本發(fā)明屬于醫(yī)療器械，具體為一種多功能人體下肢關(guān)節(jié)損傷物理治療椅。該治療椅基于低幅高頻振動(dòng)(lmhfv)、功能性電刺激(fes)和運(yùn)動(dòng)刺激(es)集成技術(shù)，是一種創(chuàng)新型物理治療設(shè)備，用于下肢關(guān)節(jié)損傷的康復(fù)治療中提供個(gè)性化、多元化的治療方案。通過聯(lián)合應(yīng)用力學(xué)刺激、電刺激及運(yùn)動(dòng)刺激，幫助患者改善關(guān)節(jié)活動(dòng)度、減輕肌肉萎縮，并促進(jìn)下肢關(guān)節(jié)及相關(guān)肌肉的功能恢復(fù)。

背景技術(shù)：

1、隨著現(xiàn)代社會(huì)生活方式的變化及老齡化人口的增多，人體下肢關(guān)節(jié)的損傷(如踝關(guān)節(jié)扭傷等)及退化性疾病(如膝關(guān)節(jié)炎等)已逐漸成為影響人們?nèi)粘Ｉ詈徒】档闹匾獑栴}。下肢關(guān)節(jié)損傷不僅導(dǎo)致患者行動(dòng)不便，且常伴有疼痛、肌肉萎縮、關(guān)節(jié)活動(dòng)度受限等癥狀，嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量。當(dāng)前，常用的治療方法多為藥物治療和手術(shù)干預(yù)，但這些方法往往伴隨著副作用，且療效較為有限。

2、近年來，lmhfv、fes及es技術(shù)在物理治療領(lǐng)域的應(yīng)用逐漸成熟。lmhfv通過對人體骨骼肌肉組織施加一定幅度的振動(dòng)，刺激下肢關(guān)節(jié)及其周圍軟組織，改善局部血液循環(huán)、提升關(guān)節(jié)靈活性、緩解疼痛并促進(jìn)組織修復(fù)。fes技術(shù)通過低頻脈沖電流刺激神經(jīng)和肌肉，增強(qiáng)肌肉力量、改善肌肉功能、促進(jìn)神經(jīng)修復(fù)。es技術(shù)通過模擬健康人體的生理活動(dòng)行為，幫助患者恢復(fù)或維持正常的運(yùn)動(dòng)能力。盡管這些技術(shù)在臨床中已有一定應(yīng)用，但仍缺乏集成三項(xiàng)技術(shù)的綜合治療設(shè)備。本發(fā)明設(shè)計(jì)的治療椅基于臨床實(shí)踐的總結(jié)、結(jié)構(gòu)和技術(shù)的創(chuàng)新，憑借其結(jié)合多項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)勢，能夠更高效地治療下肢關(guān)節(jié)損傷。

3、目前，臨床上普遍使用的物理治療設(shè)備大多功能單一，缺乏綜合性治療的能力。這些設(shè)備在治療效果、操作便捷性和適應(yīng)癥范圍等方面均存在一定的局限性。因此，開發(fā)一種集lmhfv、fes及es技術(shù)的物理治療設(shè)備，能夠更加有效地緩解下肢關(guān)節(jié)損傷引起的不適，提升康復(fù)效果，成為待解決的技術(shù)挑戰(zhàn)。

4、本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種集lmhfv、fes和es技術(shù)于一體的人體下肢關(guān)節(jié)損傷物理治療椅。該設(shè)備在治療過程中能夠同時(shí)應(yīng)用多種技術(shù)(包括但不限于lmhfv、fes、es和adl持重技術(shù)等)，顯著提高療效，并通過簡便的操作和高安全性，適用于多種下肢關(guān)節(jié)損傷或退行性疾病的患者。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于解決下肢關(guān)節(jié)損傷康復(fù)效果不理想、治療方式無法同步解決疼痛與功能恢復(fù)的綜合性問題，提供一種集lmhfv、fes及es技術(shù)于一體的人體下肢關(guān)節(jié)損傷物理治療椅。該治療椅通過主控端協(xié)同調(diào)控多種治療方式的綜合應(yīng)用，針對下肢關(guān)節(jié)損傷患者的不同需求，提供更加全面、有效的個(gè)性化康復(fù)治療方案。

2、本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的；

3、一種多功能人體下肢關(guān)節(jié)損傷物理治療椅；包括：座椅與支撐系統(tǒng)、lmhfv模塊、fes模塊、es模塊、監(jiān)測與智控系統(tǒng)及安全保護(hù)裝置；

4、所述座椅與支撐系統(tǒng)為治療椅的主體，主要用于承載es、lmhfv、fes模塊、監(jiān)測與智控系統(tǒng)、安全保護(hù)裝置及患者。該座椅設(shè)計(jì)符合人體工程學(xué)原理，能夠?yàn)榛颊咴谥委熯^程中提供充分的舒適性和支撐。椅面和背部采用透氣性材料，提升患者的舒適感。座椅與支撐系統(tǒng)的設(shè)計(jì)支持多種調(diào)節(jié)方式，以適應(yīng)不同體型和治療需求的患者；

5、所述lmhfv模塊通過電磁驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生低幅高頻振動(dòng)波，作用于患者的下肢關(guān)節(jié)區(qū)域。該振動(dòng)波能有效促進(jìn)血液循環(huán)，緩解肌肉緊張，減輕疼痛并提高關(guān)節(jié)靈活性。此模塊的lmhfv能刺激肌肉及關(guān)節(jié)的代謝活動(dòng)，進(jìn)一步促進(jìn)康復(fù)；

6、所述fes裝置采用預(yù)設(shè)程序，利用特定頻率的脈沖電流刺激下肢的肌肉和神經(jīng)，模擬正常自主運(yùn)動(dòng)，該技術(shù)能增強(qiáng)肌肉力量，改善肌肉功能和關(guān)節(jié)穩(wěn)定性。fes模塊配有多個(gè)電極貼片，與人體皮膚直接接觸，通過電流激活相關(guān)肌群，幫助患者恢復(fù)運(yùn)動(dòng)能力，防止肌肉萎縮并維持肌肉的正?；顒?dòng)；

7、所述es裝置通過機(jī)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)模擬正常運(yùn)動(dòng)，幫助患者進(jìn)行關(guān)節(jié)活動(dòng)度訓(xùn)練，并增強(qiáng)肌肉協(xié)調(diào)性。es模塊與fes模塊聯(lián)合使用，結(jié)合腿部支撐裝置和運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，實(shí)施個(gè)性化運(yùn)動(dòng)方案，幫助患者逐步恢復(fù)運(yùn)動(dòng)能力。設(shè)備可在被動(dòng)運(yùn)動(dòng)模式下自動(dòng)控制患者下肢進(jìn)行伸展、彎曲等動(dòng)作，恢復(fù)關(guān)節(jié)活動(dòng)度，防止關(guān)節(jié)僵硬；在主動(dòng)運(yùn)動(dòng)模式下，患者能夠自主進(jìn)行關(guān)節(jié)活動(dòng)，設(shè)備提供適當(dāng)?shù)妮o助力量，幫助患者完成運(yùn)動(dòng)，逐步增強(qiáng)關(guān)節(jié)和肌肉的活動(dòng)能力；

8、所述監(jiān)測與智控系統(tǒng)能夠通過傳感器實(shí)時(shí)收集患者的肌電信號(hào)、關(guān)節(jié)角度、肌肉緊張度等生理數(shù)據(jù)，中央處理器(cpu)根據(jù)生理數(shù)據(jù)自動(dòng)調(diào)節(jié)低幅高頻振動(dòng)、功能性電刺激及運(yùn)動(dòng)刺激的強(qiáng)度、頻率和時(shí)長等功能參數(shù)。醫(yī)護(hù)人員可以通過觸摸屏或語音控制輕松調(diào)整治療模式及治療參數(shù)。該控制系統(tǒng)配有智能算法，能夠根據(jù)患者的個(gè)體數(shù)據(jù)進(jìn)行深度學(xué)習(xí)，實(shí)時(shí)應(yīng)對各種突發(fā)情況，為每位患者定制個(gè)性化治療方案，優(yōu)化治療過程；

9、所述安全保護(hù)裝置設(shè)有多重安全保護(hù)機(jī)制，確保患者在整個(gè)治療過程中不會(huì)受到任何不良反應(yīng)的影響。

10、在上述技術(shù)方案中，所述lmhfv模塊包括電磁驅(qū)動(dòng)器、振動(dòng)控制器、振動(dòng)平臺(tái)、傳感器(角度傳感器(陀螺儀、加速度計(jì))、力傳感器、壓力傳感器和溫度傳感器)以及散熱器。電磁驅(qū)動(dòng)器為lmhfv模塊的核心部件，內(nèi)置于振動(dòng)平臺(tái)，將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，并產(chǎn)生特定的低幅高頻振動(dòng)波，通過振動(dòng)平臺(tái)與人體腳底直接接觸并傳遞到下肢關(guān)節(jié)，達(dá)到改善血液循環(huán)、減輕關(guān)節(jié)疼痛、放松肌肉、促進(jìn)關(guān)節(jié)活動(dòng)度等效果。振動(dòng)控制器根據(jù)設(shè)定的程序調(diào)節(jié)振動(dòng)頻率、幅度和時(shí)間，以滿足治療需求，并通過監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)時(shí)調(diào)整參數(shù)。傳感器監(jiān)控患者的生理反饋，確保治療的個(gè)性化和安全性并優(yōu)化治療效果。為防止振動(dòng)裝置熱量的累積，散熱系統(tǒng)及時(shí)散熱以防止設(shè)備過熱。

11、在上述技術(shù)方案中，所述fes模塊包括電刺激發(fā)生器、電極貼片、電流控制器和傳感器(表面肌電(emg)傳感器和皮膚電阻抗傳感器)。電刺激發(fā)生器通過電流控制器調(diào)節(jié)工作參數(shù)并生成電信號(hào)，這些信號(hào)通過導(dǎo)線和連接接口傳輸?shù)诫姌O貼片，fes模塊所含電極貼片遍布下肢肌肉群，以對肌肉或神經(jīng)進(jìn)行刺激，促進(jìn)肌肉的收縮、舒張或改善神經(jīng)功能。

12、在上述技術(shù)方案中，所述es模塊包括液壓關(guān)節(jié)屈伸器、adl持重器、運(yùn)動(dòng)模擬器、傳感器(生物反饋傳感器(用于監(jiān)測血氧、血壓及心率)、角度傳感器(陀螺儀、加速度計(jì))、力傳感器和壓力傳感器)和運(yùn)動(dòng)控制器。es模塊通過電-液驅(qū)動(dòng)裝置等實(shí)現(xiàn)可調(diào)節(jié)的關(guān)節(jié)活動(dòng)范圍，且該裝置的運(yùn)動(dòng)速度、力度和范圍可以根據(jù)患者的實(shí)際需求進(jìn)行設(shè)置和調(diào)節(jié)。關(guān)節(jié)屈伸器通過液壓泵和電磁閥調(diào)節(jié)液壓油流動(dòng)，從而控制關(guān)節(jié)的屈伸動(dòng)作。陀螺儀等傳感器將信號(hào)傳遞給控制端口，控制端口識(shí)別信號(hào)并控制電流，以精確調(diào)控電磁閥開關(guān)及液體流量，從而確保關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的精準(zhǔn)和平穩(wěn)。adl持重器用于模擬患者日常生活中的常規(guī)負(fù)載，該系統(tǒng)采用蝸輪蝸桿傳動(dòng)并與液壓關(guān)節(jié)屈伸器結(jié)合，共同提供穩(wěn)定的運(yùn)動(dòng)支持，提升患者的自主運(yùn)動(dòng)能力。

13、在上述技術(shù)方案中，所述監(jiān)測與智控系統(tǒng)包括處理器、振動(dòng)控制器、電流控制器、運(yùn)動(dòng)控制器和傳感器(表面肌電(emg)傳感器、皮膚電阻抗傳感器、生物反饋傳感器(血氧計(jì)、血壓計(jì)、心率檢測儀)、角度傳感器(陀螺儀、加速度計(jì))、力傳感器、壓力傳感器和溫度傳感器)。監(jiān)測與智控系統(tǒng)集成了多種傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測患者的關(guān)節(jié)活動(dòng)度、肌肉收縮強(qiáng)度、心率、血壓等生理參數(shù)并反饋得到的數(shù)據(jù)至cpu，自動(dòng)調(diào)整治療方案，確保電刺激、運(yùn)動(dòng)刺激等治療方式，以適應(yīng)患者的需求。智能調(diào)節(jié)系統(tǒng)能夠根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)自動(dòng)調(diào)節(jié)治療椅中的各個(gè)模塊工作參數(shù)，同時(shí)提供個(gè)性化的治療方案。

14、在上述技術(shù)方案中，所述安全保護(hù)裝置設(shè)有多重安全保護(hù)機(jī)制，包括過載保護(hù)機(jī)制、過熱保護(hù)機(jī)制、實(shí)時(shí)生理監(jiān)測保護(hù)機(jī)制和急停按鈕。安全保護(hù)裝置通過多重安全保護(hù)機(jī)制確?；颊咴谥委熯^程中不會(huì)受到過度刺激或意外傷害，在遇到突發(fā)情況(如患者感到不適或設(shè)備故障)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)急停模式，迅速停止所有治療操作。同時(shí)，設(shè)備上安裝有緊急按鈕，患者在治療過程中如果感到不適或有危險(xiǎn)時(shí)，若安全保護(hù)機(jī)制未能起作用也可立刻停止設(shè)備運(yùn)行。

15、本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于提供個(gè)性化、高效、精確、安全和舒適的治療體驗(yàn)，能夠幫助患者恢復(fù)運(yùn)動(dòng)功能和日常生活能力，提高康復(fù)效率，并通過智能化控制實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化治療。

16、本發(fā)明的lmhfv模塊、fes模塊和es模塊均為模塊化設(shè)計(jì)，且所設(shè)計(jì)的腿部伸展外殼、液壓關(guān)節(jié)伸縮器、adl持重器等結(jié)構(gòu)簡單，便于加工安裝，應(yīng)用材料主要為塑質(zhì)材料，成本較低，便于大規(guī)模量產(chǎn)。

17、本發(fā)明所用lmhfv、fes和es等技術(shù)已被證明對關(guān)節(jié)創(chuàng)傷能起到良好的康復(fù)治療效果。本發(fā)明通過液壓關(guān)節(jié)屈伸器和adl持重器的結(jié)合，并配合傳感器的實(shí)時(shí)監(jiān)控，可以精確控制關(guān)節(jié)的屈伸動(dòng)作和日?；顒?dòng)載荷的模擬。傳感器實(shí)時(shí)采集患者的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)并提供精準(zhǔn)反饋，控制系統(tǒng)及時(shí)調(diào)整治療參數(shù)，根據(jù)患者的生理狀態(tài)和治療需求，動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度、幅度和速度，從而實(shí)現(xiàn)高度個(gè)性化的治療。通過控制系統(tǒng)的智能算法和傳感器的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)反饋，能夠確保治療過程符合每個(gè)患者的特定要求，達(dá)到最佳康復(fù)效果。

18、本發(fā)明通過檢測與智能控制系統(tǒng)收集患者治療過程中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，根據(jù)反饋數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)調(diào)整運(yùn)動(dòng)負(fù)荷并進(jìn)行深度學(xué)習(xí)，實(shí)時(shí)應(yīng)對各種突發(fā)情況，避免過度或不足的運(yùn)動(dòng)以及患者出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)過度疲勞或傷害，已達(dá)到真正意義上的定制化治療。