張曉玲，阮俊勇

腦卒中患者四肢康復(fù)訓(xùn)練器的設(shè)計(jì)

張曉玲，阮俊勇

目的：設(shè)計(jì)一種適合在康復(fù)中心和家庭中進(jìn)行四肢康復(fù)訓(xùn)練的器械。方法：四肢康復(fù)訓(xùn)練器主要由底座立柱、電動機(jī)控制、傳動負(fù)荷、患者座椅、上肢傳動和下肢傳動6個部分組成。使用時可分別通過自主用力轉(zhuǎn)動手搖把手（蹬踏腳蹬）或通過電動機(jī)驅(qū)動手搖把手（腳蹬）轉(zhuǎn)動，使患者的上（下）肢隨手搖把手（腳蹬）做持續(xù)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，從而實(shí)現(xiàn)主被動模式下的上（下）肢康復(fù)訓(xùn)練。結(jié)果：該訓(xùn)練器可使腦卒中患者在進(jìn)行四肢肌肉訓(xùn)練的同時，不斷增強(qiáng)肢體運(yùn)動的協(xié)調(diào)性，加快肢體康復(fù)的進(jìn)程。結(jié)論：該訓(xùn)練器結(jié)構(gòu)簡單、移動方便、成本較低，可在多種場合進(jìn)行腦卒中后的康復(fù)訓(xùn)練。

腦卒中；四肢康復(fù)訓(xùn)練器；主動訓(xùn)練；被動訓(xùn)練

0 引言

腦卒中是腦中風(fēng)的學(xué)名，它是一種突然發(fā)病的腦部血液循環(huán)障礙性疾病，又叫腦血管意外。腦卒中在我國中老年人群中發(fā)病率較高，具有高死亡率、高致殘率、高經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)的特點(diǎn)。近年來，由于生活方式和工作壓力的影響，其發(fā)病年齡有向年輕化方向發(fā)展的趨勢[1]。目前，在我國由于受住院時間、住院費(fèi)用、醫(yī)療條件及康復(fù)知識普及等方面的限制，腦卒中急性期治療后堅(jiān)持留在醫(yī)院或到社區(qū)康復(fù)中心進(jìn)行康復(fù)治療的患者人數(shù)有限，有的甚至放棄早期的康復(fù)訓(xùn)練和治療。由于康復(fù)治療是一個長期反復(fù)和循序漸進(jìn)的過程，如果腦卒中患者出院后得不到及時的、系統(tǒng)的、科學(xué)的康復(fù)治療，將會留下終生的肢體功能障礙和其他后遺癥，給患者帶來很大的痛苦，也給患者家庭增加沉重的負(fù)擔(dān)[2]。運(yùn)動療法是腦卒中偏癱患者進(jìn)行肢體康復(fù)訓(xùn)練的一個重要手段，目的在于促進(jìn)患者肢體的血液循環(huán)，增加肢體關(guān)節(jié)的活動范圍，改善運(yùn)動的平衡協(xié)調(diào)，使患者能夠回歸社會，融入家庭生活[3]。四肢康復(fù)訓(xùn)練器的設(shè)計(jì)解決了目前市場上流行的肢體康復(fù)訓(xùn)練器械存在的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜、成本高、移動不便、使用場所受限等技術(shù)問題，是一款適合在社區(qū)和家庭中對腦卒中患者進(jìn)行肢體訓(xùn)練的康復(fù)器械。

1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

腦卒中患者四肢康復(fù)訓(xùn)練器主要由底座立柱、電動機(jī)控制、傳動負(fù)荷、患者座椅、上肢傳動、下肢傳動6個部分組成[4]（如圖1所示）。

1.1 底座立柱

底座立柱主要包括底板、安裝架、定位孔、定位銷、萬向輪和立柱，用于整個訓(xùn)練器的支撐、固定和移動。

1.2 電動機(jī)控制

電動機(jī)控制主要包括伺服電動機(jī)、傳動軸、傳動鏈輪、調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)軸、調(diào)節(jié)鏈輪、橫桿、花籃螺栓等。伺服電動機(jī)通過驅(qū)動傳動軸、傳動鏈輪、調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)軸和調(diào)節(jié)鏈輪構(gòu)成機(jī)械傳動組合，分別帶動腳動鏈輪和手動鏈輪轉(zhuǎn)動，控制腳蹬和手搖把手隨之轉(zhuǎn)動，從而使患者的四肢得到鍛煉。這個機(jī)械傳動組合采用的是鏈條傳動方式，具有結(jié)構(gòu)緊密、工作可靠、效率高、壽命長、成本低的特點(diǎn)。為實(shí)現(xiàn)傳動鏈輪和手動鏈輪之間的穩(wěn)定傳動，在2個立柱之間安裝調(diào)節(jié)滑塊。通過花籃螺栓可調(diào)整調(diào)節(jié)鏈輪的位置，使鏈條平穩(wěn)傳動。

圖1 腦卒中患者四肢康復(fù)訓(xùn)練器結(jié)構(gòu)示意圖

1.3 傳動負(fù)荷

傳動負(fù)荷主要包括摩擦盤、阻尼滑塊、橡膠塊、螺桿和調(diào)節(jié)螺母等。其原理是通過調(diào)節(jié)阻尼滑塊外側(cè)的螺母，來改變2個阻尼滑塊的間距，控制橡膠塊與摩擦盤的接觸程度，來改變傳動軸和傳動鏈輪負(fù)荷的大小，增加或降低患者肢體訓(xùn)練的強(qiáng)度，以滿足不同康復(fù)階段患者的訓(xùn)練需求。

1.4 患者座椅

患者座椅主要包括座板、靠背、升降裝置、調(diào)節(jié)手柄、手臂托板、手推扶手等。利用調(diào)節(jié)手柄控制升降裝置上下移動，改變患者訓(xùn)練用座椅的高低，以適合不同身高的康復(fù)患者進(jìn)行肢體康復(fù)訓(xùn)練。陪護(hù)人員可通過手推扶手，移動康復(fù)患者在不同場合進(jìn)行訓(xùn)練。

1.5 上肢傳動

上肢傳動主要包括手動轉(zhuǎn)軸、手動鏈輪和手搖把手?；颊呖煞謩e通過自主用力轉(zhuǎn)動手搖把手或通過電動機(jī)驅(qū)動手搖把手轉(zhuǎn)動，使患者的上肢隨手搖把手做持續(xù)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，從而實(shí)現(xiàn)主被動模式下的上肢康復(fù)訓(xùn)練。

1.6 下肢傳動

下肢傳動主要包括腳動轉(zhuǎn)軸、腳動鏈輪、腳蹬架和腳蹬?；颊呖煞謩e通過用力蹬踏腳蹬或通過電動機(jī)驅(qū)動腳蹬轉(zhuǎn)動，使患者的下肢隨腳蹬做持續(xù)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，從而實(shí)現(xiàn)主被動模式下的下肢康復(fù)訓(xùn)練[5]。

2 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

腦卒中患者四肢康復(fù)訓(xùn)練器具有以下結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：

（1）訓(xùn)練時，為保證患者的安全，必須將定位銷插入安裝架和萬向輪輪轂的插孔中鎖定萬向輪，以固定康復(fù)訓(xùn)練器。移動時，陪護(hù)人員需先將定位銷從輪轂中拔出，再通過手推扶手移動整個訓(xùn)練器。四肢康復(fù)訓(xùn)練器適合在室內(nèi)外等多種場所使用。

（2）通過調(diào)節(jié)手柄控制升降裝置，可調(diào)節(jié)患者座板的高低，以適應(yīng)不同身高的康復(fù)患者更加舒適地進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練。

（3）康復(fù)訓(xùn)練器手搖把手和腳蹬鞋套上設(shè)計(jì)有按摩凸起、磁片等，可對患者手掌和腳底的相應(yīng)穴位進(jìn)行按摩、磁療，具有刺激神經(jīng)、增強(qiáng)訓(xùn)練效果、加快肢體功能康復(fù)的作用。另外，手搖把手上的凸起還具有防滑作用。腳蹬鞋套的設(shè)計(jì)是在鞋套內(nèi)壁的前段加裝了一個可調(diào)節(jié)內(nèi)部空間大小的氣囊，以適合不同腳碼的患者使用。

（4）四肢康復(fù)訓(xùn)練器設(shè)計(jì)的摩擦盤可根據(jù)患者肢體的肌力和功能情況，調(diào)節(jié)其康復(fù)訓(xùn)練強(qiáng)度的大小。

（5）主動訓(xùn)練時，患者通過上下肢用力轉(zhuǎn)動手搖把手或蹬踏腳蹬，控制手動鏈輪或腳動鏈輪分別帶動患者的四肢做持續(xù)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動訓(xùn)練，手動鏈輪和腳動鏈輪旋轉(zhuǎn)速度的快慢與患者施加到手搖把手和腳蹬上力量的大小有關(guān)；被動訓(xùn)練時，伺服電動機(jī)驅(qū)動傳動鏈輪分別帶動腳動鏈輪和手動鏈輪同時旋轉(zhuǎn)，然后再帶動腳蹬和手搖把手轉(zhuǎn)動，使患者的四肢跟隨電動機(jī)的轉(zhuǎn)速做勻速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動訓(xùn)練，腳蹬和手搖把手旋轉(zhuǎn)速度的快慢由伺服電動機(jī)進(jìn)行控制[5]。

3 使用方法

（1）康復(fù)患者在上器械訓(xùn)練前，陪護(hù)人員必須先將底板上的萬向輪鎖住，防止四肢康復(fù)訓(xùn)練器來回移動，危害康復(fù)患者的安全。

（2）由陪護(hù)人員幫助康復(fù)患者坐到四肢康復(fù)訓(xùn)練器的座板上，系好安全帶，然后根據(jù)患者的身高，用調(diào)節(jié)手柄調(diào)節(jié)座板的高低，使每一名康復(fù)患者都能有一個舒適、自然的坐姿。

（3）由陪護(hù)人員幫助康復(fù)患者把手、腳分別放入腳蹬鞋套和手搖把手上，并進(jìn)行固定，防止患者因手、腳無力從手搖把手或腳蹬上脫落。

（4）根據(jù)每個患者肢體的肌力和功能情況，選擇不同的康復(fù)訓(xùn)練模式。在康復(fù)訓(xùn)練初期，由于患者肢體的肌肉力量微弱甚至無力，此時應(yīng)選擇被動訓(xùn)練模式。陪護(hù)人員幫助打開訓(xùn)練器的電源開關(guān)，伺服電動機(jī)開始工作，電動機(jī)通過機(jī)械傳動組合驅(qū)動腳蹬和手搖把手帶動患者的四肢進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動訓(xùn)練。訓(xùn)練時間和電動機(jī)轉(zhuǎn)速由康復(fù)醫(yī)生決定。

（5）患者經(jīng)過前期的被動訓(xùn)練，四肢的肌肉力量和平衡協(xié)調(diào)能力得到一定的恢復(fù)，此時可視情選擇主動訓(xùn)練模式，以增大康復(fù)訓(xùn)練的強(qiáng)度，加快患者肢體康復(fù)速度。在主動訓(xùn)練模式下，伺服電動機(jī)不工作，由康復(fù)患者通過上下肢的自主用力控制腳蹬和手搖把手轉(zhuǎn)動，使康復(fù)患者的四肢得到鍛煉[6]。

4 應(yīng)用效果

通過對腦卒中患者急性期后是否積極進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練的調(diào)研發(fā)現(xiàn)，堅(jiān)持進(jìn)行系統(tǒng)康復(fù)訓(xùn)練90%的患者恢復(fù)了行走和生活自理，30%的患者還可從事工作強(qiáng)度較輕的工作；如果不進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練，上述的百分率只有6%和5%[7]。肢體運(yùn)動訓(xùn)練是腦卒中患者康復(fù)訓(xùn)練的重要手段，我們應(yīng)用四肢康復(fù)訓(xùn)練器對腦卒中患者進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練，臨床效果明顯：（1）患者通過康復(fù)訓(xùn)練，增強(qiáng)了肢體的肌肉力量，加快了肢體的血液循環(huán)，可有效預(yù)防肢體靜脈血栓和褥瘡的發(fā)生；（2）在進(jìn)行肢體訓(xùn)練的同時，對腹部肌肉的鍛煉具有間接作用，可幫助增加腸蠕動，促進(jìn)患者大小便的暢通；（3）改善患者肢體平衡的協(xié)調(diào)性，使患者能夠盡快地重新行走和生活自理；（4）通過肢體運(yùn)動訓(xùn)練對臥床患者的心理具有積極的影響，增強(qiáng)了其對生活的自信心；（5）通過肢體訓(xùn)練，提高了患者的心肺功能，不同程度增加了患者的氧氣吸入量、呼吸頻率和呼吸潮氣量，使患者總的身體狀況得到改善，加快了其肢體康復(fù)的進(jìn)程[8]。

5 結(jié)語

隨著我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會進(jìn)步，人們的自我保健意識也在不斷增強(qiáng)，尤其是對腦卒中患者急性期后的康復(fù)治療，更是引起了政府和社會的高度關(guān)注，越來越多不同種類和不同功能的醫(yī)療康復(fù)設(shè)備逐漸走進(jìn)醫(yī)院、社區(qū)和家庭。因此，用于社區(qū)和家庭的康復(fù)設(shè)備應(yīng)該更多地考慮經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、有效和操作方便[9]。四肢康復(fù)訓(xùn)練器就是一款適合在社區(qū)和家庭對腦卒中患者進(jìn)行肢體訓(xùn)練的康復(fù)器械。

[1]李曉華.早期康復(fù)訓(xùn)練對腦卒中患者肢體功能恢復(fù)的影響[J].中國實(shí)用護(hù)理雜志，2011，27（18）：11-12.

[2]付云，李慧.俱樂部模式在腦卒中肢體康復(fù)訓(xùn)練中的應(yīng)用[J].護(hù)理研究，2009，23（8）：2 017-2 019.

[3]朱鏞連，張皓，何靜杰.神經(jīng)康復(fù)學(xué)[M].北京：人民軍醫(yī)出版社，2005.

[4]張曉玲.一種腦中風(fēng)康復(fù)訓(xùn)練器：中國，201420148813.0[P].2014-08-20.

[5]劉相權(quán)，李啟光，高宏，等.肢體康復(fù)訓(xùn)練器控制系統(tǒng)的研究[J].中國康復(fù)理論與實(shí)踐，2013，19（5）：407-411.

[6]龍耀斌.上肢康復(fù)機(jī)器人訓(xùn)練對腦卒中偏癱患者上肢功能的影響[J].廣西醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào)，2012（2）：260-261.

[7]劉薇.福州市社區(qū)康復(fù)資源及腦卒中患者康復(fù)現(xiàn)狀研究[D].福州：福州中醫(yī)藥大學(xué)，2014.

[8]鄭東鵬.腦卒中偏癱患者社區(qū)康復(fù)模式探討[J].醫(yī)學(xué)信息，2010（7）：1 921-1 922.

[9]韓貞貞.家用老年人肢體康復(fù)訓(xùn)練產(chǎn)品設(shè)計(jì)研究[D].上海：東華大學(xué)，2014.

（收稿：2015-04-08 修回：2015-07-19）

Design of limb training device for stroke patients

ZHANG Xiao-ling,RUAN Jun-yong
（Department of Equipment,the First Sanatorium in Qingdao of Jinan Military Area Command,Qingdao 266071,Shandong Province,China）

Objective To design a limb training device for the rehabilitation center and home.Methods The device was composed of six parts,including a base collar,a motor control unit,drive loads,patient seats,an upper limbs drive unit and a lower limbs drive unit.The patient rotated two handles or pedals manually or electrically,and then the upper limbs or lower ones moved synchronously with the handles or pedals respectively to realize active or passive rehabilitation training.Results The device could be used for limb muscles training,with motion coordination enhanced simultaneously. Conclusion The device has simple structure,high mobility while low cost,and is compatible with multi training conditions for stroke rehabilitation.[Chinese Medical Equipment Journal，2015，36（12）：40-42]

stroke;limb training device;active training;passive training

R318.6；TH772.1

A

1003-8868（2015）12-0040-03

10.7687/J.ISSN1003-8868.2015.12.040

全軍“十二五”后勤科研重點(diǎn)課題（BWS11J003）

專 利：國家實(shí)用新型專利（ZL 201420148813.0）

張曉玲（1960—），女，主任，主任技師，主要從事醫(yī)療設(shè)備和醫(yī)學(xué)計(jì)量管理方面的研究工作，E-mail：zhangxlyl@163.com。

266071山東青島，濟(jì)南軍區(qū)青島第一療養(yǎng)院器材科（張曉玲，阮俊勇）