一种膝关节术后康复训练装置及系统的制作方法

本发明属于医疗器械，具体涉及一种膝关节术后康复训练装置及系统。

背景技术：

1、膝关节置换术，又称为膝关节表面置换术，是一种通过手术方法将人工半月板或人工软骨替换被疾病破坏的关节面的治疗方式。这种手术常用于膝关节的退变性骨性关节炎等严重膝关节病变，旨在解除膝关节疼痛，改善膝关节功能，纠正膝关节畸形，并获得长期稳定。

2、膝关节置换术术后恢复时间因个体差异而异，但一般来说：膝关节部分置换(单个置换)术后恢复较快，通常术后1周到1个月左右可以恢复正常。传统的膝关节全新置换术后恢复时间较长，通常需要1-3个月，甚至更长的时间才能恢复正常。术后恢复期间，患者需要在专业康复师指导下进行康复训练，锻炼膝关节周围各个肌肉的活动和关节的协调能力。同时，患者还需要注意保持伤口清洁干燥，避免感染，并按时进行复查和随访。

3、总之，膝关节置换术是一种有效的治疗膝关节严重病变的方法，但需要在严格掌握适应症和禁忌证的基础上进行。术后恢复期间需要患者进行积极的康复训练和护理，以促进膝关节功能的恢复和提高生活质量。

4、膝关节置换术后需要进行积极规范的康复训练，膝关节置换术后的康复训练分为早期、中期和晚期。其中下肢的直腿抬高、主动屈伸、被动屈伸、踝关节的踝泵运动等训练动作是常见的训练动作，但根据康复训练的阶段不同，有不同的强度要求和训练达标要求。

5、现有的膝关节置换术后康复训练通常为由具备专业护理技能的医护人员，现场指导或者教授患者及护理人员进行上述康复训练操作，这样的操作通常效果较好，但是需要医护人员实时指导，耗费医疗资源的同时限制了康复训练的场地，只能在专业医疗机构内；且不能直观量化读取膝关节康复训练的效果，并灵活调整训练强度和主被动训练模式。

6、因此，需要提供一种膝关节术后康复训练装置及系统，装置可以为患者的康复训练提供辅助，系统可以配合装置，直观智能的指导患者进行康复训练。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种膝关节术后康复训练装置及系统，该装置可以通过简易的切换操作，切换辅助患者的主被动康复训练，配合系统使用可以直观的指导和控制装置的智能运行；装置与系统配合使用，辅助患者进行下肢屈伸的康复训练操作与踝泵运动；

2、为了达到上述技术目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

3、本发明的一个目的在于，提供一种膝关节术后康复训练装置，包括：坐具、安装架、肢体支撑机构、驱动机构；

4、所述坐具为座椅结构，包括坐凳与靠背；所述安装架固定安装于所述坐具的远离所述靠背的一端，且由若干相平行且轴线水平的杆件组成；所述安装架的另一端固定连接有安装座，所述安装座上安装有距离传感器；

5、所述肢体支撑机构包括小腿放置槽板、大腿放置槽板、滑动座甲、滑动座乙、足踏板；所述大腿放置槽板与所述小腿放置槽板转动连接；所述大腿放置槽板的底部转动连接在所述滑动座甲上，所述滑动座甲滑动安装在所述安装架上；所述小腿放置槽板的底部转动连接在所述滑动座乙上，所述滑动座乙滑动安装在所述安装架上；

6、所述驱动机构包括回转驱动件、螺纹杆、螺纹滑块、安装槽、连接块乙、控制面板；所述滑动座乙的中部下方固定连接有连接块甲；所述回转驱动件固定安装在所述安装架下方的一端，并驱动所述螺纹杆产生轴线水平的回转运动；所述螺纹滑块螺旋安装在所述螺纹杆上；所述安装槽套接安装在所述螺纹滑块上，且绕所述螺纹杆的轴线转动；所述连接块甲插接在所述安装槽上，分别在上方和下方与所述安装槽和所述连接块甲通过螺栓固定连接；

7、所述滑动座乙的下方固定安装有接收器，所述接收器与所述距离传感器相适配，读取所述小腿放置槽板的底端距离所述安装架末端的距离；所述控制面板记录所述大腿放置槽板顶端与底端的距离、所述小腿放置槽板顶端与底端的距离、所述小腿放置槽板的底端与所述安装架末端的距离，并控制所述回转驱动件的启停；

8、进一步的，所述大腿放置槽板与所述小腿放置槽板均为插接伸缩结构的板件，且伸缩后通过弹簧销或插销限位；所述大腿放置槽板和所述小腿放置槽板的侧端面上均设置有尺寸刻度，所述尺寸刻度指示所述大腿放置槽板与所述小腿放置槽板的长度；所述大腿放置槽板的顶端和所述小腿放置槽板的顶端均开设有下凹成型的凹槽；

9、进一步的，所述小腿放置槽板的底端转动连接有足踏板，所述足踏板的背面转动安装有支撑杆，所述支撑杆的底端转动安装在所述滑动座乙上；所述支撑杆为可伸缩后限位的杆件；

10、进一步的，所述大腿放置槽板、所述足踏板、所述小腿放置槽板上均安装有若干约束带；

11、进一步的，所述安装架的两端分别固定连接有挂环甲与挂环乙；所述滑动座乙的底部两侧分别固定连接有挂环丙与挂环丁；所述挂环丙与所述挂环丁分别位于所述连接块甲的两侧；所述挂环甲、挂环乙、所述挂环丙、所述挂环丁均位于同一竖直高度，且所述挂环甲与所述挂环丙之间挂接有拉伸件甲、所述挂环乙与所述挂环丁之间挂接有拉伸件乙；所述拉伸件甲与所述拉伸件乙均包括：拉伸弹簧、弹力带、弹簧伸缩杆；

12、本发明的另一目的在于，提供一种膝关节术后康复训练系统，其采用了上述一种膝关节术后康复训练装置，并将系统功能整合入所述控制面板内；

13、所述系统包括数据读取模块、数据处理模块、数据评估模块、指导控制模块；

14、所述数据读取模块，通过所述距离传感器获取所述小腿放置槽板的底端与所述安装座之间的距离；通过读取所述尺寸刻度的数值，获取和输入所述大腿放置槽板与所述小腿放置板伸缩后的长度；

15、所述数据处理模块，根据所述数据读取模块获取的数据，通过数学计算与三角形全等原理，得出所需要的各项参数；

16、所述数据评估模块，将所述数据处理模块得出的角度与力量参数，与预定的训练标准进行比对，并根据比对的结果，得出评估结果为良好、不足、与优秀；

17、所述指导控制模块利用所述数据评估模块的出的评估结果，指导下一步的训练操作；

18、进一步的，所述参数为长度距离、角度α与力量a、拉伸件的弹性系数k；所述角度α为所述大腿放置槽板与所述小腿放置槽板之间的角度；所述长度距离包括长度距离x、y、z、w、u，力a、b、c；所述长度距离x为所述尺寸刻度所指示的所述大腿放置槽板伸缩后的长度；所述长度距离y为所述尺寸刻度所指示的所述小腿放置槽板伸缩后的长度；所述长度距离z为所述小腿放置槽板的底端与所述安装座之间的距离；所述长度距离w为所述安装架长度，即所述坐具与所述安装座之间的距离；所述长度距离u为所述大腿放置槽板的底端与所述小腿放置槽板的底端之间的的距离；所述拉伸件甲的弹性系数为k1，所述拉伸件乙的弹性系数为k2；

19、进一步的，所述数据处理模块通过计算得到由所述大腿放置槽板、所述安装架、所述小腿放置槽板所组成的三角形的三边的边长，u、x、y，且u＝w-z；

20、进一步的，所述力a为在所述挂环丁与挂环乙之间连接拉伸件乙时，克服所述拉伸件乙的弹力，将所述滑动座乙向所述坐具方向拉动的力；所述b为在所述挂环甲与所述挂环丙之间连接拉伸件甲时，克服所述拉伸件甲的弹力，将所述滑动座乙向所述安装座方向移动的力量；a＝k1*z；b＝k2*u；

21、进一步的，所述数据处理模块的处理步骤如下：若角度α＝90°，对应良好；角度0°<α<90°，对应恢复；角度90°<α<180°，对应不足；

22、进一步的，所述指导控制模块的控制步骤为：若评估结果为良好，则继续进行相同训练；若评估结果为不足，则继续加强训练；若评估结果为恢复，则停止训练。

23、本发明的有益效果是：

24、本发明提供的一种膝关节术后康复训练装置及系统，相较于传统的由医护人员指导，并辅助患者进行膝关节屈伸的康复训练操作，其将膝关节两端的肢体进行分别承垫与固定，通过所述小腿放置槽板的滑动与转动，驱动下肢进行屈伸运动；可通过模式切换，灵活便捷的切换主动训练模式和被动训练模式；通过所述大腿放置槽板与所述小腿放置槽板的伸缩结构，可以适配具有不同下肢长度的患者进行使用，提升了尺寸结构的适配性；

25、通过所述系统，建立对膝关屈曲程度与训练效果的评估体系，并通过系统，指导进一步的训练，系统与装置紧密联系，相互依存，智能进行康复训练的辅助训练。