專利名稱：可切換的關(guān)節(jié)約束系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種關(guān)節(jié)約束系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
半側(cè)癱瘓(偏癱)是神經(jīng)紊亂的最常見的癥狀之一。例如，在西
方國家中每年大約有180萬人經(jīng)受中風(fēng)的痛苦。他們的康復(fù)應(yīng)旨在使 受影響肢體的功能性使用的得以恢復(fù)，尤其使在日常生活的活動(dòng)中的 功能性使用得以恢復(fù)。受損肢體的使用是達(dá)到康復(fù)的成功的 一種有希 望的方法。不過，人們偏好不使用受損的肢體。常見的是人們單純地 遺忘使用受損的肢體。這就導(dǎo)致受損肢體情形的進(jìn)一步惡化。為了促 使受損肢體的使用，醫(yī)生們可將健康的肢體置于石膏模型內(nèi)或者用矯 正器對(duì)其進(jìn)行限制。雖然這種"約束性誘導(dǎo)療法，，(constraintinduced therapy, CIT)是一種非常嚴(yán)酷的方法，但可以獲得積極的效果。不過， 完全將一個(gè)肢體固定不動(dòng)抑制了患者要求進(jìn)行兩個(gè)肢體的活動(dòng)，如端 盤子的活動(dòng)。而且，患者可能會(huì)耗盡受損肢體的運(yùn)動(dòng)能力。
US 2006/0135883 Al公開了用于對(duì)信號(hào)的時(shí)間序列進(jìn)行處理的控 制系統(tǒng)和方法，這些信號(hào)與一種裝置的移動(dòng)相關(guān)聯(lián)，這種裝置與肢體 相關(guān)聯(lián)。例如通過自回歸濾波器(aotoregressive filter )將移動(dòng)信號(hào)的 時(shí)間序列過濾，并且與存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)集進(jìn)行比較，該數(shù)據(jù)集表示肢體移 動(dòng)事件和/或階段。在某些實(shí)例中，多個(gè)加速度儀基于在三個(gè)正交方向 和/或平面中的至少加速度測(cè)量而生成移動(dòng)信號(hào)的時(shí)間序列。這些加速 度測(cè)量可涉及人造肢體的移動(dòng)，如修復(fù)或矯正裝置。通過確定肢體移 動(dòng)的事件和/或階段，這種控制系統(tǒng)可觸發(fā)致動(dòng)器，以適當(dāng)?shù)卣{(diào)整一個(gè) 或多個(gè)修復(fù)或矯正關(guān)節(jié)。
不過，這種系統(tǒng)針對(duì)(如通過一種致動(dòng)器)主動(dòng)地使關(guān)節(jié)能夠移 動(dòng)，而不是將其阻止。而且，這種系統(tǒng)針對(duì)促進(jìn)肢體的移動(dòng)(如行走)， 而并不考慮更進(jìn)一步的情形。

發(fā)明內(nèi)容
4一種適于在約束性誘導(dǎo)療法中使用的關(guān)節(jié)約束系統(tǒng)，這種系統(tǒng)慮 及了變化的情形，在這些變化的情形中，需要使用兩個(gè)肢體，而同時(shí) 還希望在應(yīng)訓(xùn)練受損肢體時(shí)約束該關(guān)節(jié)的移動(dòng)。
為了更好地說明所涉及的相關(guān)事項(xiàng)，提出一種可切換的關(guān)節(jié)約束
系統(tǒng)，這種系統(tǒng)包4舌
至少一個(gè)移動(dòng)傳感器，
關(guān)節(jié)約束，這種關(guān)節(jié)約束可在移動(dòng)狀態(tài)與固定狀態(tài)之間切換， 處理單元，這種處理單元從該至少一個(gè)移動(dòng)傳感器接收信號(hào)，且 這種處理單元向該關(guān)節(jié)約束發(fā)出切換命令， 數(shù)據(jù)庫，這種數(shù)據(jù)庫與該處理單元通信，
其中，該數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)來自該至少一個(gè)移動(dòng)傳感器的分解成單個(gè)的 空間描述符和時(shí)間的數(shù)據(jù)，
該數(shù)據(jù)庫進(jìn)一步包括分解成單個(gè)的空間描述符和時(shí)間的比較數(shù)
據(jù)，
該比較數(shù)據(jù)被分配到至少一個(gè)預(yù)定的情形，
該處理單元將來自該至少一個(gè)移動(dòng)傳感器的數(shù)據(jù)與分配到該至少 一個(gè)預(yù)定情形的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，并且
該處理單元基于來自該至少一個(gè)位移傳感器的數(shù)據(jù)是否對(duì)應(yīng)于比 較數(shù)據(jù)而向該關(guān)節(jié)約束發(fā)出切換命令。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的部件的框圖，該圖示出了這些部件之 間的相互作用。
圖2示出了佩戴傳感器和關(guān)節(jié)約束的患者。
具體實(shí)施例方式
在詳細(xì)描述本發(fā)明之前，應(yīng)理解本發(fā)明并不僅限于所描述的這些 裝置的特定組成部分或所描述的方法的處理步驟，因?yàn)檫@些裝置和方 法可以變化。還應(yīng)理解，在本文中所使用的術(shù)語僅用于描述特定實(shí)施 例的目的，并且并不旨在進(jìn)行限制。必須注意，當(dāng)用在說明書和所附 的權(quán)利要求中時(shí)，除非在上下文中另有明確說明，單數(shù)形式"一"和 "該"包括單數(shù)和/或復(fù)數(shù)對(duì)象。在根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)中的單個(gè)空間描述符可以是適當(dāng)?shù)孛枋鋈鐐?感器的空間位置或肢體的取向的任何參數(shù)。例如，這些單個(gè)的空間描
述符可以是笛卡爾坐標(biāo)系(x，y，z)、歐拉角或四元數(shù)。
在根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)中的該至少 一個(gè)移動(dòng)傳感器可以是慣性傳感 器。慣性傳感器的分類包括如加速度儀、陀螺儀和磁強(qiáng)計(jì)。加速度儀 可能對(duì)地球的引力場(chǎng)靈敏，而陀螺儀可能對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)速率靈敏。
例如，加速度傳感器可檢測(cè)沿x軸、y軸和z軸的加速度。這種加 速度傳感器還有可能檢測(cè)角加速度，如在三個(gè)基本上正交的平面內(nèi)的 角加速度。移動(dòng)傳感器還有可能是一種組合傳感器，這種組合傳感器 組合如一個(gè)三維加速度4義、兩個(gè)二維陀螺儀和三個(gè)一維磁強(qiáng)計(jì)。該一 個(gè)或多個(gè)傳感器可位于使用根據(jù)本發(fā)明的關(guān)節(jié)約束系統(tǒng)的人身體上的 各種位置，如在臂上、腿上和/或軀干上。這些傳感器可記錄固定的肢 體的移動(dòng)以及受損肢體的移動(dòng)。
定來;且止肢體的移:?？蓪⑦@種關(guān)節(jié)約束可拆卸地按順序置于該關(guān)節(jié)
上，例如，以有助于衛(wèi)生護(hù)理方面的操作，例如對(duì)使用根據(jù)本發(fā)明系 統(tǒng)的人的清洗。在移動(dòng)狀態(tài)與固定狀態(tài)之間的切換可通過電氣操縱或 電子操縱進(jìn)行，在這種移動(dòng)狀態(tài)中可使用這種關(guān)節(jié)，且在這種固定狀 態(tài)中，這種關(guān)節(jié)不能夠被移動(dòng)，這樣就將肢體固定。
這種處理單元可包括用于對(duì)多個(gè)同時(shí)傳感器信號(hào)進(jìn)行處理的信號(hào) 濾波器。該處理單元可結(jié)合作為中央處理器的微處理器。該處理單元 從該至少一個(gè)移動(dòng)傳感器接收的這些信號(hào)可以是原始信號(hào)或經(jīng)過預(yù)處 理的信號(hào)。在任何情況下，該處理單元將來自該至少一個(gè)移動(dòng)傳感器 的數(shù)據(jù)分解成單個(gè)的空間描述符和時(shí)間。而且，該處理單元能夠向該 關(guān)節(jié)約束發(fā)出命令，這些命令使該關(guān)節(jié)約束采用移動(dòng)狀態(tài)或固定狀態(tài)。
該數(shù)據(jù)庫與該處理單元通信，即該處理單元能夠?qū)?shù)據(jù)讀入和寫 入該數(shù)據(jù)庫。
該數(shù)據(jù)庫已存儲(chǔ)了比較數(shù)據(jù)，即該數(shù)據(jù)庫已包括了比較數(shù)據(jù)。這 種比較數(shù)據(jù)具有與該處理單元寫入該數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)相同的結(jié)構(gòu)。這種 比較數(shù)據(jù)被分配給至少 一個(gè)預(yù)定的情形。這就意味著使在給定的時(shí)間 間隔內(nèi)通過一個(gè)或多個(gè)傳感器所提供的這些單個(gè)空間描述符的某種變 化與某種情形有關(guān)。例如，這些傳感器的坐標(biāo)的變化可表明佩戴根據(jù)本發(fā)明系統(tǒng)的人正在摔倒。另 一種情形可以是這個(gè)人在休息。
然后，這種處理單元將來自該至少一個(gè)移動(dòng)傳感器的數(shù)據(jù)與該數(shù) 據(jù)庫中的被分配給至少一種情形的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。這可通過對(duì)已寫入 該數(shù)據(jù)庫中的當(dāng)前數(shù)據(jù)與已存儲(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較來完成。作為這種比較 的結(jié)果，該處理單元在是否滿足某種情形的基礎(chǔ)上向該關(guān)節(jié)約束發(fā)出 切換命令。
例如，該處理單元可確定佩戴該系統(tǒng)的人是不活動(dòng)的并因此而發(fā) 出將該關(guān)節(jié)約束切換至移動(dòng)狀態(tài)的命令。另一個(gè)實(shí)例是該處理單元是 否確定佩戴該系統(tǒng)的人正在摔倒。在此情形中，通常還將該關(guān)節(jié)約束 切換至移動(dòng)狀態(tài)，以使正在摔倒的人可以使用目前的移動(dòng)肢體，以保 護(hù)自己不受傷。另一個(gè)實(shí)例是，該系統(tǒng)確定這個(gè)人在行走。受約束的 臂將被釋放以支撐平衡良好的步態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，該系統(tǒng)進(jìn)一步包括用于訪問來自該數(shù) 據(jù)庫的數(shù)據(jù)的用戶界面。利用這種用戶界面，醫(yī)務(wù)人員就可以看到該 固定的肢體以及該受損的肢體所經(jīng)歷的活動(dòng)量。可通過求該時(shí)間段內(nèi) 的來自這些傳感器的三維數(shù)據(jù)的積分來計(jì)算這種活動(dòng)。因此，該醫(yī)務(wù) 人員就能夠更準(zhǔn)確地估定與該受損肢體有關(guān)的情形。而且，可確立用 于該患者的活動(dòng)閾值。這描述了該受損肢體可以忍受的最大活動(dòng)量或 該固定肢體還應(yīng)經(jīng)歷的最小活動(dòng)量。若達(dá)到用于該受影響肢體的上活 動(dòng)閾值或用于受損肢體的下活動(dòng)閾值，則將該關(guān)節(jié)約束切換至移動(dòng)狀 態(tài)，以使該工作肢體可支撐該受影響的肢體。這就避免了受影響的拔 體的過分疲勞和該受損肢體的削弱。
根據(jù)本發(fā)明的另 一 個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，該系統(tǒng)進(jìn)一 步包括至少顯示至 少一個(gè)移動(dòng)傳感器的移動(dòng)或位置的系統(tǒng)狀態(tài)的顯示單元。這就提供了 向患者提供反饋的可能性。例如，可向該患者告知他是否已足夠長(zhǎng)時(shí) 間地使用了該受影響的肢體，以完成他的訓(xùn)練計(jì)劃。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，無線地傳輸從至少一個(gè)移動(dòng)傳 感器至該處理單元信號(hào)和/或從該處理單元至該可切換關(guān)節(jié)約束的命 令。例如，這種無線傳輸可通過多種商業(yè)上可得到的無線傳輸技術(shù)進(jìn)
行，如藍(lán)牙、紅外、WLAN (無線局域網(wǎng))等。還可4吏用專有協(xié)i義。 通過消除對(duì)電纜的需求，增加了患者使用的便利性以及安全性，這是 因?yàn)榛颊卟辉贂?huì)被這些電纜綷倒。
7根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，通過將電場(chǎng)應(yīng)用于電流變流體 或者將磁場(chǎng)應(yīng)用于磁流變流體來在移動(dòng)狀態(tài)與固定狀態(tài)之間切換該關(guān) 節(jié)約束。在流變流體中，這些微粒在暴露給適當(dāng)?shù)哪芰繄?chǎng)時(shí)對(duì)準(zhǔn)。當(dāng) 這種對(duì)準(zhǔn)發(fā)生時(shí)，這種流體流動(dòng)能力或切變能力被大大降低。 一種流 體類型回應(yīng)于電壓場(chǎng)(電流變流體)，且另一種類型回應(yīng)于磁場(chǎng)(磁 流變流體)。換言之，這些"智能流體"在電場(chǎng)或磁場(chǎng)出現(xiàn)時(shí)固化， 并且在除去這種場(chǎng)時(shí)再次液化。
可將這些流變流體封閉在柔軟的衣服內(nèi)并且佩戴在關(guān)節(jié)周圍，該 關(guān)節(jié)將被以一種類似于套嚢(Cliff)的方式固定。這些流體的使用是 有益的，因?yàn)闊o需體積龐大的或移動(dòng)的部件從移動(dòng)狀態(tài)至固定狀態(tài)切 換，從而允許重量輕且不顯眼的關(guān)節(jié)約束。而且，這些衣服慮及了患 者的關(guān)節(jié)周圍的良好配合，從而降低皮膚發(fā)炎的危險(xiǎn)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，通過一種膨脹套嚢使這種關(guān)節(jié) 約束在移動(dòng)狀態(tài)與固定狀態(tài)之間切換。在將空氣充到該關(guān)節(jié)周圍的腔 內(nèi)時(shí)，膨脹套嚢變硬。這就提供了低成本且低維護(hù)的關(guān)節(jié)約束。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，通過鎖定矯正器的關(guān)節(jié)使這種 關(guān)節(jié)約束在移動(dòng)狀態(tài)與固定狀態(tài)之間切換。矯正器提供對(duì)關(guān)節(jié)移動(dòng)的 良好控制，因?yàn)閷⑦@些矯正器牢固地附接到該肢體?？蓪⑦@些關(guān)節(jié)完 全鎖定、完全打開或僅打開以允許某種程度的移動(dòng)。在使用矯正器的 情況下，可按照任意角度將這些關(guān)節(jié)鎖定是有益的。在該關(guān)節(jié)僅允許 某種程度的自由度時(shí)，可將該固定的肢體足夠地固定，以迫使患者使 用受損的肢體，而在同時(shí)避免了由于長(zhǎng)時(shí)間的不使用所導(dǎo)致的該固定 肢體的無意間的硬化。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，該系統(tǒng)進(jìn)一步包括釋放單元， 該釋放，元在手，輸，之，將該關(guān)節(jié)約束^換至移動(dòng)狀態(tài)。這在患者
的動(dòng)作時(shí)是有益的。這些情形的實(shí)例包括日常動(dòng)作，如當(dāng)手或肘關(guān)節(jié) 被固定時(shí)將帶有旋擰式蓋子的罐打開。該釋放單元可采取開關(guān)的形式 或通過聲音控制打開。還可將這種釋放單元構(gòu)造成將該關(guān)節(jié)約束切換 至移動(dòng)狀態(tài)一段有限的時(shí)間，以避免受到患者的欺騙。而且，這種釋 放單元的使用可被記錄在該數(shù)據(jù)庫中。
根據(jù)本發(fā)明的另 一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，該系統(tǒng)進(jìn)一步包括選自 一個(gè)組的傳感器，該組包括肌電圖傳感器、皮膚排汗傳感器、脈搏傳感器、 血壓傳感器和/或血氧水平傳感器，而且這些傳感器進(jìn)一步為該處理單 元提供輸入。這些傳感器可提供關(guān)于該患者的狀態(tài)的其他信息。這些 傳感器可尤其與該患者的緊張狀態(tài)有關(guān)。例如，肌電圖傳感器提供與 肌肉的疲勞有關(guān)的信息。這在估定受損肢體是否過分疲勞以及應(yīng)受到 另一個(gè)肢體的支撐時(shí)有用。這同樣可適用于皮膚排汗傳感器，這些排 汗傳感器提供關(guān)于皮膚表面的導(dǎo)電性方面的信息，這種導(dǎo)電性根據(jù)由 緊張和疲勞所導(dǎo)致的排汗水平而發(fā)生變化?？蓪⒚}搏傳感器、血壓傳 感器和/或血氧水平傳感器整合在一個(gè)傳感器系統(tǒng)中，例如，可將這種 傳感器系統(tǒng)佩戴在指尖上，或者可用夾子附到耳垂上。這些傳感器用 于提供與該患者的循環(huán)系統(tǒng)有關(guān)的數(shù)據(jù)。來自前面所提及的所有的這 些傳感器的輸入由該處理單元使用，以更加精確地確定是否遇到預(yù)定 的情形。
本發(fā)明的另一個(gè)方面涉及一種在根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)中處理傳感器
信號(hào)的方法，這種方法包括以下步驟
a) 通過使該至少一個(gè)移動(dòng)傳感器處于預(yù)定位置并且寄存來自位于 該位置的該至少一個(gè)移動(dòng)傳感器的輸出信號(hào)來校準(zhǔn)該至少一個(gè)移動(dòng)傳 感器；
b) 收集移動(dòng)傳感器輸出信號(hào)；
c) 將該移動(dòng)傳感器輸出信號(hào)分配到該各自的至少一個(gè)移動(dòng)傳感器 的位置和移動(dòng)；
d) 將位置和移動(dòng)信號(hào)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中；
e) 將已存儲(chǔ)在預(yù)定的時(shí)幀內(nèi)的位置和移動(dòng)信號(hào)與該數(shù)據(jù)庫中的預(yù) 定的位置和移動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，這些預(yù)定的位置和移動(dòng)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)于預(yù) 定的情形；
f) 判定是否滿足預(yù)定的情形并且將該關(guān)節(jié)約束切換到在判定表中 所限定的用于該情形的適當(dāng)狀態(tài)。
在這種方法的步驟a)中，可要求用戶使自己處于某種姿勢(shì)。例如， 可要求該用戶站直并使兩個(gè)臂自由地沿著身體的側(cè)面懸著。這樣，該 系統(tǒng)就能夠使這些傳感器輸出信號(hào)與這些肢體的某種位置相互關(guān)聯(lián)并 繼而計(jì)算這些肢體的目前位置。
步驟b )描述了由這些移動(dòng)傳感器進(jìn)行的連續(xù)數(shù)據(jù)收集。在步驟c )中，將這些移動(dòng)傳感器輸出信號(hào)分配給傳感器的位置和移動(dòng)。這既可 在該傳感器本身內(nèi)也可在該系統(tǒng)的處理單元內(nèi)進(jìn)行。換言之，將這些 傳感器信號(hào)分解成單個(gè)的空間描述符和時(shí)間維度。然后將表示至少一
個(gè)傳感器的位置和移動(dòng)的這種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中，如在步驟d)中所 提及的那樣。
步驟e)包括將已存儲(chǔ)在該數(shù)據(jù)庫中的位置和移動(dòng)信號(hào)與分配給某 種情形的先前存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。這可由該系統(tǒng)的處理單元進(jìn)行。 若一個(gè)或多個(gè)傳感器在給定時(shí)間量?jī)?nèi)的空間坐標(biāo)的變化與先前所存儲(chǔ) 的數(shù)據(jù)的變化相匹配，則該系統(tǒng)發(fā)出命令以將該關(guān)節(jié)約束切換至適當(dāng) 的狀態(tài)。何時(shí)切換以及達(dá)到何種狀態(tài)在該數(shù)據(jù)庫中的確定表中限定， 如在步驟f)中所提及的那樣。例如，這種系統(tǒng)可判定這個(gè)人正在摔倒， 然后將該關(guān)節(jié)約束切換至移動(dòng)狀態(tài)，以使這個(gè)人使用這兩個(gè)肢體來避 免受傷。
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的器件的框圖，該框圖示出了這些 器件之間的相互作用。單個(gè)的器件是三個(gè)移動(dòng)傳感器la、 lb、 lc、顯 示單元6、中央處理器(CPU) 3、關(guān)節(jié)約束2、數(shù)據(jù)庫4以及用戶界 面5。這些傳感器la、 lb、 lc向CPU3提供輸入，該CPU 3將這種輸 入處理成帶有空間和時(shí)間坐標(biāo)的數(shù)據(jù)。這種數(shù)據(jù)連同比較數(shù)據(jù)一起被 存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫4中。然后CPU 3連續(xù)不斷地對(duì)這種傳感器數(shù)據(jù)與該比 較數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。在這種比較的基礎(chǔ)上，即在滿足預(yù)定的情形時(shí)，CPU 3命令關(guān)節(jié)約束2切換至移動(dòng)狀態(tài)或返回到固定狀態(tài)。存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫4 中的數(shù)據(jù)可由用戶通過用戶界面5觀察，該用戶如理療師或內(nèi)科醫(yī)生。 這些理療師或內(nèi)科醫(yī)生能夠觀察上面帶有傳感器的肢體的活動(dòng)并且設(shè) 置何時(shí)將該關(guān)節(jié)約束啟動(dòng)或不啟動(dòng)的閾值條件。而且，顯示單元6與 CPU 3連通。該顯示單元6能夠至少顯示該系統(tǒng)的至少一個(gè)傳感器1 的移動(dòng)或位置方面的狀態(tài)。例如，顯示單元6可顯示受損肢體或固定 的肢體是否在由移動(dòng)速度或移動(dòng)范圍所限定的目標(biāo)通路(target corridor)內(nèi)被正確地移動(dòng)。顯示單元6還可發(fā)出如指示肢體是否被足 夠地使用的音頻信號(hào)。
圖2示出了佩戴傳感器la、 lb、 lc和關(guān)節(jié)約束2的患者。該健康 的肢體以及有待在約束性誘導(dǎo)療法中固定的肢體在該肘關(guān)節(jié)周圍攜帶 兩個(gè)移動(dòng)傳感器la、 lb以及關(guān)節(jié)約束2。另一個(gè)移動(dòng)傳感器lc位于該患者的軀干周圍。第四個(gè)移動(dòng)傳感器ld位于受損的肢體上。這些傳感
器la、 lb、 lc、 ld和關(guān)節(jié)約束2與這種系統(tǒng)的其余部分無線接觸。
請(qǐng)的教導(dǎo)的互換方式和替代方式。正如本領(lǐng)域中熟練的技術(shù)人員會(huì)認(rèn) 識(shí)到的那樣，在并不背離所要求的本發(fā)明的精神和范圍的前提下，本 領(lǐng)域中技術(shù)人員可對(duì)本文中所描述的內(nèi)容進(jìn)行變化、修改或以其它方
式實(shí)施。因此，前面的描述僅作為示例，且并不旨在進(jìn)行限制。本發(fā) 明的范圍將在下面的權(quán)利要求書及其等同物中進(jìn)行限定。而且，在說 明書和權(quán)利要求書中所使用的附圖標(biāo)記并不對(duì)所要求的本發(fā)明的范圍 進(jìn)行限制。
權(quán)利要求
1. 一種可切換的關(guān)節(jié)約束系統(tǒng)，包括至少一個(gè)移動(dòng)傳感器(1)；關(guān)節(jié)約束(2)，所述關(guān)節(jié)約束(2)可在移動(dòng)狀態(tài)與固定狀態(tài)之間切換；處理單元(3)，所述處理單元(3)接收來自所述至少一個(gè)移動(dòng)傳感器(1)的信號(hào)并向所述關(guān)節(jié)約束(2)發(fā)出切換命令；數(shù)據(jù)庫(4)，所述數(shù)據(jù)庫(4)與所述處理單元(3)通信；其中，所述數(shù)據(jù)庫(4)儲(chǔ)存分解成單個(gè)的空間描述符和時(shí)間的來自所述至少一個(gè)移動(dòng)傳感器(1)的數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)庫(4)進(jìn)一步包括分解成單個(gè)的空間描述符和時(shí)間的比較數(shù)據(jù)，所述比較數(shù)據(jù)被分配到至少一個(gè)預(yù)定的情形，所述處理單元(3)將來自所述至少一個(gè)移動(dòng)傳感器的數(shù)據(jù)與分配到所述至少一個(gè)預(yù)定情形的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，并且所述處理單元(3)基于來自所述至少一個(gè)位移傳感器的數(shù)據(jù)是否對(duì)應(yīng)于比較數(shù)據(jù)而向所述關(guān)節(jié)約束(2)發(fā)出切換命令。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括用于訪問來自所述數(shù)據(jù)庫 (4)的數(shù)據(jù)的用戶接口 (5)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括顯示單元(6)，所述顯 示單元(6)顯示所述系統(tǒng)的至少一個(gè)位移傳感器(1)的至少移動(dòng)或 位置方面的狀態(tài)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，從至少一個(gè)移動(dòng)傳感器(l) 至所述處理單元(3)的信號(hào)和/或從所述處理單元(3)至所迷可切換 關(guān)節(jié)約束(2)的命令被無線地傳輸。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，通過將電場(chǎng)應(yīng)用于電流變 流體或者將磁場(chǎng)應(yīng)用于磁流變流體來在移動(dòng)狀態(tài)與固定狀態(tài)之間切換 所述關(guān)節(jié)約束(2)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，通過膨脹套嚢在移動(dòng)狀態(tài) 與固定狀態(tài)之間切換所述關(guān)節(jié)約束(2)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，通過鎖定矯正器的關(guān)節(jié)在 移動(dòng)狀態(tài)與固定狀態(tài)之間切換所述關(guān)節(jié)約束(2)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括釋放單元，所述釋放 單元在手動(dòng)輸入之后將所述關(guān)節(jié)約束(2)切換到移動(dòng)狀態(tài)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括選自以下的組的傳感 器，所述組包括肌電圖傳感器、皮膚排汗傳感器、脈搏傳感器、血壓 傳感器和/或血氧水平傳感器，其中，所述傳感器進(jìn)一步提供至所述處 理單元的輸入。
10. 用于在根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)中處理傳感器信號(hào)的方法，所 述方法包括以下步驟a) 通過使所述至少一個(gè)移動(dòng)傳感器(1 )處于預(yù)定位置并且寄存來 自位于所述位置的所述至少一個(gè)移動(dòng)傳感器(1)的輸出信號(hào)來校準(zhǔn)所 述至少一個(gè)移動(dòng)傳感器(1);b) 收集移動(dòng)傳感器輸出信號(hào)；c) 將所述移動(dòng)傳感器輸出信號(hào)分配到所述各自的至少一個(gè)移動(dòng)傳 感器的位置和移動(dòng)；d) 將位置和移動(dòng)信號(hào)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(4)中；e) 將已存儲(chǔ)在預(yù)定的時(shí)幀內(nèi)的位置和移動(dòng)信號(hào)與所述數(shù)據(jù)庫(4) 中的預(yù)定的位置和移動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，其中，所述預(yù)定的位置和移動(dòng) 數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)于預(yù)定的情形；f) 判定是否滿足預(yù)定的情形并且將所述關(guān)節(jié)約束(2)切換到在判 定表中限定的用于所述情形的適當(dāng)狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可切換的關(guān)節(jié)約束系統(tǒng)，這種系統(tǒng)包括至少一個(gè)移動(dòng)傳感器、可在移動(dòng)狀態(tài)與非移動(dòng)狀態(tài)之間切換的關(guān)節(jié)約束、信號(hào)處理單元和數(shù)據(jù)庫。將移動(dòng)傳感器信號(hào)與預(yù)定的情形進(jìn)行比較。根據(jù)是否滿足預(yù)定的情形來切換該關(guān)節(jié)約束。本發(fā)明進(jìn)一步涉及在這種系統(tǒng)中處理傳感器信號(hào)的方法。這種系統(tǒng)可用于支持用于如偏癱的治療的約束性誘導(dǎo)療法(CIT)。
文檔編號(hào)A61B5/103GK101522100SQ200780038171
公開日2009年9月2日 申請(qǐng)日期2007年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月13日
發(fā)明者E·G·J·M·邦杰斯, G·蘭弗曼, J·特夫魯格特, R·D·威爾曼 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司