專利名稱：一種用于治療中風的康復手套的制作方法
技術領域：
本發明涉及醫療康復保健用品領域，具體涉及一種用于治療中風的康復手套。
背景技術：
中風是一種因為腦缺血或腦出血導致腦功能缺失的疾病。多數中風患者表現為偏癱，即一側手腳不能活動自如。臨床上用于中風患者癱瘓手部康復的相關治療手段有:理療，運動療法，以及功能性電刺激等。授權公告號為CN202715016U的實用新型公開了一種康復手套，包括手套本體，手套本體背部設有控制電路。控制電路具有輸出電刺激功能，可以通過與控制電路相連的電極作用于手臂表面，并使電流作用到表皮下的指伸肌，引起肌肉興奮收縮，進而促使中風患者的癱瘓手臂可以張開。在中風患者癱瘓手部康復的治療手段中，功能性電刺激具有使用方便，適應性好，能改善運動功能的特點，因而特別適合家庭使用。功能性電刺激依據觸發方式的不同可以劃分為觸發式功能性電刺激和非觸發式功能性電刺激。觸發式功能性電刺激的刺激輸出由肌肉自主收縮觸發，而且觸發刺激的肌肉運動與刺激產生的運動具有關聯性。目前見諸報道的有兩種功能性電刺激可以歸為觸發式功能性電刺激。一種是EMG (肌電)觸發的功能性電刺激，即根據肌肉上記錄到的EMG強度進行閾值判斷，從而進行刺激觸發。另一種是位置反饋觸發的功能性電刺激，即記錄肌肉收縮產生的動作信息(如中風患者癱瘓側腕關節的扭矩),并根據這些信息觸發電刺激。非觸發式電刺激則是用開關或者與刺激產生的運動無關的肌肉運動來觸發，比如用胸鎖乳突肌上記錄到的EMG或者下巴上記錄到的運動信息來觸發作用在手上的電刺激。觸發式電刺激需要病人的認知能力參與，相比機械地重復運動，這種方式能更多地刺激到運動皮層，進而促進康復。與此同時利用觸發式功能性電刺激使中風病人手掌張開也更符合中風病人中風前的用手習慣，畢竟沒中風前的張手動作是自然而然的，而不是想張手之前先按開關。故而，出于強化康復效果考慮，本發明采用了觸發式功能電刺激手段用于中風病人日常訓練使用。

發明內容
本發明提供了一種用于治療中風的康復手套，結構簡單，使用方便，通過檢測中風患者癱瘓手掌的手指間相對位置，對癱瘓側手臂指伸肌施加相應的電刺激，使中風患者的手指張開，達到中風康復的目的。一種用于治療中風的康復手套，包括手套本體，還包括:
五個傳感器，分別設置在手套本體的五指上，用于檢測各手指的近端指間關節的角度變化；
電極，用于向中風手臂的指伸肌施加電刺激；控制單元，用于接收傳感器輸出的各手指的近端指間關節的角度變化，并依據該角度變化信號控制電極輸出電刺激。中風患者將手套本體佩戴在癱瘓的手掌上，并將電極貼在該手掌同側手臂的指伸肌處，所述設置在手套本體五指上的傳感器用于檢測各手指的近端指間關節角度變化，控制單元接收到傳感器傳輸的各手指的近端指間關節角度后，計算近端指間關節角度的變化值(即計算手指伸展開與手指合攏時近端指間關節角度的差值)，五個手指的近端指間關節角度的變化值進行加權疊加處理，如果加權疊加后角度的變化值超過第一閾值，則控制電極向中風手臂的指伸肌輸出電刺激，使五指的指間關節以及掌指關節的張開角度更大。同時，控制單元繼續接收并處理傳感器傳輸的手指的近端指間關節角度變化信息。如果計算得到的加權疊加角度值沒有超過第二閾值，則控制單元增加電刺激的輸出強度，直至控制單元接收到的五指的近端指間關節角度的變化值經過加權疊加計算得到的變化值超過第二閾值；如果五指的近端指間關節角度的變化值經過加權疊加計算后的變化值超過第二閾值，控制單元會在一段時間后(該時間可以依據需要進行設定)控制電極停止輸出電刺激。加權疊加計算近端指間關節角度的變化值時，從大拇指到小拇指的權重系數依次為1/7、2/7、2/7、1/7、1/7 (權重系數可以依據中風患者的不同情況進行調整)，將各手指的近端指間關節角度的變化值乘以權重，進行累加后得到的變化值與第一閾值或者第二閾值做比較。所述控制單元為具有數據存儲和處理功能的芯片，例如單片機。由于中風患者的癱瘓程度各 不相同，因此，第一閾值和第二閾值可以依據中風患者的個體差異進行設置。很大一部分中風病人在癱瘓后手掌仍具有一部分自主張開能力，但是他們殘余的張手能力很弱，很多患者都無法完全張開手掌，即使有部分患者能完全張開手掌，他們張手的力度也很小，故而本發明在檢測到中風病人張手角度超過第一閾值后輸出電刺激，使中風病人的手掌能張開更大的角度并且加強他們的張手力度。由于持續輸出電刺激會使中風病人手掌持續處于張開狀態，因此當本發明檢測到中風病人手掌張開角度超過第二閾值一段時間后停止電刺激輸出。中風病人在本發明停止電刺激后可以稍事休息，然后盡力合攏癱瘓側手掌。當佩戴本發明的中風病人合攏手掌后，患者可以通過努力張開手掌來觸發下一次康復訓練。每次施加電刺激的持續時間也依據中風患者的體質狀況不同進行選擇。作為優選，所述電極與控制單元之間為可拆卸連接。中風患者將電極貼在癱瘓一側手臂的指伸肌處后，再將電極與控制單元相連接，方便電極粘貼的操作。作為優選，對于除大拇指之外的四個手指，四個傳感器分別設置在手套本體上對應手指的掌指關節和遠端指間關節之間的位置，對于大拇指，傳感器設置于手套本體上大拇指對應的掌指關節與指尖之間的位置。在對應手指的掌指關節和遠端指間關節之間的位置設置傳感器，將該傳感器測得的位置信息與手掌的掌背某一位置做比較，得到傳感器相對手掌掌背的轉動角度作為近端指間關節的角度。所述傳感器可以為霍爾傳感器，所述手套本體的手掌部位設有與霍爾傳感器相作用的永磁兀件。五個霍爾傳感器分別對應五個手指，而永磁兀件可以米用一個，五個不同的霍爾傳感器依據與永磁元件的距離變化分別向控制單元發送對應的信號。手指伸展或者合攏時，霍爾傳感器與永磁元件的距離發生變化，霍爾傳感器會向控制單元發出對應的電信號，控制單元根據手套本體各部分的尺寸可以換算成各手指的近端指間關節的角度變化。所述傳感器也可以是壓電傳感器，由于手指曲張程度(指間關節的張開角度和掌指關節的張開角度)的 不同，壓電傳感器所受到的壓力是有變化的，因此，可以通過壓電傳感器的信號獲得近指端間關節的角度變化。作為優選，本發明使用了一種有機材料制成的柔性角度傳感器(Flexsensor,spectrasymbol公司)，該柔性角度傳感器可以將角度變化信息轉換成電阻阻值變化信息，它的角度衡量范圍為90度-180度，彎曲壽命大于100000次，因此本發明將其用于直接測量各手指近端指間關節的角度變化。手指健全的人除大拇指外都有兩個指間關節，其中近端指間關節的是兩個手指關節中更靠近手掌的關節，大拇指只有一個指間關節，為表述方便考慮，大拇指的指間關節也用近端指間關節表述。由于手指張開過程中近端指間關節的變化角度比遠端指間關節的變化角度大，并且手指自然張開過程中遠端指間關節與近端指間關節的角度變化有跟隨關系，因此，測量近端指位置計算手指的張開角度更為精確，判斷中風患者的張開手指意愿更為準確。作為優選，所述傳感器設置在手套本體的背面，所述傳感器的表面覆蓋有膠皮。利用膠皮將傳感器固定在手套本體背面的五指上，在五指張開以及握攏時，傳感器不易對手指動作造成干擾，同時，膠皮也可以對傳感器形成保護，延長康復手套的使用壽命O本發明中手套本體的背面是指手套本體相對應手掌背面的一側，手套本體的正面是指手套本體相對應手掌掌心的一側。由于中風患者的癱瘓手掌往往出現自然的彎曲，不易伸直，因此，優選地，所述手套本體設有便于佩戴的拉鏈。拉鏈可以設置在手套本體的一側，也可以設置在手套本體內側掌面，可以呈直線型設置，也可以具有一定的彎曲，例如，所述拉鏈沿手套本體的掌心邊緣設置，且拉鏈一端處在手套本體的開口處。作為優選，所述控制單元設有可與計算機進行數據傳輸的藍牙模塊。康復手套通過藍牙模塊與計算機進行數據傳輸，可以在計算機相應的程序軟件上進行中風患者康復數據的采集、記錄以及分析，并且通過計算機也可以進行第一閾值、第二閾值以及電刺激的頻率、刺激時間、脈沖寬度等相關參數的設置。作為優選，所述控制單元設置在手套本體的背面。控制單元設置在手套本體的背面可以使康復手套的整體結構更緊湊，同時，設置在康復手套的背面，也可以避免控制單元對手指的張開和握攏造成干擾。本發明一種用于治療中風的康復手套，結構簡單，使用方便，通過檢測中風患者癱瘓手掌的手指間相對位置，對癱瘓側手臂指伸肌施加相應的電刺激，使中風患者的手指張開，達到中風康復的目的，適合在家庭中使用。


圖1為本發明用于治療中風的康復手套的背面的示意圖；圖2為本發明用于治療中風的康復手套的正面的示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖，對本發明用于治療中風的康復手套做詳細描述。如圖1所示，一種用于治療中風的康復手套，包括手套本體6，還包括分別設置在手套本體6的五指上用于檢測各手指的近端指間關節的角度變化的五個傳感器1、用于向中風手臂的指伸肌施加電刺激的電極7以及用于接收傳感器I輸出的各手指的近端指間關節的角度變化，并依據該該角度變化信號控制電極7輸出電刺激的控制單元3。其中4個傳感器I設置在手套本體6上對應手指(除大拇指外)的掌指關節和遠端指間關節之間的位置，剩余一個傳感器I設置在手套本體6上大拇指的掌指關節與指尖之間的位置。上述位置設置可以使手指張開角度的計量更為精確，判斷中風患者的張開手指意愿更為準確。傳感器I設置在手套本體6背面的五指上，傳感器I的表面覆蓋有膠皮。設置在該位置可以避免傳感器I對手指動作造成干擾，同時，膠皮可以對傳感器I形成保護，延長康復手套的使用壽命。控制單元3設置在手套本體6的背面，避免控制單元3對手指的張開和握攏造成干擾，同時可以避免手指握攏時對控制單元3進行擠壓，增加控制單元3的壽命。控制單元3與電極7之間為可拆卸連接，即在控制單元3上設置插口 5，電極7具有與該插口 5相應的插頭，將電極7粘貼在癱瘓手臂的指伸肌部位后，將電極7的插頭插入控制單元3的插口 5，實現控制單元3對電極7輸出電刺激的控制。控制單元3配備有相應的電源2和開關4，控制單元3上還設有用于指示工作狀態的指示燈8，指示燈8亮即表明康復手套使用狀態正常。控制單元3設有可與計算機進行數據傳輸的藍牙模塊。康復手套通過藍牙模塊與計算機進行數據傳輸，在計算機相應的程序軟件上進行中風患者康復數據的采集、記錄以及分析，并且通過計算機進行第一閾值、第二閾值以及電刺激的頻率、刺激時間、脈沖寬度等相關參數的設置。由于中風患者的癱瘓手掌往往出現自然的彎曲，不易伸直，因此，需要在手套本體6上設置拉鏈9，如圖2所示，拉鏈9沿手套本體6的掌心邊緣設置，且拉鏈9 一端處在手套本體6的開口處。本發明用于治療中風的康復手套使用時，將手套本體6佩戴在中風患者癱瘓的手掌上，將電極7貼在相應側手 臂的指伸肌上(初次使用時，可在專業人員的指導下粘貼電極7)，然后將電極7與控制單元3相連接，開啟控制單元3，指示燈8亮，進入工作狀態，中風患者先握緊戴有手套的癱瘓側手掌，然后盡全力張開手掌，傳感器I檢測手指的近端指間關節角度，控制單元3接收到傳感器I傳輸的手指的近端指間關節角度后，計算五個手指的近端指間關節的張開角度的加權疊加值，加權疊加時，從大拇指到小拇指的權重系數依次為1/7，2/7，2/7，1/7，1/7，如果加權疊加值超過第一閾值，則控制電極7向中風手臂的指伸肌輸出電刺激(電刺激的持續時間一般設置為5s)，使指關節與掌指關節的張開角度更大，如果該加權疊加值沒有超過第二閾值，則控制單元3增加電刺激的輸出強度，直至五指的近端之間關節的角度變化的加權疊加值超過第二閾值；如果五指近端指間關節的加權疊加角度超過第二閾值，五指近端指間關節的加權疊加角度持續超過第二閾值一段時間之后，控制單元3控制電極7停止輸出電刺激。第一閾值可以根據中風病人殘余的自主張手能力進行設置，它的范圍為10-80度。第二 閾值也可根據中風病人在接受電刺激后的手掌張開情況適當調整，它的調整范圍為60-90度。設置時第二閾值至少比第一閾值大10度。電刺激脈沖為方波，脈沖幅度固定為150V，脈沖寬度可調，調節范圍是10-90US，調節精度是10us。電刺激頻率為40Hz。在五指近端指間關節的加權疊加角度超過第一閾值且小于第二閾值時，每一種強度的電刺激持續I秒，兩種不同強度的電刺激之間間隔0.2秒。
權利要求
1.一種用于治療中風的康復手套，包括手套本體，其特征在于，還包括: 五個傳感器，分別設置在手套本體的五指上，用于檢測各手指的近端指間關節的角度變化； 電極，用于向中風手臂的指伸肌施加電刺激； 控制單元，用于接收傳感器輸出的各手指的近端指間關節的角度變化，并依據該角度變化信號控制電極輸出電刺激。
2.如權利要求1所述的用于治療中風的康復手套，其特征在于，所述電極與控制單元之間為可拆卸連接。
3.如權利要求1或2所述的用于治療中風的康復手套，其特征在于，對于除大拇指之外的四個手指，四個傳感器分別設置在手套本體上對應手指的掌指關節和遠端指間關節之間的位置，對于大拇指，傳感器設置于手套本體上大拇指對應的掌指關節與指尖之間的位置。
4.如權利要求3所述的用于治療中風的康復手套，其特征在于，所述傳感器設置在手套本體的背面，所述傳感器的表面覆蓋有膠皮。
5.如權利要求4所述的用于治療中風的康復手套，其特征在于，所述手套本體設有便于佩戴的拉鏈。
6.如權利要求5所述的用于治療中風的康復手套，其特征在于，所述拉鏈沿手套本體的掌心邊緣設 置，且拉鏈一端處在手套本體的開口處。
7.如權利要求6所述的用于治療中風的康復手套，其特征在于，所述控制單元設有可與計算機進行數據傳輸的藍牙模塊。
8.如權利要求7所述的用于治療中風的康復手套，其特征在于，所述控制單元設置在手套本體的背面。
全文摘要
本發明公開了一種用于治療中風的康復手套，包括手套本體，還包括五個傳感器，分別設置在手套本體的五指上，用于檢測各手指的近端指間關節的角度變化；電極，用于向中風手臂的指伸肌施加電刺激；控制單元，用于接收傳感器輸出的各手指的近端指間關節的角度變化，并依據該角度變化信號控制電極輸出電刺激。本發明一種用于治療中風的康復手套，結構簡單，使用方便，通過檢測中風患者癱瘓手掌的近端指間關節的角度變化，對癱瘓側手臂指伸肌施加相應的電刺激，使中風患者的手掌張開，達到中風康復的目的，適合在家庭中使用。
文檔編號A61N1/36GK103143115SQ201310070620
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月6日 優先權日2013年3月6日
發明者鄭筱祥, 涂浚波 申請人:浙江大學