002_095-071DP-TW

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002_095-071DP-TW

發佈日期 : 2009-04-29

新型專利說明書


※申請案號： 095218629	※I P C 分類：

一、	新型名稱：
	前臂復健裝置(全文下載) FOREARM REHABLITATION APPARATUS

二、

中文新型摘要：

一種前臂復健裝置。此前臂復健裝置至少包含支撐殼體、轉動殼體、致動器、控制單元及扭力感測器。轉動殼體係滑接於支撐殼體，用以夾持住患肢部位。致動器設有傳動軸，用以轉動轉動殼體。控制單元電性連接至致動器，以控制致動器之致動。扭力感測器係電性連接至控制單元，用以感測傳動軸所承受之一扭力值，並傳送該扭力值至控制單元。

三、

英文新型摘要：

A forearm rehabilitation apparatus is disclosed. The forearm rehabilitation apparatus comprises a sustaining housing, a rotating housing, an actuator, a control unit, and a torque detector. The rotating housing is slidably connected to the sustaining housing for fastening a body segment. The actuator has a transmission shaft for rotating the rotating housing. The control unit is electrically connected to the actuator for controlling the actuation of the actuator. The torque detector is electrically connected to the control unit for detecting a torque from the transmission shaft, and transmitting the torque signal to the control unit.

四、	指定代表圖：
	(一)本案指定代表圖為：第1圖
	(二)本代表圖之元件符號簡單說明：
	a．．．患肢部位
	b．．．復健軌跡點
	100．．．支撐殼體
	110．．．置入口
	120．．．支撐板
	200．．．轉動殼體
	210．．．夾具
	230．．．齒輪部
	300．．．致動器
	310．．．馬達
	320．．．轉動軸
	330．．．致動齒輪
	400．．．扭力感測器
	500．．．控制單元
	510．．．顯示器

五、	新型說明：
	【新型所屬之技術領域】
[0001]	本創作係有關於一種前臂復健裝置，特別是有關於可自動引導病患進行復健的前臂復健裝置。
	【先前技術】
[0002]	經臨床經驗得知，由中風病患的單側肢體偏癱所導致的動作障礙包括：被動關節活動範圍變小、患肢無力、高張性反射、協調性差、痙攣及協同模式。這些障礙導致病患無法獨立完成單一肌肉群收縮，因而影響日常生活動作。
[0003]	一般復健治療師會以徒手方式或利用輔助器具來引導病患做出連續性的被動運動(continuous passive motion)，而病患在做主動動作時，治療師會施予患側助力或阻力去訓練病患，以達到復健效果。然而，在單一療程中，復健治療師需長時間且持續重複地來引導單一病患的動作，因而相當耗費人力和時間，且病患復健程度係依據復健治療師的個人主觀意見來評估，因而無法客觀評估病患復健程度。
	【發明內容】
[0004]	因此，本創作之一方面係在於提供一種前臂復健裝置，藉以模擬復健治療師的治療手法，因而可長時間持續地對病患進行復健引導動作，避免人力和時間的耗費。
[0005]	本創作之又一方面係在於提供一種前臂復健裝置，藉以在復健過程中隨時記錄患肢部位相對於前臂復健裝置的扭力值，以作為病患復健情況的評估，建立客觀的評估指標，並可在復健過程中根據病患的復健情形，來對應修正復健引導動作。
[0006]	本創作之再一方面係在於提供一種前臂復健裝置與其應用方法，藉以進行被動式地流程或主動式地復健流程，來增加患肢部位的被動關節範圍(ROM)和主要肌群肌力(Strength)，因而改善病患的動作障礙。
[0007]	根據本創作之實施例，本創作之前臂復健裝置至少包含支撐殼體、轉動殼體、致動器、控制單元及扭力感測器。轉動殼體係滑接於支撐殼體，其中轉動殼體設有夾具和齒輪部，夾具係用以夾持住患肢部位，齒輪部係設置於轉動殼體之外周面。致動器係固接於支撐殼體中，用以轉動轉動殼體，其中致動器設有傳動軸和致動齒輪，致動齒輪設於傳動軸之一端，並喫合於轉動殼體之齒輪部。控制單元電性連接至致動器，以控制致動器對於轉動殼體之轉動。扭力感測器係設置於支撐殼體中，並電性連接至控制單元，用以感測傳動軸所承受之一扭力值，並傳送該扭力值至控制單元。
[0008]	因此，本創作之前臂復健裝置可模擬復健治療師的復健治療手法，來長時間重複地引導病患做出復健動作，以節省人力和時間，並可在復健過程中不斷地記錄患肢部位相對於致動器的扭力值，以作為復健評估的依據，建立起客觀的量化指標，因而可增益臨床復健評估。另外，本創作之前臂復健裝置可進行被動式地流程或主動式地復健流程，並可根據病患的復健情形來對應設定復健流程，因而可增進復健效果。
	【實施方式】
[0009]	請參照第1圖，其繪示依照本創作之一實施例之前臂復健裝置的側視示意圖。本實施例之前臂復健裝置包括有支撐殼體100、轉動殼體200、致動器300、扭力感測器400及控制單元500。轉動殼體200係樞設於支撐殼體100內，用以套置固定病患(例如係中風病患，其具有部分動作障礙)的患肢部位a(例如係手臂)，病患的患肢部位a可主動地或被動地在轉動殼體200內往復轉動，以達到復健效果。致動器300係設置於支撐殼體100上，用以提供病患在復健時的助力或阻力，以模擬復健治療師的人力引導復健方法。當病患的患肢部位a在進行轉動復健時，扭力感測器400可感測患肢部位a相對於致動器300的一扭力值，並藉由此扭力值來客觀地評估病患之患肢部位a的復健程度。控制單元500可預先控制致動器300對於病患的復健引導動作，並根據扭力感測器400所感測之扭力值來評估病患的復健程度，而對應修正致動器300的復健引導。
[0010]	請參照第2圖，其繪示依照本創作之實施例之前臂復健裝置的爆炸示意圖。本實施例之前臂復健裝置的支撐殼體100設有置入口110、支撐板120、二環形滑軌 130。置入口110係對應於轉動殼體200之兩端而設置，以使患肢部位a可由支撐殼體100之置入口110穿入套置於轉動殼體200內。支撐板120係設置於置入口110前，以供病患在進行復健時抵靠，減少病患的不適。此些環形滑軌130分別係對應於轉動殼體200之兩端而設置，且恰可分別供轉動殼體 200之兩端套置，因而轉動殼體200可藉著此二個環形滑軌130來樞設於支撐殼體100內，使轉動殼體200可相對於支撐殼體100轉動，因此，患肢部位a可套置入支撐殼體100內的轉動殼體200，並相對於支撐殼體100轉動。
[0011]	請參照第3圖，其繪示依照本創作之實施例之前臂復健裝置的剖面示意圖。本實施例之前臂復健裝置的轉動殼體200例如係呈環形套管，其設有夾具210、複數個滾軸220及齒輪部230。夾具210係用以夾持住患肢部位a，使患肢部位a與轉動殼體200可共同相對於支撐殼體100轉動。滾軸220係設置於轉動殼體200之兩端面，並可容置於支撐殼體100之環形滑軌130內，以使轉動殼體200可順暢地在支撐殼體100內轉動。齒輪部230係設置於轉動殼體 200之外周面，且對應於致動器300。
[0012]	如第2圖所示，本實施例之前臂復健裝置的致動器300設有馬達310、轉動軸320及致動齒輪330。轉動軸320之一端係連接至馬達310，並可在馬達310的驅動下轉動，致動齒輪330係設置於轉動軸320之另一端，且相接喫合於轉動殼體200之齒輪部230，因而當致動器300之馬達310運轉時，轉動軸320即可轉動轉動殼體200。致動器300係電性連接於控制單元500，並由控制單元500控制致動器300的致動動作。
[0013]	如第1圖所示，本實施例之前臂復健裝置的扭力感測器400係設置於支撐殼體100上，且電性連接於控制單元500，用以感測轉動軸320所承受的扭力值，並傳送此扭力值訊號至控制單元500。扭力感測器400設有複數個滑環410和感測電路(未繪示)。
[0014]	在另一實施例中，扭力感測器400之感測電路係形成於轉動軸320上，例如係在轉動軸320上設有複數個應變規(未繪示)，並使此些應變規形成一全橋電路(未繪示)，以感測轉動軸320在承受扭力時的應變量，並將應變量以電壓訊號輸出，因而量得此扭力值。
[0015]	請參照第4圖，其繪示依照本創作之實施例之前臂復健裝置之扭力感測器的爆炸示意圖。扭力感測器400設有複數個滑環410，其套置於轉動軸320上，此些滑環410分別設有內環411外環412、導柱413及彈性元件414，內環411的材料為塑膠，並可隨著轉動軸320轉動。外環412的材料為金屬材質 (例如係不鏽鋼)，並套置於內環411外。導柱413和彈性元件414係垂直穿置於內環411中，導柱413電性連接至感測電路，彈性元件414設於導柱 413之下方，使導柱413可抵接至外環412，而外環412係電性連接至控制單元500。因此，感測電路所量測之扭力值可藉由導柱413和外環412輸出至控制單元500。
[0016]	如第1圖所示，本實施例之前臂復健裝置的控制單元500例如係可程式控制晶片或電腦，控制單元500可預先控制致動器300來轉動轉動殼體200，以引導病患做出復健動作。或者，並在復健過程中根據扭力感測器400所感測之扭力值來評估病患的復健程度，而對應修正致動器300的復健引導。控制單元500設有一顯示器510，用以顯示一復健軌跡點b，病患可根據此復健軌跡點b來主動地做出復健動作，因而可模擬復健治療師的治療手法。
[0017]	請參照5圖，其繪示依照本創作之實施例之前臂復健裝置的復健流程圖。本創作之前臂復健裝置可進行被動式地流程或主動式地復健流程，當進行被動式地復健流程時，病患的患肢部位a係套置固定於轉動殼體200內，且呈現放鬆狀態，而由致動器300來轉動轉動殼體200，以引導病患做出復健動作。首先，評估病患的患肢部位a之狀況，例如係評估患肢部位a之最大關節活動範圍(Full Range)和肌肉張力(Muscle Tone)，以判斷患肢部位a是否適合進行復健和可進行的復健程度，並決定轉動殼體200可轉動的最大角度。接著，利用致動器300來往復緩慢地轉動轉動殼體200，其係漸進地增加旋轉角度(例如：約5~10度)，當每增加一旋轉角度時，轉動殼體200即重複約5至10次，直到轉動殼體200轉動至最大角度，轉動殼體200即持續維持10秒，接著，再使患肢部位a回復初始姿勢，然後再重複進行上述被動式地復健流程。在被動式地復健流程中，扭力感測器400 會不斷地感測記錄扭力值，以評估患肢部位a的被動剛性和肌肉張力，且此扭力值亦可用於判斷前臂復健裝置是否出力過大，以避免傷害病患。因此，本創作之前臂復健裝置可模擬復健治療師的復健治療手法，而增加患肢部位a的被動關節範圍(ROM)，並降低患肢部位a的被動剛性與張力。
[0018]	如第1圖所示，當進行主動式地復健流程時，控制單元500之顯示器510可顯示復健軌跡點b，病患可追蹤此復健軌跡點b來主動地轉動轉動殼體200，在主動式地復健流程中，致動器300會施予病患的患肢部位a轉動助力或阻力(即致動器300之轉動方向相同或相反於患肢部位a的轉動方向)，以輔助病患轉動或增加轉動的困難度，因而可增加患肢部位a的主要肌群肌力(Strength)，改善病患之動作障礙。
[0019]	由上述本創作之實施例可知，本創作之前臂復健裝置可模擬復健治療師的復健治療手法，而長時間重複地引導病患做出復健動作，以節省人力和時間，並可在復健過程中不斷地記錄患肢部位相對於致動器的扭力值，以作為復健評估的依據，建立起客觀的量化指標，因而可增益臨床復健評估。另外，本創作之前臂復健裝置可進行被動式地流程或主動式地復健流程，並可根據病患的復健情形來對應設定復健流程，因而可大幅地增進復健效果。
[0020]	雖然本創作已以一較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本創作，任何熟習此技藝者，在不脫離本創作之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本創作之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
	【圖式簡單說明】
[0043]	第1圖係繪示根據本創作之一實施例之前臂復健裝置的側視示意圖。
[0044]	第2圖係繪示根據本創作之實施例之前臂復健裝置的爆炸示意圖。
[0045]	第3圖係繪示根據本創作之實施例之前臂復健裝置的剖面示意圖。
[0046]	第4圖係繪示根據本創作之實施例之前臂復健裝置之扭力感測器的爆炸示意圖。
[0047]	第5圖係繪示根據本創作之實施例之前臂復健裝置的復健流程圖。
	【主要元件符號說明】
[0021]	a．．．患肢部位
[0022]	b．．．復健軌跡點
[0023]	100．．．支撐殼體
[0024]	110．．．置入口
[0025]	120．．．支撐板
[0026]	130．．．環形滑軌
[0027]	200．．．轉動殼體
[0028]	210．．．夾具
[0029]	220．．．滾軸
[0030]	230．．．齒輪部
[0031]	300．．．致動器
[0032]	310．．．馬達
[0033]	320．．．轉動軸
[0034]	330．．．致動齒輪
[0035]	400．．．扭力感測器
[0036]	410．．．滑環
[0037]	411．．．內環
[0038]	412．．．外環
[0039]	413．．．導柱
[0040]	414．．．彈性元件
[0041]	500．．．控制單元
[0042]	510．．．顯示器

六、

申請專利範圍：

1. 一種前臂復健裝置，至少包含：一支撐殼體；一轉動殼體，滑接於該支撐殼體，其中該轉動殼體設有一夾具和一齒輪部，該夾具係用以夾持住一患肢部位，該齒輪部係設置於該轉動殼體之外周面；一致動器，固接於該支撐殼體中，用以轉動該轉動殼體，其中該致動器設有一傳動軸和一致動齒輪，該致動齒輪係設於該傳動軸之一端，並喫合於該轉動殼體之該齒輪部；一控制單元，電性連接至該致動器，以控制該致動器對於該轉動殼體之轉動；以及一扭力感測器，設置於該支撐殼體中，並電性連接至該控制單元，用以感測該傳動軸所承受之一扭力值，並傳送該扭力值至該控制單元。
2.如申請專利範圍第1項所述之前臂復健裝置，其中該轉動殼體係一環形套管。
3.如申請專利範圍第1項所述之前臂復健裝置，其中該支撐殼體設有二環形滑軌，用以供該轉動殼體之兩端套置滑接。
4.如申請專利範圍第3項所述之前臂復健裝置，其中該轉動殼體之兩端面設有複數個滾軸，該些滾軸係容置於該支撐殼體之環形滑軌中。
5.如申請專利範圍第1項所述之前臂復健裝置，其中該致動器更設有一馬達，用以轉動該傳動軸。
6.如申請專利範圍第1項所述之前臂復健裝置，其中該扭力感測器係設置於該傳動軸之外周圍。
7.如申請專利範圍第1項所述之前臂復健裝置，其中該扭力感測器設有一感測電路，該感測電路係設置於該傳動軸上，以感測該扭力值。
8.如申請專利範圍第7項所述之前臂復健裝置，其中該感測電路係由複數個應變規所形成的一全橋電路。
9.如申請專利範圍第7項所述之前臂復健裝置，其中該扭力感測器更設至少一內環、至少一外環及至少一導柱，該內環係套設於該傳動軸上，該導柱係穿設於該內環中，而導柱之兩端分別抵於該感測電路和該外環，該外環係套設於該內環外，並電性連接至該控制單元。
10.如申請專利範圍第9項所述之前臂復健裝置，其中該扭力感測器之該導柱的下方設有一彈性元件，以使該導柱彈性抵接至該外環。
11.如申請專利範圍第1項所述之前臂復健裝置，其中該控制單元係一電腦主機。
12.如申請專利範圍第1項所述之前臂復健裝置，其中該控制單元係一可程式控制晶片。
13.如申請專利範圍第1項所述之前臂復健裝置，其中該控制單元係依據該扭力值來對應控制該致動器的致動。
14.如申請專利範圍第1項所述之前臂復健裝置，其中該控制單元設有一顯示器，以顯示一復健軌跡點，以使該患肢部位根據該復健軌跡點來轉動該轉動殼體。
15.如申請專利範圍第1項所述之前臂復健裝置，其中該患肢部位係一上肢手臂。

七、	圖式：
	第1圖第2圖第3圖第4圖第5圖

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