專(zhuān)利名稱(chēng)：關(guān)節(jié)治療活動(dòng)的控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及與關(guān)節(jié)治療活動(dòng)和定位裝置一起使用的控制裝置，更具體地涉及通過(guò)分析判斷(interpretation)治療活動(dòng)裝置中的至少一個(gè)元件的變形來(lái)測(cè)定力的控制裝置，其中，所述力是裝置作用在病人上的力、病人作用在裝置上的力或者這兩種力的組合。
背景技術(shù)：
在受傷關(guān)節(jié)和周?chē)浗M織的康復(fù)和治療過(guò)程中使用治療活動(dòng)裝置是公知的。治療活動(dòng)裝置已經(jīng)與連續(xù)被動(dòng)運(yùn)動(dòng)(CPM)控制系統(tǒng)一起使用，以使關(guān)節(jié)在預(yù)定路徑上連續(xù)運(yùn)動(dòng)預(yù)定時(shí)間。一個(gè)替代方案包括靜態(tài)成套夾板療法和動(dòng)態(tài)成套夾板療法。
CPM和夾板療法可以通過(guò)關(guān)節(jié)相關(guān)的肢臂使關(guān)節(jié)移動(dòng)一個(gè)被動(dòng)控制的運(yùn)動(dòng)范圍，而不需要任何肌肉協(xié)調(diào)。主動(dòng)運(yùn)動(dòng)對(duì)受傷關(guān)節(jié)也是有益的，但是肌肉疲勞限制了病人能夠維持運(yùn)動(dòng)的時(shí)間長(zhǎng)度或位置，因此，給關(guān)節(jié)提供連續(xù)被動(dòng)活動(dòng)的裝置對(duì)于最佳康復(fù)結(jié)果是十分重要的。許多研究已經(jīng)證實(shí)了CPM和夾板療法加速康復(fù)和維持運(yùn)動(dòng)范圍的臨床療效。靜態(tài)漸進(jìn)夾板療法(Static Progressive Splinting)(SPS)和動(dòng)態(tài)夾板療法(Dynamic Splinting)(DS)對(duì)于關(guān)節(jié)周?chē)能浗M織的治療和塑形是可接受的，并且是有效的治療形式。SPS和DS已經(jīng)證明是有效的并且得到臨床研究的支持。CPM、SPS和DS是一個(gè)成功治療方案的完整組成部分。
但是，沒(méi)有一個(gè)現(xiàn)有技術(shù)裝置是能夠自動(dòng)進(jìn)行一個(gè)漸進(jìn)伸展和弛緩方案的裝置。即，沒(méi)有一個(gè)控制系統(tǒng)能夠用于病人的漸進(jìn)夾板療法，以操縱他們的肢臂到達(dá)端部運(yùn)動(dòng)范圍并保持在該位置。在病人松弛以及軟組織伸展之后，病人能夠繼續(xù)沿著相同行進(jìn)方向獲得更大活動(dòng)范圍(ROM)。以前這是通過(guò)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)夾板療法來(lái)完成的。

發(fā)明內(nèi)容
一種控制系統(tǒng)適合于與用于病人的治療活動(dòng)和夾板療法裝置一起使用。治療活動(dòng)裝置具有至少一個(gè)被檢測(cè)的元件。該控制系統(tǒng)包括如下步驟在第一方向上為裝置限定活動(dòng)范圍的第一最大限度；在第二方向上為裝置限定活動(dòng)范圍的第二最大限度；為裝置限定最大反向載荷(reverseon load)；監(jiān)測(cè)裝置至少一個(gè)元件上的反向載荷，包括監(jiān)測(cè)至少一個(gè)元件的變形并且分析判斷在病人和至少一個(gè)元件之間產(chǎn)生的載荷；第一移動(dòng)步驟，沿著第一行進(jìn)方向?qū)⒀b置移動(dòng)到由第一最大限度和最大反向載荷之一限定的第一位置；第二移動(dòng)步驟，沿著第二行進(jìn)方向?qū)⒀b置移動(dòng)到由第二最大限度和最大反向載荷之一限定的第二位置；以及重復(fù)第一和第二移動(dòng)步驟。
在本發(fā)明的另一方面，提供一種用于治療活動(dòng)裝置的控制系統(tǒng)的應(yīng)變儀托架。應(yīng)變儀包括托架和至少第一對(duì)應(yīng)變儀。托架用于安裝到治療活動(dòng)裝置的至少一個(gè)元件上。托架具有基部、頂部以及在基部和頂部之間延伸的第一和第二間隔開(kāi)的側(cè)壁。第一對(duì)應(yīng)變儀安裝到托架的第一側(cè)壁相對(duì)側(cè)上并且形成第一橋，從而通過(guò)監(jiān)測(cè)應(yīng)變儀、確定元件的變形以及分析判斷病人和元件之間產(chǎn)生的載荷來(lái)確定治療活動(dòng)裝置的至少一個(gè)元件的反向載荷。
在本發(fā)明的再另一方面，提供一種用于治療活動(dòng)裝置的控制系統(tǒng)的應(yīng)變儀托架。應(yīng)變儀包括用于安裝到治療活動(dòng)裝置的至少一個(gè)元件上的至少一對(duì)應(yīng)變儀。該至少一對(duì)應(yīng)變儀形成一個(gè)第一橋，從而通過(guò)監(jiān)測(cè)應(yīng)變儀、確定元件的變形以及分析判斷病人和元件之間產(chǎn)生的載荷來(lái)確定至少一個(gè)元件的反向載荷。
在通常的CPM模式中，活動(dòng)范圍(ROM)被限定，裝置在預(yù)定范圍內(nèi)運(yùn)行。相反，在漸進(jìn)伸展弛緩模式(PSR)中，一個(gè)限定的反向載荷力被施加到肢臂上，并且裝置尋求最大活動(dòng)范圍。整個(gè)活動(dòng)范圍內(nèi)靈敏的反向載荷力監(jiān)測(cè)在提供安全和有效的活動(dòng)方面是十分關(guān)鍵的。PSR將在順序步驟中逐漸地找到每個(gè)循環(huán)的最大活動(dòng)范圍。PSR依賴(lài)于病人的自然松弛反應(yīng)以及關(guān)節(jié)周?chē)能浗M織的可塑性。在漸進(jìn)夾板療法中，病人操縱他們的肢臂到達(dá)端部運(yùn)動(dòng)范圍并保持在該位置。在病人松弛以及軟組織伸展之后，病人能夠繼續(xù)沿著相同行進(jìn)方向以獲得更大ROM。裝置中的靈敏應(yīng)變儀將能夠監(jiān)測(cè)反向載荷(ROL)力以及病人和軟組織的松弛反應(yīng)，并在行進(jìn)方向上繼續(xù)進(jìn)行。PSR將順序地增大施加到肢臂上的載荷直到限定的最大安全載荷。裝置將驅(qū)動(dòng)肢臂通過(guò)其活動(dòng)范圍達(dá)到第一順序目標(biāo)ROL并監(jiān)測(cè)力，直到它松弛到第一順序目標(biāo)的預(yù)定值。如果目標(biāo)松弛載荷值在預(yù)定暫停時(shí)間之前達(dá)到，裝置將增大它的目標(biāo)順序ROL并繼續(xù)在行進(jìn)方向驅(qū)動(dòng)肢臂。裝置再一次監(jiān)測(cè)肢臂上的載荷并等待松弛反應(yīng)以增大順序目標(biāo)載荷。一旦達(dá)到最大順序目標(biāo)載荷，裝置沿著相反行進(jìn)方向重復(fù)該循環(huán)。如果在暫停時(shí)間內(nèi)沒(méi)有達(dá)到目標(biāo)順序載荷，裝置將改變行進(jìn)方向并繼續(xù)以第一目標(biāo)順序ROL進(jìn)行。如果病人抵制活動(dòng)或者施加比最大預(yù)定ROL更大的載荷到裝置上時(shí)，裝置將方向。
控制系統(tǒng)將允許治療活動(dòng)裝置以CPM或者PSR模式運(yùn)行。在PSR模式中，裝置的主要運(yùn)行參數(shù)是反向載荷(ROL)。在PSR模式中，最大安全ROM被編程以限定一個(gè)關(guān)節(jié)將經(jīng)歷的絕對(duì)ROM。從而一個(gè)安全有效的載荷被施加到關(guān)節(jié)上，以使關(guān)節(jié)經(jīng)歷每個(gè)循環(huán)的最大活動(dòng)范圍。PSR的目的是對(duì)特定關(guān)節(jié)加速達(dá)到ROM目標(biāo)。PSR代表了漸進(jìn)夾板療法的微處理器控制的機(jī)電實(shí)施例。漸進(jìn)夾板療法是通常與CPM一起使用的一種常見(jiàn)的有效治療方式。
在下面的描述中將對(duì)本發(fā)明的其它特征作進(jìn)一步描述。


以下將參照附圖通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述，其中圖1是與PSR裝置相比較的CPM裝置的活動(dòng)范圍相對(duì)于時(shí)間的示意圖，每個(gè)裝置分別使用了根據(jù)本發(fā)明的控制裝置；圖2是與本發(fā)明的控制系統(tǒng)一起使用的測(cè)力計(jì)托架的立體圖；圖3是圖2的測(cè)力計(jì)托架的側(cè)視圖；圖4是圖2的測(cè)力計(jì)托架的俯視圖；圖5是沿著圖3線5-5截取的剖視圖；圖6是沿著圖3線6-6截取的剖視圖；圖7是包括本發(fā)明控制系統(tǒng)的組合掌心向下旋轉(zhuǎn)/掌心向上旋轉(zhuǎn)和彎曲治療活動(dòng)裝置的立體圖；圖8是圖7的治療活動(dòng)裝置的掌心向下旋轉(zhuǎn)/掌心向上旋轉(zhuǎn)組件的主視圖，顯示帶有本發(fā)明的控制系統(tǒng)的測(cè)力計(jì)托架；圖9是采用本發(fā)明的控制系統(tǒng)的膝蓋治療活動(dòng)裝置的側(cè)視圖；
圖10是采用本發(fā)明的控制系統(tǒng)的肩部治療活動(dòng)裝置的側(cè)視圖；以及圖11是包括本發(fā)明控制系統(tǒng)的組合掌心向下旋轉(zhuǎn)/掌心向上旋轉(zhuǎn)和彎曲治療活動(dòng)裝置替代實(shí)施例的立體圖。
具體實(shí)施例方式
圖1顯示了與連續(xù)被動(dòng)運(yùn)動(dòng)模式(CPM)10相比較的漸進(jìn)夾板弛緩(PSR)模式12相對(duì)于時(shí)間的活動(dòng)范圍示意圖。從圖中可以看出，對(duì)于CPM模式，活動(dòng)范圍(ROM)被限定，并且裝置在限定的恒定范圍內(nèi)運(yùn)行。相反，在漸進(jìn)夾板弛緩模式(PSR)中，一個(gè)限定的載荷被施加到肢臂上，并且裝置尋求每個(gè)循環(huán)的最大活動(dòng)范圍。在PRS模式中，病人使他們的肢臂被操縱到達(dá)端部活動(dòng)范圍并保持在該位置。在病人松弛以及軟組織伸展之后，病人能夠繼續(xù)沿著相同行進(jìn)方向獲得更大ROM。
參看圖2-6，測(cè)力計(jì)托架以標(biāo)號(hào)14表示。測(cè)力計(jì)托架和安裝到其上的測(cè)力計(jì)設(shè)計(jì)成用于分析判斷施加到病人肢臂上的轉(zhuǎn)矩和力。六個(gè)測(cè)力計(jì)或應(yīng)變儀16、18、20、22、24和26安裝到托架14上。測(cè)力計(jì)設(shè)計(jì)成形成三個(gè)電橋。具體地，由測(cè)力計(jì)16和18形成第一電橋，測(cè)力計(jì)20和22形成第二電橋，測(cè)力計(jì)24和26形成第三電橋。
托架14包括基部28、頂部30、以及側(cè)部32和34。設(shè)置有凹口36和38以放大沿著側(cè)部32和34分布的力和轉(zhuǎn)矩，從而從應(yīng)變儀16、18、20、22、24和26獲得可預(yù)測(cè)的輸出結(jié)果。
采用上述托架的治療活動(dòng)裝置的示例在圖7中以標(biāo)號(hào)40表示。治療活動(dòng)裝置40包括上臂或近端肱部支撐件42、肘或彎曲致動(dòng)器組件42以及腕或掌心向下旋轉(zhuǎn)/掌心向上旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器組件46。這里所顯示的治療活動(dòng)裝置40構(gòu)成一個(gè)單獨(dú)的發(fā)明，它是一個(gè)沒(méi)有授權(quán)的申請(qǐng)，因此僅僅在涉及本發(fā)明的控制裝置時(shí)對(duì)它進(jìn)行簡(jiǎn)單地描述。
治療活動(dòng)裝置40通過(guò)塞繩裝置50與病人控制器48電連接。病人控制器48上的開(kāi)關(guān)52打開(kāi)和關(guān)閉裝置40。病人控制器48通過(guò)電纜56連接到電源54。病人控制器48包括充電電池并且能夠在與墻上插座連接或者不連接的情況下給裝置40供電。
近端肱部支撐件42和末端肱部支撐件62通過(guò)平行桿57和58剛性地固定到矯正裝置上?？烧{(diào)節(jié)支撐件60可伸縮地連接到平行桿57和58上，并且支撐著近端肱部護(hù)套42。
彎曲致動(dòng)器組件44包括致動(dòng)器66和68，它們的相對(duì)位置通過(guò)圓筒螺母64來(lái)調(diào)節(jié)，圓筒螺母64螺紋連接到所述致動(dòng)器上。轉(zhuǎn)動(dòng)的圓筒螺母64導(dǎo)致致動(dòng)器66和68相對(duì)彼此以平行方式移動(dòng)，但仍然位于同一軸線70上。致動(dòng)器66和68可滑動(dòng)地安裝到平行桿57和58上。平行桿57和58分別具有一個(gè)成角度的部分，使得當(dāng)致動(dòng)器66和68之間的距離增大時(shí)，軸線70與肱部護(hù)套42和62之間的距離也增大。這將適應(yīng)臂尺寸的差異，以便對(duì)齊。驅(qū)動(dòng)肘彎曲致動(dòng)器68和空轉(zhuǎn)肘致動(dòng)器66具有相應(yīng)的輸出旋轉(zhuǎn)軸72和74。輸出軸72和74以與矯正解剖學(xué)肘軸線70同軸的方式轉(zhuǎn)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)拉桿76和78可樞轉(zhuǎn)地連接到輸出軸72和74上并且繞著軸線80和82樞轉(zhuǎn)。驅(qū)動(dòng)拉桿76和78在它們的末端相互連接并且具有同一樞軸84。樞軸84校正病人的外翻提攜角的變化以及在肘致動(dòng)器之間的可調(diào)節(jié)距離。兩個(gè)平行桿86和88合適地固定到樞軸84上。
掌心向下旋轉(zhuǎn)/掌心向上旋轉(zhuǎn)組件包括可滑動(dòng)地安裝到桿86和88上的殼體90。螺旋機(jī)構(gòu)92和94安裝到環(huán)96的內(nèi)側(cè)。軟物品98和100可樞轉(zhuǎn)地安裝到螺旋機(jī)構(gòu)92和94上，并且能夠被調(diào)節(jié)以適應(yīng)病人末端的橈骨和尺骨尺寸的變化以及沿著掌心向下旋轉(zhuǎn)/掌心向上旋轉(zhuǎn)軸線71使病人的肢臂居中。環(huán)96具有一個(gè)中心并且該中心與掌心向下旋轉(zhuǎn)/掌心向上旋轉(zhuǎn)軸線71同心。環(huán)96可滑動(dòng)地安裝在殼體90上。外部驅(qū)動(dòng)帶102使環(huán)96相對(duì)于殼體90以旋轉(zhuǎn)方式運(yùn)動(dòng)。
托架14的基部28合適地固定到殼體90上，如圖8所示。環(huán)96機(jī)械地連接到托架14的頂部30上并且機(jī)械地隔離。殼體90具有顯示在圖8中的間隔103，以使殼體90的基部與殼體90的頂部通過(guò)托架14機(jī)械地隔離。測(cè)力計(jì)托架的側(cè)部設(shè)計(jì)成在康復(fù)過(guò)程中能夠?qū)@個(gè)方向的載荷可預(yù)測(cè)地作出反應(yīng)并且與所經(jīng)歷的載荷成比例地調(diào)節(jié)。
在PSR模式中，該裝置將依次地增大施加到肢臂上的ROL直到限定的最大安全載荷。該裝置將驅(qū)動(dòng)肢臂通過(guò)其活動(dòng)范圍達(dá)到第一順序目標(biāo)ROL并監(jiān)測(cè)載荷，直到它松弛到第一順序目標(biāo)的預(yù)定值。如果目標(biāo)松弛載荷值在預(yù)定暫停時(shí)間之前達(dá)到，裝置將增大它的目標(biāo)順序ROL并繼續(xù)在行進(jìn)方向驅(qū)動(dòng)肢臂。裝置再一次監(jiān)測(cè)肢臂上的載荷并等待松弛反應(yīng)以增大順序目標(biāo)載荷。一旦達(dá)到最大順序目標(biāo)載荷，裝置沿著相反行進(jìn)方向重復(fù)該循環(huán)。如果在暫停時(shí)間內(nèi)沒(méi)有達(dá)到目標(biāo)順序ROL，裝置將改變行進(jìn)方向并繼續(xù)以第一目標(biāo)順序載荷進(jìn)行。
力通過(guò)第二電橋(測(cè)力計(jì)22和24)以及第三電橋(測(cè)力計(jì)26和20)以簡(jiǎn)單形式分析判斷。通過(guò)監(jiān)測(cè)第二和第三電橋之間的差別分析判斷轉(zhuǎn)矩。當(dāng)裝置和肢臂的位置在整個(gè)活動(dòng)范圍內(nèi)變化時(shí)，由于重力的不同作用，第一電橋(16和18)被監(jiān)測(cè)以校正裝置位置的變化。
一種在肘的整個(gè)活動(dòng)范圍內(nèi)在肘關(guān)節(jié)處形成內(nèi)脫位(distraction)的方法可以增加到現(xiàn)有裝置的矯正中。一個(gè)單一的可調(diào)節(jié)的抗拉部件102可以固定在掌心向下旋轉(zhuǎn)/掌心向上旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器的殼體90和平行桿86，88之間。當(dāng)肘行進(jìn)通過(guò)其活動(dòng)范圍時(shí)，抗拉部件101可以在轉(zhuǎn)矩沒(méi)有變化的情況下釋放連續(xù)的內(nèi)脫位。通過(guò)使抗拉部件101的近端部分連接到掌心向下旋轉(zhuǎn)/掌心向上旋轉(zhuǎn)殼體90上、其末端部分連接到裝置端部，當(dāng)裝置掌心向下旋轉(zhuǎn)/掌心向上旋轉(zhuǎn)固定方法被確定時(shí)，肘將經(jīng)歷內(nèi)脫位。肘通過(guò)帶63和43相對(duì)于軸線70以及肱部護(hù)套42和62被保持在位。
通過(guò)將加壓部件放置在掌心向下旋轉(zhuǎn)/掌心向上旋轉(zhuǎn)殼體90的近端可以取得相同結(jié)果，其中，加壓部件近端部分被沿著平行桿86，88固定，所述加壓部件的末端推壓掌心向下旋轉(zhuǎn)/掌心向上旋轉(zhuǎn)殼體90的近端部分。
在使用時(shí)，上述裝置可以PSR模式使用，其中，裝置在順序步驟中漸進(jìn)地尋找每個(gè)循環(huán)的最大活動(dòng)范圍。PSR依賴(lài)于病人的自然松弛反應(yīng)以及關(guān)節(jié)周?chē)能浗M織的可塑性。在漸進(jìn)夾板療法中，病人操縱他們的肢臂到達(dá)端部運(yùn)動(dòng)范圍并保持在該位置。在病人松弛以及軟組織伸展之后，病人能夠繼續(xù)沿著相同行進(jìn)方向以獲得更大ROM。裝置中的應(yīng)變儀將能夠監(jiān)測(cè)病人和軟組織的松弛反應(yīng)并在行進(jìn)方向上繼續(xù)進(jìn)行。PSR將順序地增大施加到肢臂上的載荷直到限定的最大安全載荷。裝置將驅(qū)動(dòng)肢臂通過(guò)其活動(dòng)范圍達(dá)到第一順序目標(biāo)ROL并監(jiān)測(cè)ROL，直到它松弛到第一順序目標(biāo)的預(yù)定值。如果目標(biāo)松弛載荷值在預(yù)定暫停時(shí)間之前達(dá)到，裝置將增大它的目標(biāo)順序ROL并繼續(xù)在行進(jìn)方向驅(qū)動(dòng)肢臂。裝置再一次監(jiān)測(cè)肢臂上的載荷并等待松弛反應(yīng)以增大順序目標(biāo)載荷。一旦達(dá)到最大順序目標(biāo)載荷，裝置沿著相反行進(jìn)方向重復(fù)該循環(huán)。如果在暫停時(shí)間內(nèi)沒(méi)有達(dá)到目標(biāo)順序載荷，裝置將改變行進(jìn)方向并繼續(xù)以第一目標(biāo)順序ROL進(jìn)行。以上描述公開(kāi)了力和轉(zhuǎn)矩在其中被監(jiān)測(cè)的控制系統(tǒng)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解的是，該系統(tǒng)不局限于僅僅監(jiān)測(cè)力或者轉(zhuǎn)矩。因此，上述控制系統(tǒng)可用于控制和分析判斷由治療活動(dòng)裝置產(chǎn)生并給予病人的力，從而該控制系統(tǒng)可以監(jiān)測(cè)固定到這種裝置上的一個(gè)元件的變形。
力的分析判斷和控制能夠以單一或多種平面布局、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或旋轉(zhuǎn)和平面運(yùn)動(dòng)組合方式被監(jiān)測(cè)?？刂坪头治雠袛嗫梢允且粋€(gè)元件的不連續(xù)變形的結(jié)果，以分析判斷力或者幾個(gè)元件的組合變形。力的控制和分析判斷也可以是監(jiān)測(cè)元件在多個(gè)位置的變形的結(jié)果。
單平面的運(yùn)動(dòng)的代表是膝蓋、腕關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié)、脊骨、趾、臀部、肩部和肘的運(yùn)動(dòng)。所有這些關(guān)節(jié)能夠進(jìn)行單平面運(yùn)動(dòng)。分析判斷和控制涉及單平面運(yùn)動(dòng)的力的方法可以通過(guò)將解剖學(xué)特征或肢臂固定并支撐在關(guān)節(jié)末端和近端部分上以最簡(jiǎn)單的方式來(lái)完成。用于末端或近端部分的支撐結(jié)構(gòu)之一被機(jī)械地隔離。用于分析判斷和控制給予關(guān)節(jié)的力的元件變形部分被機(jī)械地隔離、并且獨(dú)立地將近端或末端支撐結(jié)構(gòu)連接到將力給予肢臂的裝置上。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解的是，相對(duì)于病人/裝置界面的力也可以在沒(méi)有機(jī)械隔離的情況下存在，但這將導(dǎo)致對(duì)相互作用力粗略的監(jiān)測(cè)。
圖9顯示了單平面運(yùn)動(dòng)裝置的示例，并以標(biāo)號(hào)110表示。裝置110用在腿112上，該裝置包括末端支撐件114和近端支撐件116。這些支撐件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)以箭頭118表示。機(jī)械地隔離的元件以標(biāo)號(hào)120表示。
轉(zhuǎn)矩或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的代表是但不局限于肩部、前臂和臀部。應(yīng)注意的是，大多數(shù)單平面運(yùn)動(dòng)繞著單一軸線進(jìn)行并可認(rèn)為是轉(zhuǎn)矩，盡管通常被認(rèn)為是平面對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。在施加轉(zhuǎn)矩時(shí)，與單平面運(yùn)動(dòng)中同樣的原理也適用。被視為監(jiān)測(cè)變形或分析判斷和控制轉(zhuǎn)矩的元件應(yīng)當(dāng)機(jī)械地隔離并且負(fù)責(zé)在裝置的近端和末端部分之間傳送轉(zhuǎn)矩。單一或多個(gè)元件可用于分析判斷和控制轉(zhuǎn)矩，或者多個(gè)元件可在多個(gè)位置被監(jiān)測(cè)。
圖10顯示了旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)裝置的示例，并以標(biāo)號(hào)122表示。裝置122用在臂124上，該裝置包括末端支撐件126和近端支撐件128。機(jī)械地隔離的元件以標(biāo)號(hào)130表示。
圖11顯示了組合掌心向下旋轉(zhuǎn)/掌心向上旋轉(zhuǎn)和彎曲治療活動(dòng)裝置替代實(shí)施例，并以標(biāo)號(hào)140表示。裝置140與圖7和8中所示裝置類(lèi)似。裝置140包括掌心向下旋轉(zhuǎn)/掌心向上旋轉(zhuǎn)組件142，它類(lèi)似于上述裝置40中的掌心向下旋轉(zhuǎn)/掌心向上旋轉(zhuǎn)組件。但是，彎曲致動(dòng)器組件144略微不同于裝置40中的彎曲致動(dòng)器組件。彎曲致動(dòng)器組件144包括矯正拉桿146，并在150處可樞轉(zhuǎn)地連接到致動(dòng)器148上，而且可繞著肘彎曲旋轉(zhuǎn)軸線152樞轉(zhuǎn)。矯正拉桿146的樞轉(zhuǎn)點(diǎn)150與肘樞轉(zhuǎn)軸線134同軸。矯正拉桿130在一端可樞轉(zhuǎn)地致動(dòng)器148上。矯正拉桿146的末端連接到外翻樞軸154上。掌心向下旋轉(zhuǎn)/掌心向上旋轉(zhuǎn)組件142通過(guò)桿156安裝到外翻樞軸154上。與裝置40一樣，測(cè)力計(jì)設(shè)置在掌心向下旋轉(zhuǎn)/掌心向上旋轉(zhuǎn)組件142中。
對(duì)于所有這些治療活動(dòng)和夾板療法裝置，重要的是使裝置合適地定位，以使病人的關(guān)節(jié)與治療活動(dòng)裝置上的樞轉(zhuǎn)點(diǎn)對(duì)齊。
應(yīng)當(dāng)理解的是，以上僅僅是通過(guò)示例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述。在不脫離本發(fā)明權(quán)利要求所限定的范圍的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可對(duì)本發(fā)明進(jìn)行多種修改，這些修改也應(yīng)包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種與用于病人的治療活動(dòng)和夾板療法裝置一起使用的控制系統(tǒng)，所述裝置具有至少一個(gè)元件，控制系統(tǒng)包括如下步驟在第一方向上為裝置限定活動(dòng)范圍的第一最大限度；在第二方向上為裝置限定活動(dòng)范圍的第二最大限度；為裝置限定最大反向載荷；監(jiān)測(cè)裝置至少一個(gè)元件上的反向載荷，包括監(jiān)測(cè)至少一個(gè)元件的變形并且分析判斷在病人和所述至少一個(gè)元件之間產(chǎn)生的載荷；第一移動(dòng)步驟，沿著第一行進(jìn)方向?qū)⒀b置移動(dòng)到由第一最大限度和最大反向載荷之一限定的第一位置；第二移動(dòng)步驟，沿著第二行進(jìn)方向?qū)⒀b置移動(dòng)到由第二最大限度和最大反向載荷之一限定的第二位置；以及重復(fù)第一和第二移動(dòng)步驟。
2.如權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，第一移動(dòng)步驟還包括在第一位置暫停預(yù)定時(shí)間，第二移動(dòng)步驟還包括在第二位置暫停預(yù)定時(shí)間。
3.如權(quán)利要求2所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，第一移動(dòng)步驟還包括沿著第一方向?qū)⒀b置移動(dòng)到由第一最大限度和最大反向載荷之一限定的一個(gè)延伸的第一位置，第二移動(dòng)步驟還包括沿著第二方向?qū)⒀b置移動(dòng)到由第二最大限度和最大反向載荷之一限定的一個(gè)延伸的第二位置。
4.如權(quán)利要求3所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，第一移動(dòng)步驟和第二移動(dòng)步驟包括順序地移動(dòng)裝置并暫停預(yù)定次數(shù)。
5.如上述任一權(quán)利要求所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括監(jiān)測(cè)裝置的多個(gè)元件變形的步驟。
6.如上述任一權(quán)利要求所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，被監(jiān)測(cè)的載荷是轉(zhuǎn)矩。
7.如權(quán)利要求1-5任一所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，被監(jiān)測(cè)的載荷是力。
8.如權(quán)利要求1-5任一所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，被監(jiān)測(cè)的載荷是力和轉(zhuǎn)矩。
9.如上述任一權(quán)利要求所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括調(diào)節(jié)被監(jiān)測(cè)的載荷以校正裝置位置的變化的步驟。
10.如上述任一權(quán)利要求所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，采用應(yīng)變儀托架來(lái)監(jiān)測(cè)載荷，所述應(yīng)變儀托架具有基部、頂部以及在基部和頂部之間延伸的第一和第二間隔開(kāi)的側(cè)壁，第一對(duì)應(yīng)變儀以及第二對(duì)應(yīng)變儀；所述第一對(duì)應(yīng)變儀安裝到第一側(cè)壁相對(duì)側(cè)上并且形成第一橋，所述第二對(duì)應(yīng)變儀安裝到第二側(cè)壁相對(duì)側(cè)上并且形成第二橋，其中，通過(guò)分析判斷第一和第二橋以確定力以及分析判斷第一和第二橋之間的差別以確定轉(zhuǎn)矩來(lái)監(jiān)測(cè)載荷。
11.如權(quán)利要求10所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，托架還包括第三對(duì)應(yīng)變儀，其中一個(gè)安裝到第一側(cè)壁的一側(cè)上，另一個(gè)安裝到第二側(cè)壁的相對(duì)側(cè)上，從而形成第三橋，其中，通過(guò)進(jìn)一步分析判斷第三橋并且調(diào)節(jié)載荷以校正裝置的位置來(lái)監(jiān)測(cè)載荷。
12.一種用于治療活動(dòng)裝置的控制系統(tǒng)的應(yīng)變儀托架，包括用于安裝到治療活動(dòng)裝置的至少一個(gè)元件上的托架，所述托架具有基部、頂部以及在基部和頂部之間延伸的第一和第二間隔開(kāi)的側(cè)壁；以及安裝到第一側(cè)壁相對(duì)側(cè)上并且形成第一橋的第一對(duì)應(yīng)變儀，從而通過(guò)監(jiān)測(cè)應(yīng)變儀、確定元件的變形以及分析判斷病人和元件之間產(chǎn)生的載荷來(lái)確定治療活動(dòng)裝置的至少一個(gè)元件的反向載荷。
13.如權(quán)利要求12所述的應(yīng)變儀托架，其特征在于，還包括安裝到第二側(cè)壁相對(duì)側(cè)上并且形成第二橋的第二對(duì)應(yīng)變儀。
14.如權(quán)利要求13所述的應(yīng)變儀托架，其特征在于，還包括第三對(duì)應(yīng)變儀，其中一個(gè)安裝到第一側(cè)壁的一側(cè)上，另一個(gè)安裝到第二側(cè)壁的相對(duì)側(cè)上，從而形成第三橋。
15.一種用于治療活動(dòng)裝置的控制系統(tǒng)的應(yīng)變儀托架，包括用于安裝到治療活動(dòng)裝置的至少一個(gè)元件上的至少一對(duì)應(yīng)變儀，該至少一對(duì)應(yīng)變儀形成一個(gè)第一橋，從而通過(guò)監(jiān)測(cè)應(yīng)變儀、確定元件的變形以及分析判斷病人和元件之間產(chǎn)生的載荷來(lái)確定至少一個(gè)元件的反向載荷。
全文摘要
一種與用于病人的治療活動(dòng)和夾板療法裝置一起使用的控制系統(tǒng)，所述裝置具有至少一個(gè)被監(jiān)測(cè)的元件?？刂葡到y(tǒng)包括如下步驟限定活動(dòng)范圍；限定最大反向載荷；監(jiān)測(cè)反向載荷并移動(dòng)裝置通過(guò)其活動(dòng)范圍。分別限定沿第一和第二方向的活動(dòng)范圍的第一和第二最大限度。最大反向載荷被限定和監(jiān)測(cè)，從而監(jiān)測(cè)至少一個(gè)元件的變形并分析判斷所產(chǎn)生的載荷。裝置在分別由第一最大限度和最大反向載荷之一限定的第一位置與第二最大限度和最大反向載荷之一限定的第二位置之間循環(huán)。
文檔編號(hào)A61H1/02GK1446070SQ01806607
公開(kāi)日2003年10月1日 申請(qǐng)日期2001年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月14日
發(fā)明者亞歷山大·G·所羅門(mén), 杰弗里·J·庫(kù)爾哈內(nèi), 丹尼爾·E·C·科特雷爾 申請(qǐng)人:矯正康復(fù)有限公司