测试与训练；设定肢体的运动速度，顺时针方向的运动速度V1，逆时针方向的运动速度V2；同时设定肢体的运动范围，顺时针方向运动的最大位置P1，逆时针方向运动的最大位置P2；实时获取数据输出杆角度和减速箱转轴的力矩；计算肢体以及配件在水平位置的重力力矩；根据肢体的运动位置来设定电机的转动方向，通过对电机限速的实现肢体等速运动；通过电机输出力矩来抵消重力产生的力矩；计算得到肢体输出的力矩、角度、速度、运动方向的信息。本发明消除了肢体重力以及配件重力对测试结果的影响，显著提高等速肌力测试的准确性和可对比性。

技术领域

本发明涉及运动康复技术领域，具体为一种等速肌力多关节康复训练方法与系统。

背景技术

肌肉功能检查和评价是康复医学中最基本、最重要的内容之一。常用的肌肉功能检查包括等长肌力、等张肌力和等速肌力检查等。由于等速运动技术在肌肉功能测试上具有很好的准确性、可靠性和可重复性，在肌力训练上具有很好的安全性、高效性和合理性，故在体育训练及康复医学的临床实践和科学研究中有广泛的应用前景。

等速运动，又称可调节抗阻运动或恒定角速度运动，指利用专门设备，根据运动过程的肌力大小变化，相应调节外加阻力，使整个关节运动依预先设定速度运动，运动过程中肌肉用力仅使肌张力增高，力矩输出增加。等速运动能依肌力强弱、肌肉长度变化、力臂长短、疼痛疲惫等状况，提供适合其肌肉本身的最大阻力，且不会超过其负荷的极限。因此，等速运动具有相当高的效率与安全性。

等速设备的输出杆通过配件(连接件)与肢体进行连接，肢体主动用力以带动输出杆旋转，进行肌力测试与训练；

传统的等速肌力测试与训练设备存在以下缺点：第一、在等速肌力的测试过程中，没有考虑肢体重力以及配件重力对测试结果的影响；以膝关节屈伸运动为例，在伸展运动过程中，会受到肢体重力以及配件重力的制约，肢体输出的力量部分用于克服重力，导致等速设备测量到的力矩值实际上是肢体输出的力矩值减去重力产生的力矩值，即测量的力矩值小于肢体输出的力矩值；在屈曲运动过程中，会受到肢体重力以及配件重力的协助，导致等速设备测量到的力矩值实际上是肢体输出的力矩值加上重力产生的力矩值，即测量的力矩值大于肢体输出的力矩值；不同人之间的体重存在差异，相应地，肢体重力对测试数据的影响也不一样，导致不同人之间的肌力测试数据，无法进行客观的对比分析。第二、等速设备在临床应用中，肌力3～4级的患者因为受到配件重力的制约，很难进行关节全范围运动。以肩关节屈伸运动为例，手臂由垂直向下抬至垂直向上的过程中，当手臂运动至水平位置时，配件重力给手臂造成的负荷最大，肌力偏弱的患者很难继续向上伸展，无法完成关节全范围运动，影响肌力的训练效果，也不利于等速设备在临床上的应用与推广。若能将肢体重力以及配件重力的影响消除或者降至最低，便能大大提高肌力测试的准确性、可对比性，也有助于肌力3～4级，甚至2级的患者使用等速设备进行训练，以增强肌力力量，改善肢体运动功能，有利于等速设备在临床上的应用与推广。因此等速肌力多关节康复训练方法与系统。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

本发明一种等速肌力多关节康复训练方法，包括以下步骤，

步骤1、使肢体的运动轴心与动力组件中的电机的旋转轴心同轴对齐；利用肢体主动带动动力组件中的输出杆旋转，进行肌力测试与训练；

步骤2、设定肢体的运动速度，顺时针方向的运动速度V1，逆时针方向的运动速度V2；同时设定肢体的运动范围，顺时针方向运动的最大位置P1，逆时针方向运动的最大位置P2；

步骤3、实时获取数据输出杆角度和减速箱转轴的力矩；

步骤4、进行肢体称重，计算肢体以及配件在水平位置的重力力矩；

步骤5、根据肢体的运动位置来设定电机的转动方向，通过对电机限速的实现肢体等速运动；