專利名稱：用于康復(fù)和訓(xùn)練的方法和裝置的制作方法
相關(guān)申請根據(jù)119(e)，本申請要求以下專利申請的權(quán)利2004年2月5日提出的美國臨時(shí)申請No.60/542022，2004年4月29日提出的美國臨時(shí)申請No.60/566078，2004年4月29日提出的美國臨時(shí)申請No.60/566079，2004年8月25日提出的美國臨時(shí)申請No.60/604615，2004年12月7日提出的美國臨時(shí)申請No.60/633428，2004年12月7日提出的美國臨時(shí)申請No.60/633429，2004年12月7日提出的美國臨時(shí)申請No.60/633442，這些文獻(xiàn)通過參考合并在本申請中。
本申請還涉及與本申請人在同一天提交的名稱為“Gait RehabilitationMethods and Apparatuses”；“Rehabilitation with Music”；“NeuromuscularStimulation”；“Fine Motor Control Rehabilitation””；“Methods andApparatuses for Rehabilitation Exercise and Training”；“Methods andApparatus for Rehabilitation and Training”；“Methods and Apparatus forRehabilitation and Training”的PCT申請，并且具有代理記錄號(hào)分別為414/04391；414/04396；414/04400；414/04388；414/04213；414/04405。所有這些申請公開的內(nèi)容都被本申請參考引用。
發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域本申請涉及身體的操作方法，比如用來康復(fù)和/或訓(xùn)練身體。
背景技術(shù)：
在發(fā)生事故或中風(fēng)之后，人們經(jīng)常需要一個(gè)長時(shí)期的康復(fù)過程以求恢復(fù)在事故或中風(fēng)中被損壞的部分或所有身體功能。這種康復(fù)可以包括兩個(gè)要素中的一個(gè)或兩個(gè)身體康復(fù)部分和認(rèn)知康復(fù)部分，在身體康復(fù)部分中，使被損壞或不用的肌肉、神經(jīng)和/或關(guān)節(jié)的功能全部恢復(fù)(盡可能的)，而在認(rèn)知康復(fù)部分中，恢復(fù)控制身體的認(rèn)知能力。在一些情況中，對身體和/或大腦的傷害使得患者需要在修正功能性方面(例如當(dāng)一個(gè)肢體變短時(shí))或者甚至是新的功能方面(例如在使用假肢時(shí))中訓(xùn)練。
目前物理療法主要靠理療專家的個(gè)人注意來實(shí)現(xiàn)，理療專家監(jiān)控并指導(dǎo)患者進(jìn)行某些練習(xí)。因此，康復(fù)費(fèi)用高且患者離開治療中心后的順從度相對較低。
一些家用理療裝置是已知的，例如一種稱為“backlife“的產(chǎn)品，該產(chǎn)品提供脊柱的CPM(連續(xù)被動(dòng)運(yùn)動(dòng))。
美國專利US5836304描述了一種通過遠(yuǎn)程治療師進(jìn)行的認(rèn)知康復(fù)，該文獻(xiàn)所公開的內(nèi)容以引用的方式并入本文中。
美國專利US5466213描述了一種利用機(jī)器人臂的康復(fù)裝置，該文獻(xiàn)所公開的內(nèi)容以引用的方式并入本文中。
刊登在的Journal of Rehabilitation Research and Development，第37卷第6號(hào)，2000年11月/12月，作者是Chales G.Burgar，MD；Peter S.Lum，PhD；Peggy C.Shor，OTR；H.F.Machiel Van der loos，PhD，題目為“Development ofrobots for rehabilitation therapyThe Palo Alto VA/Stanford experience”的文章描述了用于康復(fù)的機(jī)器人的使用方法，該文獻(xiàn)所公開的內(nèi)容以引用的方式并入本文中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一些實(shí)施例的主要方面涉及適用范圍很寬的康復(fù)方法和設(shè)備，包括短暫(temporal)、精神(mental)、認(rèn)知(cognitive)、肌肉運(yùn)動(dòng)(motor)、定位(location)和/或其他情況。
本發(fā)明一些實(shí)施例的一個(gè)方面涉及一種康復(fù)裝置，在患者做動(dòng)作(或者打算動(dòng)作)期間，該裝置通過施加一個(gè)或多個(gè)推動(dòng)、協(xié)助、提醒、響應(yīng)和/或阻擋的力，引導(dǎo)患者沿一個(gè)正確的空間軌跡線完成一個(gè)動(dòng)作。在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，這些力由一個(gè)作動(dòng)器施加，例如一個(gè)機(jī)器人活節(jié)臂或者一個(gè)球鉸接桿。在一些實(shí)施例中，所施加的力作為，可選為連續(xù)的、會(huì)阻礙和/或引導(dǎo)患者的力場。替代空間軌跡線或除了空間軌跡線之外附加地，取向、和/或速度軌跡線也被引導(dǎo)、支持和/或測量。
在本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例中，對于一個(gè)已知空間體積和力量范圍，該裝置支持在該空間體積內(nèi)的幾乎任何3D軌跡線。在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，提供一種裝置，該裝置支持一個(gè)健康臂或腿在一維、兩維或三維上的運(yùn)動(dòng)范圍。在一些情況中，部分空間就足夠了，例如該空間的50％或30％。
可任選的，可用各種軌跡線(路線和/或速度)和/或力對該裝置進(jìn)行編程?？扇芜x地，在該軌跡上的一個(gè)點(diǎn)處的力可響應(yīng)于患者的實(shí)際軌跡、可能為同一軌跡線(例如，其上較早的一個(gè)點(diǎn))而變化，和/或響應(yīng)于康復(fù)計(jì)劃和/患者的進(jìn)展而變化?？扇芜x地，該裝置學(xué)習(xí)該患者的動(dòng)作并用一個(gè)校正的動(dòng)作重復(fù)(例如對軌跡線和/或速度進(jìn)行平滑)?？商娲蚋郊拥?，該裝置可以學(xué)習(xí)由物理治療醫(yī)師輸入的一個(gè)動(dòng)作并可任選調(diào)節(jié)地為患者重放該動(dòng)作(例如肢體尺寸的調(diào)整)。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，為身體同一和/或不同肢體或身體部位上的一個(gè)或多個(gè)點(diǎn)定義這些軌跡線和/或力?？扇芜x地，一個(gè)點(diǎn)受到3，4，5或6個(gè)自由度的控制。
在本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例中，程序設(shè)計(jì)包括給電子控制器編程。在本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例中，程序設(shè)計(jì)包括機(jī)械式編程。
本發(fā)明一些實(shí)施例的一個(gè)方面涉及一種適于家用的康復(fù)裝置。在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，該裝置在家中是可移動(dòng)的，例如不用永久固定到任何表面上和/或者包括輪子。在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，該裝置可折疊在一個(gè)固定座上。在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，該裝置非常輕完全能避免住宅地板上的結(jié)構(gòu)性超載，例如該裝置的重量可以少于100Kg，少于50Kg，或少于25Kg?？扇芜x地，該裝置可以折疊放入一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)轎車的行李箱內(nèi)，例如最大尺寸小于120厘米。可任選地，該裝置可拆卸成零件，這些零件輕到可由非殘疾人攜帶的程度。
在本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例中，該裝置保證患者被正確地定位?？扇芜x地，通知患者糾正其姿勢。在本發(fā)明一個(gè)可供選擇實(shí)施例中，該裝置在考慮患者的姿勢的情況下進(jìn)行重新自我校正。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，一個(gè)裝置可用于(例如通過編程、附件和/或設(shè)定)多個(gè)種不同的治療，例如多個(gè)不同身材、多個(gè)不同年齡、多個(gè)不同關(guān)節(jié)和/或多個(gè)不同的附屬肢體(appendage)。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，提供一種康復(fù)裝置，該裝置可方便攜帶于各種活動(dòng)中例如戶內(nèi)和或戶外比如做飯、烤肉和在桌邊吃飯。
本發(fā)明一些實(shí)施例的一個(gè)方面涉及日?；顒?dòng)的康復(fù)，例如吃飯、倒茶、敲釘子和做飯。在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，提供包括位置傳感器和/或其他傳感器在內(nèi)的成套工具包，以便固定到日常物體上并跟蹤其使用以及為康復(fù)提供反饋和/或指導(dǎo)。可任選地，該反饋和/或引導(dǎo)可由一個(gè)康復(fù)機(jī)器人機(jī)械地提供。在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，日常活動(dòng)訓(xùn)練基座包括一個(gè)或多個(gè)可調(diào)工作空間，在該空間內(nèi)可完成日常活動(dòng)，例如一個(gè)模仿桌子的平面和另一個(gè)模仿茶碟(例如訓(xùn)練倒茶)的平面。
本發(fā)明一些實(shí)施例的一個(gè)方面涉及長期康復(fù)和/或訓(xùn)練。在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，很長時(shí)間地、例如數(shù)月或數(shù)年使用一個(gè)康復(fù)裝置。可任選地，用同一個(gè)裝置可以進(jìn)行康復(fù)和訓(xùn)練患者正確的動(dòng)作。在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，用一個(gè)康復(fù)裝置進(jìn)行預(yù)防性的訓(xùn)練，例如保證有關(guān)節(jié)炎的患者不從有病的關(guān)節(jié)開始?？扇芜x地，用一種康復(fù)裝置實(shí)現(xiàn)一個(gè)具體的康復(fù)目標(biāo)，比如某個(gè)特定肢體的康復(fù)?？扇芜x地，該裝置用于非醫(yī)學(xué)訓(xùn)練，例如通用的體育運(yùn)動(dòng)機(jī)械。
本發(fā)明一些實(shí)施例的一個(gè)方面涉及支持和/或測量患者各種精神狀態(tài)，例如動(dòng)機(jī)、沮喪、耐力、帶痛訓(xùn)練的能力、與他人交流和/或合作和/或相互作用的能力和/或愿望。這些狀態(tài)通常互相重疊。例如，沮喪通常表示為失去動(dòng)機(jī)。在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，動(dòng)力是通過與診斷、游戲和/或治療情況相比較而估測得出?？扇芜x地，這種比較包括分析一個(gè)人在不同動(dòng)機(jī)狀態(tài)下是否能實(shí)現(xiàn)同樣一個(gè)行為，和/或承受一次極限的頻繁程度如何。在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，該有關(guān)動(dòng)機(jī)的狀態(tài)用于評(píng)估進(jìn)度、建議心理治療、練習(xí)的難度控制和/或自動(dòng)提供關(guān)于動(dòng)機(jī)的激勵(lì)中的一個(gè)或多個(gè)。
本發(fā)明一些實(shí)施例的一個(gè)方面涉及在進(jìn)行物理康復(fù)的同時(shí)支持和/或克服的認(rèn)知問題。在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，認(rèn)知和/或理解上的限制通過提供以下方面中的一個(gè)或多個(gè)來克服以多種模式、以損害較少的模式(例如從各種可能性中選擇)、和/或與該限制適合的提高程度(例如對弱視用較大的字母)提供指示、反饋和引導(dǎo)。在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，作為對受限制功能進(jìn)行康復(fù)的一部分，該提高的程度隨時(shí)間而變化。
本發(fā)明一些實(shí)施例的一個(gè)方面涉及多種模式的康復(fù)。在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，利用同一系統(tǒng)，例如電動(dòng)機(jī)控制、電動(dòng)機(jī)propreception、視覺理解和發(fā)聲，使多個(gè)身體系統(tǒng)(例如肌肉運(yùn)動(dòng)、視覺的、聽覺的、視覺-肌肉運(yùn)動(dòng))、技能和/或感覺康復(fù)。在本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例中，這些系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)受到訓(xùn)練。在一個(gè)示例中，手眼的協(xié)調(diào)被康復(fù)。在另一個(gè)示例中，手腳的協(xié)調(diào)被康復(fù)。在本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例中，受到損壞的協(xié)調(diào)路線是康復(fù)的目標(biāo)。
本發(fā)明一些實(shí)施例的一個(gè)方面涉及對康復(fù)的反饋。在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，該反饋包括對完成日?；顒?dòng)的反饋。可替代或附加地，該反饋包括從遠(yuǎn)程治療師的反饋或一個(gè)動(dòng)作期間進(jìn)行自動(dòng)反饋?？商娲蚋郊拥?，該反饋包括對患者執(zhí)行的動(dòng)作質(zhì)量的反饋。
本發(fā)明一些實(shí)施例的一個(gè)方面涉及康復(fù)治療方法。在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，在日常動(dòng)作中的具體訓(xùn)練是在康復(fù)裝置的協(xié)助下完成的?？商娲蚋郊拥兀峁┓乐箰夯挠?xùn)練，例如防止手臂/功能疏忽引起的帕金森病的惡化?？商娲蚋郊拥?，執(zhí)行能長期改善的訓(xùn)練，例如用來改善大腦性麻痹?？商娲蚋郊拥?，執(zhí)行防止疾病的治療，例如訓(xùn)練患者不要因?yàn)槭軅鲆暷硞€(gè)關(guān)節(jié)。
本發(fā)明一些實(shí)施例的一個(gè)方面涉及使用一個(gè)康復(fù)裝置既進(jìn)行康復(fù)又進(jìn)行測試、診斷和/或監(jiān)控。在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，該裝置用來評(píng)估患者的能力，然后使該患者康復(fù)。可替代或附加地，該裝置用來測量該患者并且以那些測量結(jié)果對未來的康復(fù)進(jìn)行校正。典型測量結(jié)果包括身材、力量、運(yùn)動(dòng)范圍和運(yùn)動(dòng)質(zhì)量，精神狀態(tài)和/或認(rèn)知和/或理解能力。
本發(fā)明一些實(shí)施例的一個(gè)方面涉及與動(dòng)作質(zhì)量有關(guān)的康復(fù)方法。在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，定義一個(gè)動(dòng)作質(zhì)量?？扇芜x地，當(dāng)對一名患者進(jìn)行康復(fù)時(shí)，根據(jù)他的動(dòng)作質(zhì)量給他提供一個(gè)自動(dòng)反饋。可替代或附加地，康復(fù)和/或訓(xùn)練的一部分是教給患者各種動(dòng)作的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
本發(fā)明一些實(shí)施例的一個(gè)方面涉及對動(dòng)作的校正。在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，給康復(fù)裝置編寫一個(gè)正確動(dòng)作。在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，通過執(zhí)行一個(gè)正確的動(dòng)作然后將該動(dòng)作存入與該裝置關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)器中，從而將一個(gè)正確的動(dòng)作編寫入該裝置內(nèi)?？扇芜x地，在一個(gè)專門的教導(dǎo)模式期間或當(dāng)該裝置離線時(shí)，編寫該動(dòng)作?？蛇x擇地，該裝置在患者使用期間學(xué)習(xí)。
可任選地，用該裝置教導(dǎo)患者正確的動(dòng)作是什么，例如利用模板和/或利用規(guī)則(例如2/3冪定律進(jìn)行電動(dòng)機(jī)控制)。在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，評(píng)價(jià)動(dòng)作的正確性作為康復(fù)參數(shù)且基于此提供反饋。
本發(fā)明一些實(shí)施例的一個(gè)方面涉及一種用于日?；顒?dòng)的康復(fù)裝置，其中該康復(fù)裝置可以在患者執(zhí)行日常動(dòng)作中對其進(jìn)行訓(xùn)練和/或測試。在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，可以靠近實(shí)際生活設(shè)施比如一張桌子或柜臺(tái)來使用該康復(fù)裝置。
本發(fā)明一些實(shí)施例的一個(gè)方面涉及對包括一個(gè)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的康復(fù)裝置進(jìn)行定位。在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，一個(gè)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)有一個(gè)受限制的運(yùn)動(dòng)范圍和/或精度。可任選地，將該康復(fù)裝置定位成能夠最大化地使用該動(dòng)作范圍，例如通過與一個(gè)具體練習(xí)進(jìn)行匹配。在本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例中，該康復(fù)裝置包括一個(gè)定位元件，例如可以用來將該動(dòng)作機(jī)構(gòu)固定在一個(gè)理想的位置和/或取向的一個(gè)橫桿(rail)和/或一個(gè)或多個(gè)接頭。可任選地，該定位元件是機(jī)動(dòng)的，例如使該動(dòng)作機(jī)構(gòu)自動(dòng)或非手動(dòng)地動(dòng)作。
本發(fā)明一些實(shí)施例的一個(gè)方面涉及一種康復(fù)方法，其中利用一個(gè)健康的身體部位使身體的一個(gè)患病部位康復(fù)。在本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例中，康復(fù)裝置讓兩個(gè)一好一壞的肢體同時(shí)或平行運(yùn)動(dòng)，并且利用未損壞肢體的正確動(dòng)作作為對該損壞肢體的力場定義的一個(gè)基礎(chǔ)?？商娲蚋郊拥?，按照先是未損壞肢體然后是損壞肢體的順序動(dòng)作?？扇芜x地，修正該未損壞的動(dòng)作，例如減小力、速度或動(dòng)作范圍?？扇芜x地，該動(dòng)作是鏡象動(dòng)作或?qū)ΨQ動(dòng)作(例如游泳期間的手臂和腿部)。在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，使用可以支撐兩個(gè)肢體的裝置。在一些實(shí)施例中，這兩個(gè)肢體的動(dòng)作是相關(guān)聯(lián)的。在另一個(gè)實(shí)施例中，在這些肢體之間有部分或完全的至少實(shí)時(shí)地去耦。
本發(fā)明一些實(shí)施例的一個(gè)方面涉及一種有多點(diǎn)的康復(fù)裝置，其中該康復(fù)裝置固定到患者身體的多個(gè)點(diǎn)上，這些點(diǎn)可以相互運(yùn)動(dòng)，該運(yùn)動(dòng)是康復(fù)的一部分。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，該康復(fù)裝置固定到兩個(gè)肢體上，例如一個(gè)胳臂和一條腿，或者兩個(gè)胳臂上。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，該康復(fù)裝置單獨(dú)地允許在一關(guān)節(jié)任一側(cè)上、兩塊骨頭(bones)的3D空間內(nèi)運(yùn)動(dòng)。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，該裝置機(jī)械地限制這些點(diǎn)中的一個(gè)或多個(gè)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)?？扇芜x地，一個(gè)或多個(gè)這些點(diǎn)被跟蹤(在一或多維上)但是其動(dòng)作在一些或任何方向上并不被機(jī)械地限制。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，該康復(fù)裝置支持復(fù)雜動(dòng)作，其中號(hào)召身體不同部位完成某些動(dòng)作，例如肩膀和腕部動(dòng)作。
本發(fā)明一些實(shí)施例的一個(gè)方面涉及一種康復(fù)裝置所用的機(jī)械結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，該裝置包括一個(gè)固定到一個(gè)接頭上的臂，臂上有一個(gè)身體固附點(diǎn)，用來束縛住患者或者由患者抓住。該接頭用作一個(gè)球形接頭，允許臂在一個(gè)角度范圍內(nèi)例如相對接頭中心在φ和θ方向(例如在球形坐標(biāo)中)的±90度，沿一個(gè)球體表面上的大體的任何的路線運(yùn)動(dòng)。可任選地，這些運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)中心基本是所有路線的同一轉(zhuǎn)動(dòng)中心。在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，該接頭和/或該臂作為一個(gè)整體在該動(dòng)作范圍沒有奇點(diǎn)。可任選地，對該接頭運(yùn)動(dòng)的阻力(該裝置可以增加阻力)基本上是均勻的，該球面運(yùn)動(dòng)基本是獨(dú)立的。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，該球形接頭包括承窩接頭中的球，該臂固定到該球上或者該承窩上。球或承窩的另一個(gè)可任意固定到一個(gè)基座上，例如一個(gè)立在地板上或者固定到一面墻或天花板上的基座。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，可以提供平衡。在一個(gè)示例中，該裝置包括一個(gè)重塊，該重塊與所述臂相對地固附到所述球上，用來平衡所述臂的動(dòng)作。可任選地，在整個(gè)動(dòng)作范圍內(nèi)，基本可使該臂的動(dòng)作保持平衡。在本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例中，該平衡包括防止一個(gè)靜止轉(zhuǎn)矩(restingtorque)?？商娲蚋郊拥?，平衡包括對使用期間現(xiàn)有慣性力矩或一個(gè)預(yù)期慣性力矩的修正?？扇芜x地，根據(jù)實(shí)施例的不同，該裝置可以包括一個(gè)靜止力(resting force)，該力趨向于使該裝置穩(wěn)定或不穩(wěn)定。
可任選地，設(shè)置一個(gè)或多個(gè)引導(dǎo)板。在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，固附到該球上或者是一部分重塊上的一個(gè)銷被約束在一個(gè)狹槽內(nèi)(例如矩形或其他形狀)移動(dòng)，該狹槽限定在一個(gè)引導(dǎo)板內(nèi)。可任選地，該狹槽具有彈性。
可任選地，設(shè)置一個(gè)或多個(gè)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)該球轉(zhuǎn)動(dòng)和/或在理想方向上施加力。
可任選地，設(shè)置一個(gè)或多個(gè)方向制動(dòng)器，有選擇地制止球在理想方向上運(yùn)動(dòng)。
可任選地，設(shè)置一個(gè)或多個(gè)單向制動(dòng)器(uni-directional)，有選擇地制止球在任何方向上運(yùn)動(dòng)。
在本發(fā)明一個(gè)替代實(shí)施例中，用兩個(gè)或更多有共同轉(zhuǎn)動(dòng)中心的接頭代替一個(gè)球，例如一個(gè)萬向接頭。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，該臂可沿自身的軸伸長?？扇芜x地，提供一個(gè)電動(dòng)機(jī)，有選擇地推動(dòng)該延伸件沿該軸的運(yùn)動(dòng)或者施加力來阻止該運(yùn)動(dòng)?？扇芜x地，設(shè)置一個(gè)或多個(gè)制動(dòng)器，有選擇地阻礙所述延伸件沿該軸的運(yùn)動(dòng)。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，該延伸被平衡，這樣其中就不具有自行運(yùn)動(dòng)。可替代或附加地，即使當(dāng)有各種程度的伸長時(shí)，該延伸也不會(huì)影響所述臂的平衡。
可任選地，一種康復(fù)裝置可以在各種方向上取向。可任選地，該裝置包括一個(gè)接頭，位于基座和一個(gè)活節(jié)部件之間。
本發(fā)明一些實(shí)施例的一個(gè)方面涉及一個(gè)有選擇性制動(dòng)的球接頭。在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，設(shè)置一個(gè)夾盤，以有選擇地制止該球接頭的轉(zhuǎn)動(dòng)?？扇芜x地，設(shè)置多個(gè)方向制動(dòng)器?？扇芜x地，一個(gè)或多個(gè)傳感器產(chǎn)生一個(gè)力施加方向的指示，一個(gè)控制器響應(yīng)該力的方向選擇哪些方向和/或單向制動(dòng)器使其松開。
本發(fā)明一些實(shí)施例的一個(gè)方面涉及一種伸縮元件，可選擇地作為一種康復(fù)裝置的一部分而使用。在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，提供至少三個(gè)部分，兩個(gè)端部和一個(gè)中部，對該中部施加有延伸或收縮的力。利用一個(gè)齒條和齒輪(每個(gè)端部上有一個(gè)齒條，中部的任一端有兩個(gè)齒輪)將中部固定到這兩個(gè)端部。用一個(gè)皮帶將兩個(gè)齒輪連接起來，這樣它們可以協(xié)同運(yùn)動(dòng)。
本發(fā)明一些實(shí)施例的一個(gè)方面涉及一種包括彈簧的力反饋控制機(jī)構(gòu)。通過改變該彈簧的有效長度可以提供順應(yīng)性上的變化。在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，該彈簧是一個(gè)扁平螺旋彈簧并且該順應(yīng)性方向垂直于該彈簧的平面。
本發(fā)明一些實(shí)施例的一個(gè)方面涉及一種力控制機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)用于可由人工移動(dòng)的元件上。在本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例中，提供一個(gè)彈簧抵抗人所施加的力?？扇芜x地，力的大小是可調(diào)節(jié)的，可任選地可預(yù)先給彈簧(或者其他彈性元件)加載?？扇芜x地，該由人工移動(dòng)的元件也可以由一個(gè)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，并且所述順應(yīng)性也任選地提供給所述人的動(dòng)作?？扇芜x地，提供一個(gè)阻尼元件，例如黏性墊。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，該彈性元件可實(shí)時(shí)地(on the fly)被配置，例如給該運(yùn)動(dòng)提供理想的阻擋程度?？扇芜x地，重新調(diào)節(jié)該彈性裝置以便跟隨該元件的實(shí)際運(yùn)動(dòng)。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，該電動(dòng)機(jī)利用一個(gè)接頭移動(dòng)該把手，并且一個(gè)第二接頭用于提供力的順應(yīng)性。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，由一個(gè)彈性元件給多個(gè)軸同時(shí)提供力的順應(yīng)性，這些軸之間基本沒有耦合。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，該元件在球形轉(zhuǎn)動(dòng)中的運(yùn)動(dòng)軸向地壓縮一個(gè)彈性元件，該彈性元件隨后提供順應(yīng)性。
在本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例中，利用一個(gè)不能被反驅(qū)動(dòng)的齒輪系統(tǒng)給該元件提供動(dòng)力。當(dāng)檢測到反驅(qū)動(dòng)時(shí)，就將反驅(qū)動(dòng)機(jī)械地轉(zhuǎn)移給一個(gè)彈性元件，該彈性元件提供順應(yīng)性。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，提供一個(gè)機(jī)械式二極管設(shè)計(jì)，其中利用一個(gè)齒輪將一個(gè)運(yùn)動(dòng)傳給一個(gè)桿，并且其中該桿不能使該齒輪移動(dòng)。在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，該二極管包括一個(gè)齒輪或桿，其與一個(gè)具有足夠低的導(dǎo)程角(lead angle)的蝸輪(即不能反向驅(qū)動(dòng))配合，一個(gè)電動(dòng)機(jī)使該蝸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，由此使與之相連的齒輪和/或桿運(yùn)動(dòng)。由于導(dǎo)程角低，當(dāng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，蝸輪軸向運(yùn)動(dòng)而非轉(zhuǎn)動(dòng)?？扇芜x地，蝸輪擱置在彈簧或者另一個(gè)彈性元件上，彈性元件對該齒輪的運(yùn)動(dòng)提供一定程度的彈性?？扇芜x地，彈簧預(yù)先加壓到一個(gè)理想的量?？扇芜x地，蝸輪轉(zhuǎn)動(dòng)來隨桿的運(yùn)動(dòng)，并保持一個(gè)理想的張力和/或在彈性元件中保持對稱性。
本發(fā)明一些實(shí)施例的一個(gè)方面涉及一個(gè)手動(dòng)操控器，該操控器利用至少一根線索以及可任選地一個(gè)或多個(gè)機(jī)器人元件來移動(dòng)或控制人的身體動(dòng)作，使得身體的至少一個(gè)點(diǎn)的三維(3D)運(yùn)動(dòng)受該操控器的約束。在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，該操控器配置成用作一個(gè)康復(fù)裝置?？扇芜x地，提供一個(gè)或多個(gè)電動(dòng)機(jī)使該至少一個(gè)點(diǎn)移動(dòng)?？扇芜x地，提供一個(gè)或多個(gè)彈性元件，使得在一個(gè)或多個(gè)線索內(nèi)設(shè)置一些帶彈性的空隙?？扇芜x地，提供三根線索來限制三維運(yùn)動(dòng)。
本發(fā)明一些實(shí)施例的一個(gè)方面涉及患者在一個(gè)康復(fù)系統(tǒng)內(nèi)的定位。在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，該裝置利用一個(gè)成像系統(tǒng)確定患者的位置。在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，可替代或附加地，確定一個(gè)患者所用椅子或其他支撐件相對該系統(tǒng)的位置。可任選地，彈簧-加載的線索系統(tǒng)用來測量該相對位置?？扇芜x地，使用一個(gè)壓力感應(yīng)墊。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，指導(dǎo)患者執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)動(dòng)作，并且從該動(dòng)作軌跡線中確定該相對位置?？扇芜x地，確定2D而非3D位置?？商鎿Q的，確定3D位置和/或方向信息。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，用該系統(tǒng)自身的一個(gè)移動(dòng)部件或者該系統(tǒng)的一個(gè)光指示部件來標(biāo)記和/或注釋一個(gè)正確的定位。
在本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例中，一旦該相對位置被確定下來，則考慮該相對位置來修改一個(gè)或多個(gè)練習(xí)。
本發(fā)明一些實(shí)施例的一個(gè)方面涉及一種康復(fù)裝置的安全性。在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，該康復(fù)裝置包括一個(gè)或多個(gè)機(jī)械式保險(xiǎn)絲，當(dāng)在一個(gè)可更換元件(例如一個(gè)銷)上的剪切、張力和/或轉(zhuǎn)矩超過一個(gè)閾值時(shí)，該保險(xiǎn)絲可以選擇性地破裂。除了機(jī)械式銷外，可以替代使用一種可調(diào)節(jié)磁銷，其中銷的兩個(gè)部分由磁力而相互固附起來。通過移動(dòng)銷的兩個(gè)部件之一內(nèi)的磁鐵，可以可任選設(shè)定吸力的大小。通過在銷部件之間提供一個(gè)鋸齒狀連接可以檢測該力矩，該連接使這些銷部件的相對轉(zhuǎn)動(dòng)和這些部件的分離相互關(guān)聯(lián)起來。可任選地，在銷內(nèi)設(shè)置一根線索，因此可以由該裝置用電力檢測該線索的破裂。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，為患者提供一個(gè)特殊安全開關(guān)，其中如果患者釋放該開關(guān)，則該裝置停止或者進(jìn)入一個(gè)預(yù)定或動(dòng)力確定的安全模式和/或位置?？扇芜x地，該特殊安全開關(guān)放在一個(gè)無線元件上，該元件由一個(gè)完好的肢體或身體部位控制，例如用腳踩、握在手里或放在口中。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，提供一種由聲音作動(dòng)的中斷，例如患者可以通呼喊使康復(fù)停止。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，該康復(fù)裝置分析患者的運(yùn)動(dòng)和施加的力，以檢測出現(xiàn)的問題。例如，任何總重上的異常都將導(dǎo)致康復(fù)裝置停止工作。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，該裝置包括至少一個(gè)有彈性的運(yùn)動(dòng)元件，當(dāng)移動(dòng)以便出現(xiàn)松弛時(shí)，隨著所用松弛量的增加，則阻力增加?？扇芜x地，該松弛用來使用戶不用根據(jù)該元件的運(yùn)動(dòng)而執(zhí)行一個(gè)動(dòng)作，同時(shí)提供足夠的時(shí)間來檢測該動(dòng)作是錯(cuò)誤的并且該施加的力正在接近一個(gè)安全限制。
下面是本發(fā)明實(shí)施例的幾種很有用情況的示例。在本發(fā)明一些典型實(shí)施例中，支持各種治療時(shí)間，包括比如目標(biāo)定向治療、短期治療、長期治療和/或預(yù)防性活動(dòng)。在本發(fā)明一些典型實(shí)施例中，為康復(fù)中跨多個(gè)階段的治療，可能是整個(gè)康復(fù)過程提供支持，在一些情況下可以使用同一裝置。在本發(fā)明一些典型實(shí)施例中，可以康復(fù)身體的多個(gè)部位，既可以同時(shí)也可以分開進(jìn)行，在一些情況下可以使用同一裝置。在本發(fā)明一些實(shí)施例中，既可以一起使用也可以使用同一個(gè)裝置，進(jìn)行多個(gè)模式的康復(fù)，例如肌肉運(yùn)動(dòng)控制、肌肉運(yùn)動(dòng)反饋、視覺、聽覺能力和/或會(huì)話。動(dòng)作的復(fù)雜性和等級(jí)范圍受到一些實(shí)施例支持，例如一個(gè)關(guān)節(jié)的簡單運(yùn)動(dòng)和多個(gè)肢體運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜計(jì)劃。本發(fā)明一些實(shí)施例可支持多個(gè)治療場所，例如，ICU、床、診所、家庭和或戶外。本發(fā)明一些實(shí)施例中支持多個(gè)活動(dòng)類型，例如專用康復(fù)練習(xí)、訓(xùn)練練習(xí)、日常活動(dòng)、戶外活動(dòng)和/或診斷活動(dòng)。在本發(fā)明一些實(shí)施例中，支持多個(gè)身體位置，例如躺下、站立和/或坐著。在本發(fā)明一些實(shí)施例中，支持一定精神(mental)范圍、認(rèn)知和/或肌肉運(yùn)動(dòng)能力狀態(tài)。應(yīng)當(dāng)注意到，不是本發(fā)明所有實(shí)施例都支持上述所有各個(gè)范圍以及該范圍的延伸。
因此，根據(jù)本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例，提供一種康復(fù)方法，其使用如下類型的作動(dòng)器，作動(dòng)器包括運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，該運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠施加與在該作動(dòng)器運(yùn)動(dòng)的至少三個(gè)自由度中、在直徑至少為30厘米的空間內(nèi)的患者肢體的運(yùn)動(dòng)相互作用的力，并且該運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠阻止在所述空間內(nèi)任何方向任何點(diǎn)的實(shí)質(zhì)運(yùn)動(dòng)，該方法包括利用與所述患者一個(gè)運(yùn)動(dòng)相互作用的所述作動(dòng)器中的一個(gè)作動(dòng)器，在從床、輪椅、診所和家中選擇的第一康復(fù)位置上讓患者進(jìn)行練習(xí)；和利用與所述患者一個(gè)運(yùn)動(dòng)相互作用的所述作動(dòng)器中的第二作動(dòng)器，在從床、輪椅、診所和家中選擇的第二康復(fù)位置上讓患者進(jìn)行第二練習(xí)；其中利用同一個(gè)移動(dòng)所述作動(dòng)器的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行所述第一練習(xí)和所述第二練習(xí)。
可任選地，利用同一個(gè)康復(fù)設(shè)備進(jìn)行所述第一和第二練習(xí)。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，所述運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)是機(jī)動(dòng)的。可任選地，所述運(yùn)動(dòng)和所述力由一個(gè)控制器控制?？商娲蚋郊拥?，所述運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠給所述作動(dòng)器的一個(gè)頂端施加至少10Kg的力。可替換和或附加地，所述運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠在所述作動(dòng)器不同運(yùn)動(dòng)方向上施加大小不同的力。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，所述運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)適于給所述作動(dòng)器的運(yùn)動(dòng)施加可選擇的阻力。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，所述作動(dòng)器在多個(gè)模式下與所述運(yùn)動(dòng)相互作用，這些模式包括至少引起所述運(yùn)動(dòng)、引導(dǎo)所述運(yùn)動(dòng)以及記錄所述運(yùn)動(dòng)?？扇芜x地，所述第一和所述第二練習(xí)采用不同運(yùn)動(dòng)的相互作用模式。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，所述第一和所述第二練習(xí)中的至少一個(gè)是在水中進(jìn)行。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，所述第一和所述第二練習(xí)是在同一個(gè)肢體上進(jìn)行。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，所述第一和所述第二練習(xí)是不同的練習(xí)。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，該方法包括在與所述第二作動(dòng)器接合的同一個(gè)控制器中，持續(xù)跟蹤所述患者的包括所述第一和所述第二練習(xí)的進(jìn)展。
可任選地，所述作動(dòng)器是剛性的。
根據(jù)本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例，還提供一種利用一個(gè)作動(dòng)器的康復(fù)方法，該作動(dòng)器包括運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，該運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠施加與在該作動(dòng)器運(yùn)動(dòng)的至少三個(gè)自由度中、在直徑至少為30厘米的空間內(nèi)的患者肢體的運(yùn)動(dòng)相互作用的力，并且該運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠阻止在所述空間內(nèi)任何方向任何點(diǎn)的實(shí)質(zhì)運(yùn)動(dòng)，該方法包括利用所述作動(dòng)器練習(xí)患者的第一種器官；和利用所述作動(dòng)器練習(xí)該患者的第二種器官。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，該方法包括在所述練習(xí)之間，給所述康復(fù)裝置的所述患者替換一個(gè)附件。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，該作動(dòng)器包括一個(gè)控制所述相互作用的控制器。可任選地，所述控制器編入有適用于不同肢體的多個(gè)不同練習(xí)。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，該方法包括在所述練習(xí)之間，調(diào)節(jié)所述作動(dòng)器相對于所述患者的一個(gè)空間位置和取向中的至少一個(gè)。
根據(jù)本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例，還提供一種康復(fù)成套工具，包括作動(dòng)器，該作動(dòng)器包括運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，該運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠施加與在該作動(dòng)器運(yùn)動(dòng)的至少三個(gè)自由度中、在直徑至少為30厘米的空間內(nèi)的患者肢體的運(yùn)動(dòng)相互作用的力，并且該運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠阻止在所述空間內(nèi)任何方向任何點(diǎn)的實(shí)質(zhì)運(yùn)動(dòng)；在所述作動(dòng)器上的頂端；和用于所述頂端的多個(gè)可模塊化更換的附件，其中的至少兩個(gè)可與不同的器官配合。
可任選地，至少所述附件之一通過所述作動(dòng)器被驅(qū)動(dòng)?？商娲蚋郊拥?，至少一個(gè)所述附件之一能夠在三個(gè)轉(zhuǎn)軸上轉(zhuǎn)動(dòng)。
根據(jù)本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例，還提供一種康復(fù)裝置，包括機(jī)動(dòng)的作動(dòng)器，通過阻礙運(yùn)動(dòng)、引導(dǎo)運(yùn)動(dòng)和引起運(yùn)動(dòng)中的至少一個(gè)來支持人的一個(gè)運(yùn)動(dòng)；和構(gòu)造成控制所述作動(dòng)器的控制器，其中，所述控制器是可編程的，為患者提供可在多個(gè)模式之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換的康復(fù)練習(xí)，在這些模式中，動(dòng)機(jī)、認(rèn)知能力和肌肉運(yùn)動(dòng)能力中的一個(gè)或多個(gè)可以為或高為或低。
可任選地，所述控制器可以在至少三個(gè)信息表達(dá)模式和復(fù)雜等級(jí)中的可選擇的之一中提供指示。
可替代或附加地，所述控制器構(gòu)型成在至少三個(gè)協(xié)助等級(jí)中的可選擇的一個(gè)等級(jí)中給所述患者的肌肉運(yùn)動(dòng)活動(dòng)提供支持。
可替代或附加地，所述控制器構(gòu)型成在至少三個(gè)激勵(lì)等級(jí)中的可選擇的一個(gè)等級(jí)中給所述患者提供激勵(lì)反饋。
根據(jù)本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例，還提供一種利用一個(gè)作動(dòng)器的康復(fù)方法，該作動(dòng)器包括運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，該運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠施加與在該作動(dòng)器運(yùn)動(dòng)的至少三個(gè)自由度中、在直徑至少為30厘米的空間內(nèi)的患者肢體的運(yùn)動(dòng)相互作用的力，并且該運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠阻止在所述空間內(nèi)任何方向任何點(diǎn)的實(shí)質(zhì)運(yùn)動(dòng)，該方法包括在一個(gè)家用設(shè)置中將所述作動(dòng)器耦合到人身上；由所述人執(zhí)行一個(gè)日?；顒?dòng)，其中所述作動(dòng)器與所述活動(dòng)相互作用，以提高康復(fù)。
可任選地，所述日?；顒?dòng)是戶外活動(dòng)。
可替代或附加地，所述作動(dòng)器利用被存儲(chǔ)的康復(fù)計(jì)劃進(jìn)行相互作用。
可替代或附加地，所述作動(dòng)器將康復(fù)的進(jìn)展報(bào)告給一個(gè)遠(yuǎn)程位置。
可替代或附加地，所述作動(dòng)器阻止所述患者做出的不安全動(dòng)作。
可替代或附加地，該方法包括在首先在一個(gè)康復(fù)診所進(jìn)行所述日?；顒?dòng)。
根據(jù)本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例，還提供一種利用作動(dòng)器的康復(fù)方法，包括在第一康復(fù)裝置上讓第一患者做康復(fù)練習(xí)；在第二康復(fù)裝置上讓第二患者做康復(fù)練習(xí)；和在所述兩個(gè)裝置之間傳遞與康復(fù)有關(guān)的信息，所述信息包括以下信息的至少一個(gè)分?jǐn)?shù)、當(dāng)前階段、患者身體的空間位置和游戲運(yùn)動(dòng)。
可任選地，所述患者利用所述裝置輸入和輸出來一起進(jìn)行一項(xiàng)游戲?？扇芜x地，所述患者扮演相互對抗的角色。可替代或附加地，所述第一康復(fù)裝置為所述第一患者提供不同于所述第二裝置給所述第二患者提供的支持，以便補(bǔ)償這兩個(gè)患者之間能力上的差別。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，時(shí)實(shí)傳遞所述信息。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，利用無線連接器傳遞所述信息。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，該方法包括由一位遠(yuǎn)程治療師監(jiān)控所述第一和所述第二患者。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，該方法包括由所述患者遠(yuǎn)程連接至治療組。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，所述兩個(gè)裝置位于同一個(gè)房間內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例，還提供一種康復(fù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，包括第一康復(fù)裝置；和第二康復(fù)裝置，通過無線數(shù)據(jù)鏈接與所述第一康復(fù)裝置連接，使得這兩個(gè)康復(fù)裝置可以同步動(dòng)作。
根據(jù)本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例，還提供一種協(xié)調(diào)康復(fù)的方法，包括提供第一作動(dòng)器，該作動(dòng)器包括運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，該運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠施加與在該作動(dòng)器運(yùn)動(dòng)的至少三個(gè)自由度中、在直徑至少為30厘米的空間內(nèi)的患者肢體的運(yùn)動(dòng)相互作用的力，并且該運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠阻止在所述空間內(nèi)任何方向任何點(diǎn)的實(shí)質(zhì)運(yùn)動(dòng)；提供第二作動(dòng)器，該作動(dòng)器包括運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，該運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠施加與在該作動(dòng)器運(yùn)動(dòng)的至少三個(gè)自由度中、在直徑至少為30厘米的空間內(nèi)的患者肢體的運(yùn)動(dòng)相互作用的力，并且該運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠阻止在所述空間內(nèi)任何方向任何點(diǎn)的實(shí)質(zhì)運(yùn)動(dòng)；分別由一位患者和一位非治療師將所述第一和第二作動(dòng)器接合起來；和利用所述第一作動(dòng)器和所述非治療師對所述患者進(jìn)行康復(fù)練習(xí)。
可任選地，所述非治療師是一位血親。
根據(jù)本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例，該方法包括通過一個(gè)控制器的指示來引導(dǎo)所述非治療師和所述患者。
根據(jù)本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例，所述非治療師的年齡小于18歲。
根據(jù)本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例，所述非治療師的年齡小于10歲。
根據(jù)本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例，所述提供是在所述非治療師的家中進(jìn)行。
根據(jù)本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例，所述非治療師在物理治療法上的經(jīng)驗(yàn)少于50小時(shí)。
根據(jù)本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例，所述非治療師在物理治療法上的經(jīng)驗(yàn)少于10小時(shí)。
根據(jù)本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例，還提供一種康復(fù)裝置，包括一個(gè)框架；一個(gè)作動(dòng)器，該作動(dòng)器包括運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，該運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠施加與在該作動(dòng)器運(yùn)動(dòng)的至少三個(gè)自由度中、在直徑至少為30厘米的空間內(nèi)的患者肢體的運(yùn)動(dòng)相互作用的力，并且該運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠阻止在所述空間內(nèi)任何方向任何點(diǎn)的實(shí)質(zhì)運(yùn)動(dòng)；一個(gè)接頭，使所述框架和所述作動(dòng)器相互連接并允許所述運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)在所述框架上有多個(gè)不同的相對布置，使得所述空間相對所述框架移動(dòng)。
可任選地，所述運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)在不同的空間方向受到不同運(yùn)動(dòng)限制，并且其中所述多個(gè)相對布置包括改變所述機(jī)構(gòu)的取向。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，所述接頭包括一個(gè)直線接頭。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，所述接頭包括一個(gè)旋轉(zhuǎn)接頭。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，所述框架是曲線型的。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，所述接頭是機(jī)動(dòng)的。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，該裝置包括一個(gè)控制器，該控制器根據(jù)儲(chǔ)存在所述控制器內(nèi)的需要執(zhí)行的練習(xí)控制所述接頭。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，該裝置包括至少一個(gè)報(bào)告所述接頭位置的傳感器。
根據(jù)本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例，還提供一種康復(fù)系統(tǒng)的裝配方法，該系統(tǒng)包括一個(gè)作動(dòng)器，該作動(dòng)器包括運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，該運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠施加與在該作動(dòng)器運(yùn)動(dòng)的至少三個(gè)自由度中、在直徑至少為30厘米的空間內(nèi)的患者肢體的運(yùn)動(dòng)相互作用的力，并且該運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠阻止在所述空間內(nèi)任何方向任何點(diǎn)的實(shí)質(zhì)運(yùn)動(dòng)，該方法包括確定一個(gè)要執(zhí)行的康復(fù)練習(xí)；為所述練習(xí)給所述運(yùn)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)選擇一個(gè)理想的位置；和根據(jù)所述理想的位置在框架上調(diào)節(jié)該機(jī)構(gòu)的位置。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，該方法包括自動(dòng)調(diào)節(jié)所述位置。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，該方法包括向用戶自動(dòng)報(bào)告所述理想的位置。
根據(jù)本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例，還提供一種康復(fù)裝置，包括具有在φ(旋轉(zhuǎn))和θ(仰角(elevation))的球形角度中的運(yùn)動(dòng)自由度的接頭，所述自由度使得所述接頭可以定位在每個(gè)角度方向的至少30度范圍內(nèi)的基本任何角度位置上；
基本剛性的徑向延伸件，該延伸件固附到所述接頭上并且適于在人的肢體上的至少一個(gè)點(diǎn)上與肢體一起移動(dòng)；和控制器，適于控制所述接頭的運(yùn)動(dòng)并由此控制所述徑向延伸件的運(yùn)動(dòng)。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，所述徑向延伸件是被平衡的，從而如果該人不施加力則所述點(diǎn)保持穩(wěn)定，如果施加力則所述點(diǎn)移動(dòng)?？扇芜x地，所述平衡可以改變，以便與一個(gè)可選擇地固附到所述延伸件的一個(gè)附件的重量相匹配。可替代或附加地，由所述控制器使所述平衡沿著一個(gè)運(yùn)動(dòng)路線改變，以便與所述點(diǎn)上的瞬間變化相匹配?？商娲蚋郊拥?，可以設(shè)定所述平衡，以便給所述肢體提供一個(gè)守中的浮力(neutral buoyancy)。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，所述接頭是一個(gè)球接頭。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，所述接頭包括兩個(gè)有公共轉(zhuǎn)動(dòng)中心的正交鉸鏈。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，所述控制器包括一個(gè)機(jī)械式控制器。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，所述控制器包括一個(gè)電子控制器。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，所述裝置包括至少一個(gè)可選擇地阻礙所述自由運(yùn)動(dòng)的制動(dòng)器?？扇芜x地，所述制動(dòng)器由所述控制器連續(xù)地控制?？商娲蚋郊拥?，所述制動(dòng)器在所述φ和θ方向中的僅一個(gè)方向上進(jìn)行單向制動(dòng)?？商娲蚋郊拥?，所述制動(dòng)器在所述φ和所述θ兩個(gè)方向上工作。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，該裝置包括至少一個(gè)適于使所述接頭移動(dòng)的電動(dòng)機(jī)?？扇芜x地，所述電動(dòng)機(jī)在所述點(diǎn)適于施加至少10Kg的力?？商娲蚋郊拥?，所述電動(dòng)機(jī)受所述控制器的連續(xù)控制?？商娲蚋郊拥兀鲭妱?dòng)機(jī)不能由所述延伸件反向驅(qū)動(dòng)。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，該裝置包括至少一個(gè)彈性元件，當(dāng)該人在不同于受所述控制器控制而運(yùn)動(dòng)所沿的運(yùn)動(dòng)軌跡線的一個(gè)軌跡線上移動(dòng)所述點(diǎn)時(shí)，該彈性元件提供彈性順應(yīng)性?？扇芜x地，所述控制器設(shè)定所述彈性順應(yīng)性的范圍。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，所述元件是可伸展的。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，元件包括一個(gè)輸送電源的導(dǎo)線管。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，所述裝置包括至少一個(gè)位置傳感器，報(bào)告所述接頭的一個(gè)角度位置。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，所述裝置包括至少一個(gè)力傳感器，報(bào)告施加給所述接頭的力。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，所述控制器控制所述運(yùn)動(dòng)并提供下面中的至少一個(gè)協(xié)助所述患者肢體的運(yùn)動(dòng)、阻止所述患者肢體的運(yùn)動(dòng)、引導(dǎo)所述患者肢體的運(yùn)動(dòng)、輕推所述患者肢體使之移動(dòng)以及移動(dòng)所述患者肢體。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，所述控制器上儲(chǔ)存有多個(gè)不同的康復(fù)練習(xí)。
根據(jù)本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例，還提供一種平衡康復(fù)裝置，包括作動(dòng)器，該作動(dòng)器包括運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，該運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠施加與在該作動(dòng)器運(yùn)動(dòng)的至少三個(gè)自由度中、在直徑至少為30厘米的空間內(nèi)的患者肢體的運(yùn)動(dòng)相互作用的力，并且該運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠阻止在所述空間內(nèi)任何方向任何點(diǎn)的實(shí)質(zhì)運(yùn)動(dòng)；和至少一個(gè)平衡所述作動(dòng)器的重塊，從而不需要力就可以使所述作動(dòng)器保持在空間內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例，還提供一種康復(fù)方法，包括利用一個(gè)作動(dòng)器協(xié)助患者沿一個(gè)軌跡線在空中的運(yùn)動(dòng)；給所述患者離開所述軌跡線的運(yùn)動(dòng)提供阻力，所述阻力包括在離開所述軌跡線方向上的順應(yīng)性，其中所述順應(yīng)性由沒有機(jī)電反饋回路的機(jī)械方式實(shí)現(xiàn)。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，所述順應(yīng)性通過制動(dòng)提供。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，所述順應(yīng)性由至少一個(gè)彈性元件提供。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，該方法包括跟蹤患者帶有順應(yīng)性的所述動(dòng)作。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，在沿該動(dòng)作的空間中的不同點(diǎn)處提供不同的阻力。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，在空間中相同點(diǎn)的不同方向上提供不同阻力。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，所述順應(yīng)性為至少1厘米。
根據(jù)本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例，還提供一種康復(fù)裝置，包括適于與患者身體的一部分一起運(yùn)動(dòng)的桿；
電動(dòng)機(jī)，以防止由所述桿反向驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的方式可操作地與所述桿連接，所述電動(dòng)機(jī)可操作來移動(dòng)該桿；和與所述桿耦合并為所述運(yùn)動(dòng)提供彈力的彈簧。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，只有當(dāng)所述桿以不同于所述電動(dòng)機(jī)引起的運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)時(shí)，所述彈簧提供所述彈力。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，所述電動(dòng)機(jī)的試圖反向驅(qū)動(dòng)給所述彈簧施加力。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，所述彈簧有一個(gè)可控制的預(yù)負(fù)載。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，該裝置包括一個(gè)與所述彈簧平行的阻尼元件。
根據(jù)本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例，還提供一種康復(fù)裝置，包括適于與患者身體的一部分一起運(yùn)動(dòng)的桿；電動(dòng)機(jī)，可操作地與所述桿連接并使其運(yùn)動(dòng)；狹槽，引導(dǎo)所述桿的運(yùn)動(dòng)；和彈簧，與所述桿耦合并給所述運(yùn)動(dòng)提供彈力。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，所述彈簧裝在所述狹槽上。
根據(jù)本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例，還提供一種用于康復(fù)的多軸彈性元件，包括第一組的至少一個(gè)接頭，適于允許一個(gè)徑向延伸的桿在球形坐標(biāo)系內(nèi)的運(yùn)動(dòng)；第二組的至少一個(gè)接頭，適于允許所述第一組接頭在球形坐標(biāo)內(nèi)的運(yùn)動(dòng)；彈性元件，有一個(gè)與所述桿運(yùn)動(dòng)關(guān)聯(lián)的壓縮狀態(tài)，由此與所述第二組內(nèi)的運(yùn)動(dòng)相順應(yīng)。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，所述彈性元件有一個(gè)可設(shè)定的預(yù)負(fù)載。
根據(jù)本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例，還提供一種康復(fù)裝置，包括適于與患者身體的一部分一起運(yùn)動(dòng)的桿；電動(dòng)機(jī)，可操作地與所述桿連接并使其運(yùn)動(dòng)；和彈簧，與所述桿耦合并給所述運(yùn)動(dòng)提供彈力，其中所述彈簧有可設(shè)定的順應(yīng)性。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，所述順應(yīng)性由一個(gè)控制器設(shè)定?？扇芜x地，所述設(shè)定是連續(xù)的。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，所述彈簧是具有可設(shè)定的有效長度的扁平簧(flat spring)。
根據(jù)本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例，還提供一種伸縮機(jī)構(gòu)，包括至少三個(gè)伸縮部，包括一個(gè)中部和兩個(gè)端部；使所述中部延伸的作動(dòng)機(jī)構(gòu)；第一齒條和齒輪機(jī)構(gòu)，與所述端部之一和所述中部的運(yùn)動(dòng)相耦合；第二齒條和齒輪機(jī)構(gòu)，與所述端部的另一個(gè)和所述中部的運(yùn)動(dòng)相耦合；和可操作地連接這兩個(gè)齒條和齒輪機(jī)構(gòu)的皮帶。
根據(jù)本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例，還提供一種便攜式康復(fù)裝置，包括使該裝置穩(wěn)定到一個(gè)表面或物體上的底座；和作動(dòng)器，該作動(dòng)器包括運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，該運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠施加與在該作動(dòng)器運(yùn)動(dòng)的至少三個(gè)自由度中、在直徑至少為30厘米的空間內(nèi)的患者肢體的運(yùn)動(dòng)相互作用的力，并且該運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠阻止在所述空間內(nèi)任何方向任何點(diǎn)的實(shí)質(zhì)運(yùn)動(dòng)，其中所述裝置有兩種構(gòu)型適于進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練的第一構(gòu)型；和適于存儲(chǔ)的第二構(gòu)型，并且其中所述裝置適于由非專業(yè)人員人工地在所述兩個(gè)構(gòu)型之間變化。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，所述裝置拆開為所述第二構(gòu)型。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，所述裝置包括至少一個(gè)快速連接。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，所述裝置被折疊起來。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，所述裝置折成扁平狀，可以放進(jìn)汽車行李箱中。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，所述裝置重量少于30Kg。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，所述所述裝置裝有輪子。
根據(jù)本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例，還提供一種康復(fù)裝置，包括適于與患者身體的一部分一起運(yùn)動(dòng)的桿；
至少一個(gè)與所述桿耦合的電動(dòng)機(jī)，適于與所述桿的動(dòng)作相互作用；和至少一個(gè)單獨(dú)的元件，適于使所述電動(dòng)機(jī)和所述桿相互連接，并且當(dāng)該元件上的一個(gè)預(yù)定力超出時(shí)，所述桿的至少一部分與所述電動(dòng)機(jī)拆開。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，所述元件包括一個(gè)斷裂銷。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，所述元件包括一個(gè)單獨(dú)的接頭。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，所述元件連接在所述桿的本體和一個(gè)裝在所述桿上的附件之間。
根據(jù)本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例，還提供一種康復(fù)裝置，包括適于與患者身體的一部分一起運(yùn)動(dòng)的桿；至少一個(gè)與所述桿耦合的電動(dòng)機(jī)，適于與所述桿的運(yùn)動(dòng)相互作用；至少一個(gè)彈性元件，使所述電動(dòng)機(jī)和所述部分相互連接；和控制器，適于識(shí)別一個(gè)安全問題并根據(jù)所述識(shí)別結(jié)果停止所述電動(dòng)機(jī)，所述彈性元件防止該停止突然發(fā)生。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，所述裝置包括一個(gè)作動(dòng)器，該作動(dòng)器包括一個(gè)能夠給所述桿施加力的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，該桿在直徑至少為30厘米的空間內(nèi)并且在桿運(yùn)動(dòng)的至少三個(gè)自由度中對患者肢體的動(dòng)作有影響。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，所述控制器通過檢測所述患者的一個(gè)呼叫來識(shí)別所述安全問題。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，所述控制器通過計(jì)算所述患者身體一個(gè)部位的至少一個(gè)位置并將該計(jì)算結(jié)果與一個(gè)或多個(gè)允許值比較，從而識(shí)別所述安全問題。
根據(jù)本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例，還提供一種康復(fù)對接站，包括作動(dòng)器，該作動(dòng)器包括運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，該運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠施加與在該作動(dòng)器運(yùn)動(dòng)的至少三個(gè)自由度中、在直徑至少為30厘米的空間內(nèi)的患者肢體的運(yùn)動(dòng)相互作用的力，并且該運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠阻止在所述空間內(nèi)任何方向任何點(diǎn)的實(shí)質(zhì)運(yùn)動(dòng)；至少一個(gè)作動(dòng)器，適于協(xié)助康復(fù)；和適于鎖定到一個(gè)患者支架的對接端口(docking port)。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，所述端口適合與一個(gè)輪椅接合。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，所述端口適合與一個(gè)床接合。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，所述對接站是可移動(dòng)的。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，所述對接站包括至少一個(gè)用于固附第二作動(dòng)器的端口。
根據(jù)本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例，還提供一種康復(fù)方法，包括提供一個(gè)作動(dòng)器，該作動(dòng)器包括運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，該運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠施加與在該作動(dòng)器運(yùn)動(dòng)的至少三個(gè)自由度中、在直徑至少為30厘米的空間內(nèi)的患者肢體的運(yùn)動(dòng)相互作用的力，并且該運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠阻止在所述空間內(nèi)任何方向任何點(diǎn)的實(shí)質(zhì)運(yùn)動(dòng)；將所述作動(dòng)器耦合到人體的一個(gè)位置；由所述作動(dòng)器給所述點(diǎn)施加一個(gè)力矢量，所述力包括轉(zhuǎn)動(dòng)。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，所述力矢量包括至少兩個(gè)相對于該力矢量的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，該方法包括與所述力同時(shí)地給所述身體上的至少第二點(diǎn)施加第二力。
根據(jù)本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例，還提供一種康復(fù)方法，包括提供第一作動(dòng)器，該作動(dòng)器包括運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，該運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠施加與在該作動(dòng)器運(yùn)動(dòng)的至少三個(gè)自由度中、在直徑至少為30厘米的空間內(nèi)的患者肢體的運(yùn)動(dòng)相互作用的力，并且該運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠阻止在所述空間內(nèi)任何方向任何點(diǎn)的實(shí)質(zhì)運(yùn)動(dòng)；將所述第一作動(dòng)器耦合到人體的第一點(diǎn)上；提供第二作動(dòng)器，該作動(dòng)器包括運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，該運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠施加與在該作動(dòng)器運(yùn)動(dòng)的至少三個(gè)自由度中、在直徑至少為30厘米的空間內(nèi)的患者肢體的運(yùn)動(dòng)相互作用的力，并且該運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠阻止在所述空間內(nèi)任何方向任何點(diǎn)的實(shí)質(zhì)運(yùn)動(dòng)；將所述第二作動(dòng)器耦合到人體的第二點(diǎn)上；和利用所述作動(dòng)器給所述點(diǎn)施加不同的力。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，所述第一作動(dòng)器施加一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，所述不同的點(diǎn)是在同一個(gè)肢體上。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，所述不同點(diǎn)是在不同肢體上。在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，該方法包括一齊練習(xí)這兩個(gè)肢體。可替代或附加地，該方法包括從一個(gè)肢體模到另一個(gè)肢體地復(fù)制動(dòng)作。
根據(jù)本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例，還提供一種反向運(yùn)動(dòng)的方法，包括利用作動(dòng)器控制一個(gè)器官上的至少一個(gè)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，該作動(dòng)器包括運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，該運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠施加與在該作動(dòng)器運(yùn)動(dòng)的至少三個(gè)自由度中、在直徑至少為30厘米的空間內(nèi)的患者肢體的運(yùn)動(dòng)相互作用的力，并且該運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠阻止在所述空間內(nèi)任何方向任何點(diǎn)的實(shí)質(zhì)運(yùn)動(dòng)；控制該器官上的至少第二點(diǎn)的位置；和從所述運(yùn)動(dòng)和所述位置通過計(jì)算機(jī)重建所述器官的至少一個(gè)關(guān)節(jié)的彎曲值。
根據(jù)本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例，還提供一種康復(fù)裝置，包括作動(dòng)器，該作動(dòng)器包括作動(dòng)器包括運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，該運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠施加與在直徑至少為30厘米的空間內(nèi)的患者肢體的運(yùn)動(dòng)相互作用的力；供患者使用的支撐件；和控制器，適于根據(jù)所述作動(dòng)器以及所述患者和所述支撐件中的至少一個(gè)的相對位置來調(diào)整一個(gè)康復(fù)練習(xí)。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，該裝置包括一個(gè)用來確定所述相對位置的距離傳感器。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，該裝置包括一個(gè)用來確定所述相對位置的成像傳感器。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，所述控制器與所述患者和所述作動(dòng)器的相對布置有關(guān)。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，所述控制器假定該相對位置僅在兩維方向不同。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，該裝置包括指示理想患者位置的指示器。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，所述控制器構(gòu)型成利用所述作動(dòng)器指示一理想的相對布置。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，所述控制器構(gòu)型成在練習(xí)過程中并響應(yīng)患者的動(dòng)作實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)所述練習(xí)。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，還提供一種康復(fù)裝置，包括存儲(chǔ)器，其內(nèi)儲(chǔ)存有練習(xí)和付款編碼之間的對應(yīng)；
控制器，用來控制一個(gè)康復(fù)練習(xí)并產(chǎn)生一個(gè)報(bào)告，該報(bào)告包括一個(gè)來自所述存儲(chǔ)器并與所述練習(xí)對應(yīng)的編碼。
根據(jù)本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例，還提供一種康復(fù)裝置，包括至少一個(gè)作動(dòng)器，用來支持一身體部位的運(yùn)動(dòng)；至少一個(gè)傳感器，與該作動(dòng)器相關(guān)聯(lián)并測量所述運(yùn)動(dòng)；和控制器，該控制器分析所述被測量的運(yùn)動(dòng)并產(chǎn)生一個(gè)關(guān)于運(yùn)動(dòng)質(zhì)量的測量值，并且該控制器響應(yīng)所述運(yùn)動(dòng)質(zhì)測量量值修改康復(fù)計(jì)劃。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，該控制器根據(jù)測量到的運(yùn)動(dòng)質(zhì)量修改未來練習(xí)的選擇。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，該控制器根據(jù)測量到的運(yùn)動(dòng)質(zhì)量修改用于未來練習(xí)的參數(shù)選擇。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，所用運(yùn)動(dòng)質(zhì)量測量值被定義為與2/3冪定律匹配的程度。
根據(jù)本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例，還提供一種康復(fù)方法，包括引起一人完成至少一個(gè)練習(xí)；從所述至少一個(gè)練習(xí)的結(jié)果中評(píng)估所述人的精神狀態(tài)；和根據(jù)所述評(píng)估自動(dòng)選擇至少一個(gè)第二練習(xí)。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，評(píng)估一個(gè)精神狀態(tài)的步驟包括比較兩個(gè)練習(xí)之間的表現(xiàn)，希望其中一個(gè)引起一個(gè)很高的順應(yīng)性。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，評(píng)估一個(gè)精神狀態(tài)的步驟包括比較練習(xí)之間的表現(xiàn)，利用患者的最大能力作為基準(zhǔn)線，依靠該基準(zhǔn)線可以確定變化。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，所述評(píng)估是自動(dòng)的。
根據(jù)本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例，還提供一種康復(fù)方法，包括確定患者完成一個(gè)肌肉運(yùn)動(dòng)任務(wù)的能力；確定患者執(zhí)行一個(gè)非肌肉運(yùn)動(dòng)任務(wù)的能力；和根據(jù)所述確定結(jié)果為患者自動(dòng)選擇一個(gè)練習(xí)或練習(xí)參數(shù)。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，所述選擇包括使一個(gè)指示或反饋模態(tài)與一個(gè)理解能力相匹配。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，所述選擇包括使一個(gè)指示或反饋模態(tài)與一個(gè)認(rèn)知能力相匹配。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，所述選擇包括設(shè)計(jì)一個(gè)練習(xí)或者一系列練習(xí)，這些練習(xí)用來康復(fù)所述肌肉運(yùn)動(dòng)和所述非肌肉運(yùn)動(dòng)能力兩者。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，所述練習(xí)康復(fù)視覺和肌肉運(yùn)動(dòng)的協(xié)調(diào)性。
根據(jù)本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例，還提供一種康復(fù)方法，包括在直徑至少為30厘米的空間范圍內(nèi)，將一個(gè)帶有頂端的機(jī)動(dòng)的作動(dòng)器移動(dòng)到一個(gè)空間位置；和指導(dǎo)患者施加力反抗所述頂端，其中所述作動(dòng)器給所述力提供順應(yīng)的阻力?？扇芜x地，該方法包括根據(jù)該空間位置選擇該阻力。


下面通過參考結(jié)合附圖的典型實(shí)施例的描述，來說明本發(fā)明的非限定性實(shí)施例。附圖一般不是按照比例進(jìn)行繪制的，任何尺寸的意思僅為示例而非限定。圖中，所有圖中出現(xiàn)的相同結(jié)構(gòu)、部件或零件用相同或類似數(shù)字標(biāo)記表示，其中圖1是表示根據(jù)本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例的基于關(guān)節(jié)臂的康復(fù)裝置的示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例的遠(yuǎn)程康復(fù)系統(tǒng)的示意性方框圖；圖3A舉例說明了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例的康復(fù)裝置所產(chǎn)生的一個(gè)力場；圖3B示出一個(gè)阻力的典型分布(profile)；圖4A是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例的康復(fù)裝置使用方法流程圖；圖4B是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例的長期使用一種康復(fù)裝置的流程圖；圖5示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例的包括肢體位置檢測的系統(tǒng)；圖6舉例說明了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例的一個(gè)肘保持固定部件；圖7和8舉例說明了根據(jù)本發(fā)明典型實(shí)施例的兩臺(tái)手康復(fù)裝置；圖9A和9B舉例說明了根據(jù)本發(fā)明典型實(shí)施例的裝置，這些裝置用于身體上多于一個(gè)的點(diǎn)的受控運(yùn)動(dòng)；圖10示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例的基于球的康復(fù)裝置；
圖11示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例的圖10中的康復(fù)裝置的一個(gè)平衡；圖12示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例的基于板的康復(fù)裝置的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)；圖13A示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例的用于板驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的聯(lián)接裝置；圖13B示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例的帶有柔性狹槽的板；圖14A示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例的兩塊板的康復(fù)裝置；圖14B和14C示出了根據(jù)本發(fā)明典型實(shí)施例的引導(dǎo)板；圖15A示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例的一個(gè)腕部固定部件，該部件為手的一個(gè)或多個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)提供控制和/或反饋；圖15B-15F示出了根據(jù)本發(fā)明典型實(shí)施例的各種固定部件；圖16A-16D示出了根據(jù)本發(fā)明典型實(shí)施例的肘部支撐的各種方法；圖17A示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例的取向可變的康復(fù)裝置；圖17B和7C示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例的另一個(gè)可供選擇的取向可變的康復(fù)裝置；圖17D示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例的另一個(gè)可供選擇的取向可變的康復(fù)裝置；圖18示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例的用于手臂和腿的康復(fù)裝置；圖19A示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例用于身體兩側(cè)的康復(fù)裝置；圖19B示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例的對接站(docking station)；圖19C示出了被占用的圖19B所示那種對接站；圖19D示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例的定位在床附近的可移動(dòng)康復(fù)裝置；圖19E示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例的另一個(gè)可供選擇的聯(lián)接到床上的可移動(dòng)康復(fù)裝置；圖19F舉例說明了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例的可移動(dòng)康復(fù)裝置在浴缸中的用法；圖19G示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例的用于日常活動(dòng)的康復(fù)裝置；
圖19H示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例的協(xié)助訓(xùn)練日常生活動(dòng)作的裝置；圖20示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例的卡盤機(jī)構(gòu)；圖21示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例的一個(gè)可供選擇的非球、平衡的康復(fù)裝置；圖22A示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例的另一個(gè)可供選擇的非球康復(fù)裝置機(jī)構(gòu)；圖22B示出了固定到圖22A的裝置上的力控制機(jī)構(gòu)和制動(dòng)器；圖23示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例的懸臂式康復(fù)裝置機(jī)構(gòu)；圖24A示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例的用于圖22B的力控制機(jī)構(gòu)的側(cè)視截面圖；圖24B是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例的操作圖24A中機(jī)構(gòu)的流程圖；圖25示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)替代實(shí)施例的一種力控制機(jī)構(gòu)；圖26A示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例的一種沿Z軸的伸展結(jié)構(gòu)；和圖26B示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例的一種用于固定部件的力控制機(jī)構(gòu)，作為圖26A的一個(gè)部件。
具體實(shí)施例方式
概述本發(fā)明一些實(shí)施例的方法和裝置提供身體各部位的受控制、局部受控制或受引導(dǎo)的運(yùn)動(dòng)。下列各部分描述了該設(shè)備，其中首先描述了一個(gè)典型裝置的結(jié)構(gòu)(一個(gè)關(guān)節(jié)臂)，隨后是各種康復(fù)方法，然后是附加的康復(fù)裝置的設(shè)計(jì)和使用。不應(yīng)認(rèn)為本申請受限于用來說明具體方法的具體裝置。還有，其中的許多方法可以用各種裝置來實(shí)施，并且許多裝置可以用來實(shí)現(xiàn)不同方法。
關(guān)節(jié)臂的結(jié)構(gòu)圖1表示根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的基于節(jié)臂的康復(fù)裝置100。在本說明書的部分內(nèi)容中，引用的是裝置100，然而這里描述的也同樣適合的其他裝置。一些場合使用的是術(shù)語“系統(tǒng)”，而不是直接引用裝置100，并且也可以包括多個(gè)裝置和監(jiān)控器。
裝置100包括一個(gè)關(guān)節(jié)臂102，該臂從桌子或其它平板104向上伸出。臂102的頂端108作為一個(gè)受控點(diǎn)，可以在各種3D軌跡線上移動(dòng)?？扇芜x地，平板104并不固定到地板上，而是改為由一個(gè)可任選地加重底座106(該底座可以位于其他地方而非圖中所示位置)負(fù)擔(dān)，以防止裝置100在使用時(shí)發(fā)生翻倒或傾覆現(xiàn)象?？扇芜x地，底座106包括用來帶動(dòng)該臂的電子設(shè)備?？晒┻x擇或附加地，加重底座106是臨時(shí)重塊，比如充滿水的囊狀物。下面說明其他示例性的一般設(shè)計(jì)。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，臂102是一個(gè)關(guān)節(jié)臂，用來支撐三維的運(yùn)動(dòng)。下面描述可供選擇的設(shè)計(jì)形式，比如基于單個(gè)接頭和一個(gè)延伸臂的結(jié)構(gòu)。
在本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例中，臂102包括由多個(gè)接頭112相互連接的多個(gè)部分組成。在本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例中，每個(gè)接頭都是機(jī)動(dòng)的，比如本領(lǐng)域所公知的機(jī)器人臂。可供選擇或附加地，每個(gè)接頭可選擇為可鎖定的，例如下面所述的?？蛇x擇地，每個(gè)接頭上設(shè)置有角位置傳感器和/或在頂端108處設(shè)置一個(gè)位置傳感器，這樣可以確定在臂102和/或頂端108空間內(nèi)的位置。該接頭可以是有一個(gè)、兩個(gè)或更多自由度的接頭。
在本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例中，臂102(例如其鎖定和/或施力和/或運(yùn)動(dòng))由控制器114控制，例如個(gè)人計(jì)算機(jī)或?qū)Ｓ们度胧接?jì)算機(jī)?？蛇x擇地，用顯示器116和/或用戶輸入裝置118與用戶交流。可選擇地，顯示器116包括(或者限于)一個(gè)音頻顯示器，比如提供可聽的和/或語音指示和/或反饋。
可選擇地，提供一個(gè)外部連接120，用來與遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)和/或其他裝置連接，比如作為如下面圖2所述的用途。
應(yīng)當(dāng)注意到，裝置100的一些實(shí)施裝置不包括計(jì)算機(jī)。一些實(shí)施裝置不要求有電源。在一個(gè)示例中，采用機(jī)械式計(jì)算機(jī)控制該裝置的參數(shù)。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，用一個(gè)制動(dòng)系統(tǒng)對動(dòng)作進(jìn)行限制(可選擇地變化)。
臂的詳細(xì)說明正如下面將要詳細(xì)描述的，在根據(jù)本發(fā)明的典型實(shí)施例中，各種康復(fù)方法要求臂102或者如下所述的其他裝置具有不同類型的動(dòng)作和/或響應(yīng)。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，使用裝置100進(jìn)行的康復(fù)給裝置100設(shè)置某些約束條件，例如，關(guān)于動(dòng)作的平滑性、響應(yīng)性、軸之間的耦合、運(yùn)動(dòng)平衡和/或受支撐的范圍。
例如，在根據(jù)本發(fā)明的典型實(shí)施例中，一些康復(fù)類型要求患者沿一個(gè)軌跡線移動(dòng)頂端108。可以沿該軌跡線預(yù)先確定阻力或也可以根本不設(shè)阻力。在任何情況下，理想的是裝置100不會(huì)反過來影響患者的動(dòng)作，至少在如果患者的動(dòng)作是正確的情況下是這樣。在一個(gè)具體示例中，頂端108不阻礙沿特定軌跡線的運(yùn)動(dòng)，對于不沿該軌跡線的運(yùn)動(dòng)則給予極大地阻礙。這樣一個(gè)頂端被稱為守中定向運(yùn)動(dòng)的頂端(neutral directed motion tip)。
為了以守中方式支持產(chǎn)生的3D軌跡線(例如至少沿該動(dòng)作軌跡線不設(shè)阻擋)，可選擇地，要求臂102在一個(gè)預(yù)先確定并且有用的動(dòng)作范圍內(nèi)沒有奇點(diǎn)，例如半徑為0.8米或更小的球形范圍內(nèi)，例如0.5米或更小的球形。術(shù)語“奇點(diǎn)”用來確定一個(gè)點(diǎn)和臂的位置，當(dāng)在該位置往相鄰點(diǎn)移動(dòng)時(shí)，就得經(jīng)過一個(gè)或多個(gè)接頭的邊界，并在接頭位置上要求一個(gè)相當(dāng)大的變化，該變化通常需要花費(fèi)時(shí)間并且展現(xiàn)給患者一個(gè)突然的阻擋或延遲。此外，提供守中的動(dòng)作意味著，在一個(gè)想要的動(dòng)作范圍內(nèi)，可以在任何一點(diǎn)提供一個(gè)均衡(并且期望為零)的阻力。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，可能更重要的是阻力的任何變化都要平滑地改變。在一些實(shí)施例中，臂102提供一個(gè)反力或者甚至提供運(yùn)動(dòng)。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，要求該力具有均勻性和可控制性。在一些實(shí)施例中，頂端108用來支撐患者的一個(gè)肢體，這樣該肢體會(huì)感到有浮力。
臂102能夠施加和/或反抗的力的大小依賴于在使用時(shí)所用到的康復(fù)方法。例如，一種康復(fù)類型要求臂102來絕對阻止一個(gè)不正確的動(dòng)作，則施加在頂端108上的力高達(dá)例如100KG。在另一個(gè)示例中，臂102使用大小為只要患者感受到該阻止即可的力來抵抗運(yùn)動(dòng)就足夠了，例如1KG。在一些實(shí)施例中可以使用一個(gè)提醒力，例如10KG的力，該力可以保證防止患者不經(jīng)意地就能反抗該力而移動(dòng)頂端108。
在本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例中，頂端108的運(yùn)動(dòng)空間范圍為50×50×50cm。在其他實(shí)施例中，提供更大或更小的空間范圍。該空間不需要為矩形?？蛇x擇地，該空間還包括頂端108圍繞一個(gè)、兩個(gè)或三個(gè)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)。在一些實(shí)施例中，頂端移動(dòng)的空間是一維或兩維空間(也就是在一個(gè)平面或沿一條線運(yùn)動(dòng))。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，要求臂102響應(yīng)患者的一個(gè)運(yùn)動(dòng)，該運(yùn)動(dòng)以看起來是自然的或者至少與康復(fù)運(yùn)動(dòng)不干擾的方式進(jìn)行。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，臂102的響應(yīng)速度大于10ms，或者好于5ms更好。
許多機(jī)械裝置的一般特性是，由于結(jié)構(gòu)上受制造公差、檢測公差、設(shè)計(jì)和/或非最優(yōu)化的影響，因此會(huì)有一些運(yùn)動(dòng)中無法控制的自由度。在本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例中，裝置100中不能控制的運(yùn)動(dòng)量小于5mm或小于2mm。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，帶彈簧的機(jī)構(gòu)用來防止不受限制的后沖運(yùn)動(dòng)。
實(shí)現(xiàn)這種運(yùn)動(dòng)范圍和響應(yīng)速度以及力量的機(jī)器人技術(shù)是已知的，但是成本可能很高。下面描述各種附加的適合技術(shù)?？扇芜x地，控制器114以被動(dòng)、主動(dòng)或響應(yīng)方式控制臂102，以實(shí)現(xiàn)這些目的。在本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例中，臂102的這種主動(dòng)控制導(dǎo)致的結(jié)果是補(bǔ)償臂102轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的至少80％或更多。應(yīng)當(dāng)注意到，對于不同情況可以要求不同的數(shù)值，例如更大或更小的響應(yīng)速度或一個(gè)更大或更小的不可控制的自由度。
臂102的長度是，例如1米、0.8米、0.5米、0.3米或者任何更大、更小或中間值。
運(yùn)動(dòng)類型在如圖所示裝置100中，受到控制的運(yùn)動(dòng)是一個(gè)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，即頂端108。通過給頂端108提供各種固定部件，可以將頂端108連接到例如身體的骨架、關(guān)節(jié)或不同部位上。該固定部件可以是剛性的，例如利用帶子或者可以與患者運(yùn)動(dòng)協(xié)作，例如作為一個(gè)把手或者支架?？梢蕴峁┨囟ǖ墓潭ㄑb置，例如用于手、臂、肘、膝、踝和/或肩。還有，如下所述，為了在身體的不同點(diǎn)、身體相同或不同部位上的固定，可以設(shè)置多個(gè)頂端108(可選擇地，有單獨(dú)的臂102)。
當(dāng)提供康復(fù)時(shí)，可以支持各種類型的運(yùn)動(dòng)，例如下面中的一個(gè)或多個(gè)
a)被動(dòng)運(yùn)動(dòng)。頂端移動(dòng)(借助于裝置100)并且患者隨之移動(dòng)。
b)有抵抗的運(yùn)動(dòng)?；颊咭苿?dòng)頂端108并且遇到阻力。該阻力可以是各種大小并且在所有方向上是均勻的或者有方向性。
c)有協(xié)助的運(yùn)動(dòng)。當(dāng)患者移動(dòng)頂端108時(shí)，臂102上的正反饋增加患者移動(dòng)方向運(yùn)動(dòng)的力量。
d)力場的運(yùn)動(dòng)?；颊咭苿?dòng)頂端108。沿某一個(gè)軌跡線遇到一個(gè)阻力水平(或者沒有)。偏離軌跡線是不被允許的或者會(huì)遭受阻力。圖3A示出這樣一個(gè)力場的示例。沿著一個(gè)“正確”軌跡線302的運(yùn)動(dòng)可以沒有阻力，或者可能受到協(xié)助。在軌跡線302周圍的空間304中就展現(xiàn)出一個(gè)增加了的阻力。在周圍空間306中展現(xiàn)出了一個(gè)甚至更大的阻力。在外圍空間308中可以阻止運(yùn)動(dòng)。在本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例中，當(dāng)不在軌跡線302上時(shí)，就施加一個(gè)校正力矢量310，指向軌跡線302?？蛇x擇地，替代一個(gè)校正的力，阻力作為距軌跡線302的距離的函數(shù)而變化，這樣，頂端108的運(yùn)動(dòng)自然就會(huì)被迫回到軌跡線302上。圖3B是表示一個(gè)路線的分支和所施加力之間關(guān)系的圖表。可選擇地，該力施加在該路線方向上。或替代地，該力可能是一個(gè)單向性的阻力。
這種類型的運(yùn)動(dòng)可用來協(xié)助訓(xùn)練患者做要求的運(yùn)動(dòng)。
e)對稱運(yùn)動(dòng)。要求頂端108的運(yùn)動(dòng)與不同部件運(yùn)動(dòng)的軌跡線對稱，例如下面所述的雙肢康復(fù)練習(xí)。
f)自由運(yùn)動(dòng)?；颊咭云湎胍娜魏畏绞揭苿?dòng)頂端108，可能接受反饋。當(dāng)患者(或者治療師或者助手)移動(dòng)頂端108時(shí)，裝置100可以記錄下來用于將來的回放。在一個(gè)回放模式中，可以利用其它模式可任選地重建該預(yù)先記錄的運(yùn)動(dòng)(或路線)，可任選地，該記錄下來的路線被例如自動(dòng)或手動(dòng)地修改(例如被光滑或其它編輯)。
g)一般力場。確定一個(gè)與任何具體軌跡線不關(guān)聯(lián)的力場和/或助力場。例如，可允許用戶實(shí)施軌跡線的一個(gè)范圍，或者可模仿的一個(gè)真實(shí)或虛擬場景(例如水，有障礙物的區(qū)域)。
h)局部力場。僅作用在局部小區(qū)域和/或僅在一維或兩維中的一個(gè)力場。
I)受限制的運(yùn)動(dòng)。支持或阻止一個(gè)目標(biāo)身體的一個(gè)或多個(gè)點(diǎn)移動(dòng)?？蛇x擇地，測量患者身上的這些點(diǎn)和移動(dòng)點(diǎn)之間的角度。在一個(gè)示例中，肘被固定在一個(gè)專用扼具上，只允許一個(gè)肩運(yùn)動(dòng)。在一些實(shí)施例中，該限制是局部的和/或由一個(gè)可移動(dòng)部件提供(例如臂102)。
J)初始運(yùn)動(dòng)?；颊唛_始該運(yùn)動(dòng)(例如1cm的運(yùn)動(dòng)或100克的力)，并且裝置100完成或協(xié)助患者完成在空間中的該運(yùn)動(dòng)?？梢栽谡麄€(gè)軌跡線上或者部分軌跡線上完成該運(yùn)動(dòng)。
K)實(shí)施運(yùn)動(dòng)。裝置100開始該運(yùn)動(dòng)并由患者完成該運(yùn)動(dòng)。裝置100可以以各種方式協(xié)助完成剩余的運(yùn)動(dòng)(例如運(yùn)動(dòng)開始后，通過改變這里描述的各種模式之一來協(xié)助完成)。如果患者不能拾起該運(yùn)動(dòng)，則裝置100可以產(chǎn)生一個(gè)提示，例如一個(gè)音頻提醒裝置。單一運(yùn)動(dòng)軌跡線的不同部分可以具有機(jī)器初始定義?？蛇x擇地，如果患者運(yùn)動(dòng)過慢，裝置100就開始該運(yùn)動(dòng)。
L)有提示的運(yùn)動(dòng)。在根據(jù)一個(gè)不同模式開始運(yùn)動(dòng)之前，患者從該系統(tǒng)接收一個(gè)提示。該提示可以是，比如頂端108的振動(dòng)、皮膚上的刺激墊、語音或可視提示。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，用提示的強(qiáng)度和/或時(shí)限和/或其它在進(jìn)行的運(yùn)動(dòng)(例如一個(gè)可視顯示器和游戲)協(xié)助訓(xùn)練不同模式之間的協(xié)調(diào)性，例如，手眼協(xié)調(diào)。可以使用一個(gè)運(yùn)動(dòng)提示來訓(xùn)練動(dòng)覺感應(yīng)。
M)教導(dǎo)模式。裝置100教導(dǎo)一個(gè)運(yùn)動(dòng)。在一個(gè)示例中，一個(gè)治療師執(zhí)行一個(gè)運(yùn)動(dòng)，每個(gè)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)被記錄下來，然后用來進(jìn)行練習(xí)。教導(dǎo)該系統(tǒng)的另一種方式是利用治療師采用的一個(gè)路線。治療師可以用一個(gè)控制器來指示一個(gè)被教導(dǎo)的點(diǎn)，或者可以定義一個(gè)連續(xù)模式，通過該模式可以獲得一個(gè)完整軌跡線?？扇芜x地，在重放之前編輯該路線和這些點(diǎn)?？扇芜x地，在回放之前，例如通過平滑或確定運(yùn)動(dòng)各點(diǎn)，這些路線被提煉出來。
因此，在本發(fā)明一些實(shí)施例中，康復(fù)裝置100可以提供一個(gè)或多個(gè)等動(dòng)力、等張力和均衡的練習(xí)。
應(yīng)當(dāng)理解，對一個(gè)頂端108所跟隨的軌跡線的定義可以包括速度參數(shù)(例如，路線的軌跡線、速度軌跡線、力的軌跡線)。例如，可以協(xié)助、或強(qiáng)迫、或期望一個(gè)用戶按某個(gè)速度移動(dòng)頂端108。該速度可以是比如絕對速度或相對速度(例如要求一個(gè)均勻速度和與一個(gè)非均勻輪廓匹配的速度)。
可選擇地，確定一個(gè)角度軌跡線，該軌跡線在頂端108的角方向上設(shè)置限制。在一些實(shí)施例中，該限制是一維的。在其他實(shí)施例中，該限制是兩維或三維的。
在一個(gè)具體康復(fù)情景中，速度、角度和空間軌跡線可以分屬上述不同的運(yùn)動(dòng)模式。例如，空間軌跡線可以是力場類，而速度軌跡線是自由或協(xié)助類的。軌跡線和/或參數(shù)的類型可以作為時(shí)間函數(shù)和/或作為早先特性的函數(shù)而沿著軌跡線而改變。例如在一個(gè)軌跡線后部的一個(gè)很小的協(xié)助可以提供給這樣一種類型的運(yùn)動(dòng)，該運(yùn)動(dòng)在該軌跡線之前部被正確地(或比期望的還好)執(zhí)行。
軌跡線可以是絕對的，例如被定義為裝置100上的一個(gè)靜止點(diǎn)或一個(gè)不同點(diǎn)的函數(shù)。在其它實(shí)施例中，軌跡線完全是相對的，例如，要求患者沿一條直線移動(dòng)一只臂，而不考慮開始點(diǎn)。在其他實(shí)施例中，軌跡線是部分相對的，也就是是一旦運(yùn)動(dòng)開始，這將確定軌跡線剩下部分的形狀，例如，一個(gè)軌跡線的開始部分表明患者是否是站立或者坐著，因此就可以預(yù)料手的運(yùn)動(dòng)是什么類型。
在一些實(shí)施例中，如下所述，其中確定多個(gè)點(diǎn)108的位置，每個(gè)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)類型可以是不同類型。在一些實(shí)施例中，被定義的是，軌跡線是兩個(gè)或多個(gè)空間中的點(diǎn)的函數(shù)。例如，如果用兩個(gè)點(diǎn)確定一個(gè)肘的形狀(例如骨骼之間的角度)，該軌跡線約束就可以定義在該肘的運(yùn)動(dòng)上。該運(yùn)動(dòng)在空間中可以是相對的(例如兩個(gè)點(diǎn)之間的比較)并且不是絕對的(例如與一個(gè)裝置的參考點(diǎn)相比)。在另一個(gè)示例中，為不同點(diǎn)提供不同限制，例如在一個(gè)點(diǎn)限制角度，而對另一個(gè)點(diǎn)限制速度。
應(yīng)當(dāng)注意到，在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，提供一個(gè)張量或張量場，空間中的每個(gè)點(diǎn)可以與一個(gè)速度、力和/或轉(zhuǎn)動(dòng)相關(guān)聯(lián)，所有這些可以是標(biāo)量或者矢量。
在本發(fā)明一些實(shí)施例中，為一個(gè)軌跡線的不同部分或者為空間的不同部分定義不同模式(例如為一個(gè)具體的臂)?？扇芜x地，可以根據(jù)實(shí)際特性激發(fā)一種模式。例如，如果運(yùn)動(dòng)矢量低于某個(gè)閾值，則提供有更多協(xié)助的模式。同樣地，超過一個(gè)閾值的暫停可能意味著一個(gè)更多協(xié)助的模式。一個(gè)準(zhǔn)確運(yùn)動(dòng)可能意味著一個(gè)更少協(xié)助的模式。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，可以自動(dòng)改變模式，例如，當(dāng)接近患者肌肉運(yùn)動(dòng)極限時(shí)(例如運(yùn)動(dòng)范圍)或者當(dāng)接近認(rèn)知極限時(shí)(例如空間忽視區(qū)或時(shí)間忽視區(qū)，比如長期運(yùn)動(dòng))。
典型用法圖4A是根據(jù)本發(fā)明典型實(shí)施例的裝置100使用方法的流程圖400。
在402中，裝置100通電(對于電子設(shè)備)?？蛇x擇地，當(dāng)觸摸臂102或者移動(dòng)一段距離時(shí)，便開啟裝置100。做為替代地，臂102的運(yùn)動(dòng)可以給裝置100提供動(dòng)力。
在404中，如果使用遠(yuǎn)程連接器120，則裝置100可選擇性地下載指令，例如建議要做的運(yùn)動(dòng)是什么和/或期望執(zhí)行的程序是什么以及在身體其他位置治療得到的結(jié)果是什么?；蛱娲?，患者向裝置100確定身份，例如使用代碼、從列表中選擇姓名或利用用戶輸入118使用智能卡或磁卡?；蛱娲兀颊叩目祻?fù)信息儲(chǔ)存或索引在該磁卡或智能卡上或者在袖珍閃存設(shè)備上或是移動(dòng)硬盤上。
在406中，選擇要執(zhí)行的運(yùn)動(dòng)。在一個(gè)更加自動(dòng)化的裝置中，可以從例如從操作列表中自動(dòng)或由患者進(jìn)行該選擇操作。在一個(gè)自動(dòng)化程度不高的裝置中，例如患者可以根據(jù)一個(gè)計(jì)劃圖表進(jìn)行，該圖表由康復(fù)中心或由一個(gè)指導(dǎo)治療師提供。
在408中，可任選地，臂102被移動(dòng)到一個(gè)開始位置，例如由裝置100或由患者移動(dòng)(例如直接地或者允許裝置100這樣操作)。應(yīng)當(dāng)注意到，在一些軌跡線中，沒有預(yù)先確定的開始位置。而是用實(shí)際開始位置來確定該軌跡線的其他部分。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，指示或測量患者相對于裝置的位置(例如通過可視裝置，通過機(jī)械固定部件)并且相應(yīng)調(diào)整程序。
在一些情況中，根據(jù)另一種方式調(diào)整裝置100。例如，可在頂端108處固定一個(gè)特殊把手，或者裝置的支腳可以升高或降低。在一個(gè)可折疊裝置中(例如折疊架)，可以將裝置組裝起來?？蛇x擇地，可以在使裝置100運(yùn)動(dòng)起來之前完成該組裝。
在410中，對患者執(zhí)行一個(gè)可選擇的熱身過程，以保證其已做好活動(dòng)準(zhǔn)備?？蛇x擇地，使用一個(gè)或多個(gè)生理學(xué)傳感器例如肌肉溫度傳感器(例如皮膚表面)以保證患者的已充分熱身。
在412中，可選擇地對患者進(jìn)行測試以確認(rèn)一個(gè)預(yù)期的當(dāng)前能力。
在414中，測試結(jié)果或替代地用來修正被選運(yùn)動(dòng)的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)或者來選擇一個(gè)不同的運(yùn)動(dòng)，例如根據(jù)患者測試期間的成績不夠還是超過來確定。典型的修正包括減慢期望的速度、減少期望或阻抗的力、減小期望或允許的運(yùn)動(dòng)范圍并且減少重復(fù)的次數(shù)。
在416中，按照如下方式完成該活動(dòng)，例如連續(xù)完成20次被動(dòng)運(yùn)動(dòng)，或者沿整個(gè)軌跡線利用0.5Kg阻力完成運(yùn)動(dòng)(由患者執(zhí)行)。在另一個(gè)示例中，該阻力作為速度的函數(shù)而增加，或者如果速度高于或者低于一個(gè)被定義的速度軌跡線，則可選擇使用如上所述的一個(gè)模式或不同模式的組合。
在418中，可任選地記錄活動(dòng)期間可任選進(jìn)行的各種測量結(jié)果。也可以隨著活動(dòng)同時(shí)完成該記錄。
在420中，可以根據(jù)該活動(dòng)提供反饋，例如給患者、康復(fù)專家和/或裝置100反饋?？扇芜x地，還提供關(guān)于生理狀況的反饋，例如根據(jù)增加的運(yùn)動(dòng)不規(guī)則性和/或根據(jù)脈搏速率或其它生理參數(shù)確定疲勞度。
在422中，可任選地，決定是否重復(fù)動(dòng)作和/或選擇一個(gè)新動(dòng)作。可根據(jù)例如患者的進(jìn)步和/或疲勞度作出該決定。
在本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例中，裝置100自動(dòng)生成一個(gè)CPT碼或其他結(jié)帳的報(bào)告。可選擇地，生成一個(gè)治療師證明和/或修改的報(bào)告。在本發(fā)明一些實(shí)施例中，患者的進(jìn)步用來評(píng)定將來期望的付款和/或練習(xí)和/或建議性的指導(dǎo)?？扇芜x地，在使用和改進(jìn)使用該裝置中，這些未來因素、患者的提高、流逝的時(shí)間和或患者的動(dòng)機(jī)用于由健康護(hù)理提供者決定未來財(cái)務(wù)支持。
在本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例中，如果設(shè)定的時(shí)間過去后，(例如幾個(gè)星期)，在功能或其他測量參數(shù)上沒有提高，則可以停止該財(cái)務(wù)支持。在另一示例中，基于在特定區(qū)域(例如患者精確性)中所記載的改進(jìn)，可以擴(kuò)大該治療支持。在另一個(gè)實(shí)施例中，該治療的支付者可以堅(jiān)持使裝置的使用費(fèi)用最低(例如如果將一個(gè)裝置送到該患者的家里)。通過檢查一個(gè)進(jìn)行中的使用報(bào)告(可以在線)，該支付者可以決定繼續(xù)或停止使用。
在本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例中，該裝置可以僅生成代碼和/或報(bào)告，例如利用一個(gè)查找表(每個(gè)練習(xí)可以有一個(gè)相關(guān)代碼)使用表格并且還可根據(jù)其他因素比如動(dòng)機(jī)和計(jì)劃完成情況自動(dòng)生成報(bào)告。
計(jì)劃和長期進(jìn)度圖4B是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例的裝置100被長期使用的流程圖430。
在432中，可以使用裝置100對被確認(rèn)為需要康復(fù)的新患者進(jìn)行測試。例如，這些測試可以包括運(yùn)動(dòng)范圍的測試、對在空間不同點(diǎn)所施最大力的測試和/或力量控制以及運(yùn)動(dòng)控制靈敏性(fineness)的測試。在本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例中，裝置100計(jì)算肢體尺寸(或者利用照相機(jī)檢測)并利用該肢體尺寸調(diào)節(jié)預(yù)儲(chǔ)存的練習(xí)，例如調(diào)節(jié)其軌跡線和/或開始點(diǎn)。
在434中，分析測試結(jié)果，以確定患者的需要并確定康復(fù)目標(biāo)。該行為可以例如手動(dòng)或自動(dòng)或在裝置100的支持下進(jìn)行手動(dòng)。
在436中，起草一個(gè)康復(fù)計(jì)劃，包括一個(gè)或多個(gè)期望的計(jì)劃表、各種被允許和/或被要求的用于該計(jì)劃各部分的練習(xí)及練習(xí)參數(shù)、定義涉及該練習(xí)的被增加或減小的難度水平、被允許和/或要求的練習(xí)順序、每個(gè)練習(xí)重復(fù)的次數(shù)、熱身要求、記錄的數(shù)據(jù)表、患者可修改的信息表、不能被通過的一個(gè)或多個(gè)安全參數(shù)、和/或一個(gè)或多個(gè)參數(shù)警告值，處于該警告值時(shí)給患者提供報(bào)警和/或一個(gè)監(jiān)測患者進(jìn)程的康復(fù)預(yù)期。應(yīng)當(dāng)注意到，雖然產(chǎn)生一個(gè)康復(fù)計(jì)劃是一個(gè)已知運(yùn)動(dòng)，但是在本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例中該計(jì)劃是特定的，例如考慮一個(gè)或多個(gè)長期康復(fù)的可能性、包含可方便在家中擁有一個(gè)裝置用于多個(gè)短期階段的可能性、用一個(gè)裝置提供多個(gè)運(yùn)動(dòng)、遠(yuǎn)程監(jiān)控器的需要和/或根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例的一個(gè)裝置的可編程序性和可響應(yīng)性。該計(jì)劃可以手動(dòng)、自動(dòng)或在裝置100的協(xié)助下手動(dòng)產(chǎn)生，例如自動(dòng)生成一個(gè)初始計(jì)劃，然后由人來評(píng)注或批準(zhǔn)。
在438中，在被監(jiān)控情況下執(zhí)行該計(jì)劃。在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，該監(jiān)控是手動(dòng)的?？蛇x擇地，至少一部分監(jiān)控是自動(dòng)的。
在440中，可以響應(yīng)該監(jiān)控結(jié)果修改該計(jì)劃，例如如果檢測到進(jìn)程較慢，則可以改變計(jì)劃時(shí)間時(shí)段。
在一些情況下，當(dāng)進(jìn)行康復(fù)時(shí)，新問題可能會(huì)出現(xiàn)或成為重點(diǎn)問題。在一些情況下，該計(jì)劃可以被修改(440)。在其他情況下，可以重復(fù)測試(442)，一般都會(huì)至較患者所開始估計(jì)的更輕的程度。
在一些計(jì)劃中，周期性測試(例如在患者家中的裝置100上)是該計(jì)劃的一部分。這種評(píng)估測試還可以用來確定完成康復(fù)的時(shí)間。
在444中，通?？梢酝瓿煽祻?fù)活動(dòng)并且可以可任選地制訂一個(gè)訓(xùn)練計(jì)劃，例如確保對康復(fù)的維護(hù)或者為其他原因(比如防止惡化或防止肢體或關(guān)節(jié)被忽略)。
在446中，可以執(zhí)行對患者的長期監(jiān)控，例如一星期一次或一月一次對患者的能力進(jìn)行測試。
在448中，可以確認(rèn)患者的新需要，例如根據(jù)監(jiān)控或根據(jù)周期性的一般測試。在一個(gè)示例中，一個(gè)患者，在關(guān)節(jié)炎需要康復(fù)的時(shí)間過去之后，可以確定進(jìn)行中風(fēng)康復(fù)訓(xùn)練。在本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例中，可以為患者創(chuàng)立一個(gè)個(gè)人概況檔案。例如，該測試圖可以包括一系列要進(jìn)行的項(xiàng)目，例如運(yùn)動(dòng)的平滑性，這些項(xiàng)目可以隨著時(shí)間的過去被依次地處理或者如果測試期間檢測到了某個(gè)閾值(例如運(yùn)動(dòng)質(zhì)量變得低于一個(gè)閾值)時(shí)處理。
正如這里注意到的，本發(fā)明一些實(shí)施例的一個(gè)特性在于，裝置100可使用于一個(gè)較寬的范圍，包括遠(yuǎn)距離治療，并且從初始康復(fù)開始到后續(xù)康復(fù)(例如為了保持一種能力)一直跟隨患者并進(jìn)行診斷。
得分和時(shí)間估算在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，對患者的能力和/或進(jìn)程進(jìn)行打分。在本發(fā)明一個(gè)實(shí)典型施例中，這種記分是用來協(xié)助決定未來康復(fù)的需要和/或形式。可供選擇或附加地，記分用來監(jiān)控康復(fù)練習(xí)的效果和/或協(xié)助在練習(xí)之間進(jìn)行選擇?？晒┻x擇和附加地，記分用來保證滿足患者的需要(例如個(gè)人康復(fù)需要或平衡康復(fù)的需要)。在本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例中，計(jì)分用于識(shí)別獲得進(jìn)步地方面及歸因于沒有進(jìn)步而可能需要額外治療或修改治療的方面。
在本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例中，利用下面一個(gè)或多個(gè)測量結(jié)果對患者的能力和/或進(jìn)步打分。
a)動(dòng)作記分可以包括運(yùn)動(dòng)范圍、運(yùn)動(dòng)時(shí)間、力量、平滑度、沒有顫動(dòng)、顫動(dòng)程度、痙攣狀態(tài)、肌肉緊張、運(yùn)動(dòng)的精確度、運(yùn)動(dòng)質(zhì)量和/或力的技巧(力的控制，例如不打破雞蛋)中的一個(gè)或多個(gè)?？梢詾榱四硞€(gè)關(guān)節(jié)或者為一個(gè)復(fù)雜運(yùn)動(dòng)來定義這些，例如為了用手指夾緊、用手保持、單臂的移動(dòng)。此外，可以使用一些功能性分?jǐn)?shù)例如讓患者可以移動(dòng)裝滿的玻璃杯的速度，以及撿起和放下物品的能力。
b)認(rèn)知分?jǐn)?shù)可以包括運(yùn)動(dòng)(運(yùn)動(dòng)能力)和感官之間(例如視覺、聽覺的)的協(xié)調(diào)、反應(yīng)速度、任務(wù)成功完成的百分率、完成的質(zhì)量、錯(cuò)誤、計(jì)劃能力、所用指令的復(fù)雜性水平(例如水平1是簡單的視覺和聽覺指令比如屏幕上向前箭頭和音頻的口頭指令，而水平5是為諸如跟隨如屏幕上所示之3D路徑的復(fù)雜的屏幕與運(yùn)動(dòng)交互作用)中的一個(gè)或多個(gè)。
c)精神存儲(chǔ)(mental stores)可以包括在患者能力范圍和/或疼痛包絡(luò)范圍內(nèi)成功完成的任務(wù)、自身工作的測量、系統(tǒng)所要求的輕推量、使用的連貫性(例如在家)中的一個(gè)或多個(gè)。
在本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例中，使用類似損傷的數(shù)據(jù)庫或使用在相同時(shí)間所康復(fù)的患者得分來相對于其它患者而校準(zhǔn)患者的得分。可替代地或附加地，在健康與非健康肢體之間進(jìn)行計(jì)分。
在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，記分被用做診斷中的輔助。在本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例中，當(dāng)對患者進(jìn)行診斷時(shí)，為個(gè)體身體部位能力和一般能力產(chǎn)生分?jǐn)?shù)(例如通過提供適合的練習(xí))。在本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例中，裝置100通過進(jìn)行實(shí)驗(yàn)然后分析這些結(jié)果來分析患者的能力。在一個(gè)示例中，通過產(chǎn)生包括兩種練習(xí)在內(nèi)的一系列練習(xí)，裝置100測試患者是否能更好地響應(yīng)一種練習(xí)或是另一種練習(xí)。然后分析患者執(zhí)行的結(jié)果來抽取趨向，該趨向表明那一個(gè)被控制的變量對患者有更好或希望的效果?？蛇x擇地，人體治療師選擇該初始的可能練習(xí)?？晒┻x擇或附加地，人體治療師決定在這些練習(xí)上可以花費(fèi)的時(shí)間百分比。針對每個(gè)患者情況，通過治療師可以調(diào)整該記分方法或解決辦法，例如調(diào)整測量精度或分?jǐn)?shù)的動(dòng)力范圍或期望的結(jié)果(例如定性測量)。
在本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例中，患者可以展示在肌肉力量分?jǐn)?shù)上的一個(gè)提高，但是不能展示精度方面的相應(yīng)提高(關(guān)聯(lián)性可以是例如對應(yīng)于一個(gè)表格或?qū)?yīng)于同一患者、可能是對于同一肢體的一個(gè)預(yù)先趨勢)。在這樣一種情況下，可以修改該患者的該練習(xí)計(jì)劃，以包括更多的精確集中練習(xí)以及更少的增強(qiáng)肌肉練習(xí)。應(yīng)注意到，不是所有康復(fù)計(jì)劃都是以在多個(gè)測量中的同時(shí)進(jìn)步為目的。在一些計(jì)劃中，集中進(jìn)行一個(gè)測量，一旦在該測量上實(shí)現(xiàn)了一個(gè)期望的進(jìn)步，再集中進(jìn)行另一個(gè)測量。
在本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例中，關(guān)于進(jìn)程的分?jǐn)?shù)用來估計(jì)達(dá)到目標(biāo)的時(shí)間?？蛇x擇地，該估計(jì)是基于下列變量中的一個(gè)或多個(gè)動(dòng)機(jī)、先天才能和當(dāng)前傷殘?？蛇x擇地，先天能力通過跟蹤該進(jìn)程而估算出來?？蛇x擇地，將一組不同情況結(jié)果和估計(jì)的時(shí)間儲(chǔ)存在一個(gè)數(shù)據(jù)庫中并用來產(chǎn)生一個(gè)估量?？蛇x擇地，用一個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)?？蛇x擇地，采用下面描述的方法估計(jì)動(dòng)機(jī)。可選擇地，可以進(jìn)行人工估算?？蛇x擇地，時(shí)間估算還包括必須滿足的不同分?jǐn)?shù)的閾值。例如，可基于一個(gè)被維持動(dòng)機(jī)來調(diào)解估算。檢測到動(dòng)機(jī)的減少可以用來促進(jìn)預(yù)計(jì)進(jìn)程的更新或建議特定治療。
家庭使用在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，裝置100可適宜用于家庭。該適宜可包括以下一個(gè)或多個(gè)特征a)尺寸小。例如，裝置100的占地面積可以少于1平方米。可選擇地，裝置的尺寸可以符合標(biāo)準(zhǔn)門寬(例如寬度為60厘米或70厘米或80厘米)。
b)簡單接口。在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，裝置100具有用于使用者的簡單接口，其(例如)包括較少數(shù)目的選項(xiàng)自其挑選使用的圖解和/或語言指令和/或經(jīng)設(shè)計(jì)以被典型成人理解的反饋。在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，使用有線或無線懸吊物或腕戴式控制器。舉例而言，此控制器可具有有限的命令組，其包括練習(xí)選擇器標(biāo)度盤、用于選擇練習(xí)的試行或較慢版本的按鈕、開始或停止練習(xí)的啟動(dòng)按鈕、增加或減小練習(xí)難度等級(jí)的刻度盤或一對按鈕及用于反饋的LED或LCD顯示器(例如，紅色LED用于指示不好及綠色LED用于指示良好)。在一替代實(shí)施例中，裝置100為語音啟動(dòng)且受控的，例如使用IVR(交互式語音響應(yīng))類型的菜單系統(tǒng)。
c)靈活性。在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，裝置100經(jīng)設(shè)計(jì)以由不同大小范圍的患者(或住在家里的人)使用，且用于不同治療范圍、用于復(fù)數(shù)個(gè)不同身體部位和/或附肢(例如，1、2、3或4個(gè)肢體或身體部位或更多)。在某些狀況下，可提供多種附件?？扇芜x地，裝置100適合以多種定向安置和/或接近家庭活動(dòng)，諸如在桌邊用于進(jìn)食的康復(fù)和/或日常生活的活動(dòng)。
d)沒有固定。在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，將裝置100簡單地固定至一表面或根本不固定，藉此簡化安裝及解除安裝。
e)行動(dòng)性，以下詳述。
f)可任選地亦支持其它家庭設(shè)置，例如當(dāng)患者在床上、在客廳和/或在后院時(shí)。
在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，裝置100連接至諸如TV或HiFi系統(tǒng)的家用電器。在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，可自TV來指導(dǎo)患者或使用者可使用TV作為反饋與系統(tǒng)一起運(yùn)動(dòng)。在另一實(shí)例中，機(jī)頂盒(視訊轉(zhuǎn)換器)用作局部處理器和/或至遠(yuǎn)程站的通信端口。
在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，利用了裝置100在家里且便利地定位使得患者一天使用多次的事實(shí)。在一實(shí)例中，較之在研究所處所可能的情況，康復(fù)活動(dòng)經(jīng)設(shè)計(jì)覆蓋一天的更多部分(例如，半天或整天)，同時(shí)仍允許患者具有無康復(fù)活動(dòng)的生活。舉例而言，康復(fù)計(jì)劃可要求遍布整天的/間隔為一小時(shí)的十個(gè)5分鐘療程。
在另一實(shí)例中，裝置100與現(xiàn)實(shí)活動(dòng)交互作用和/或使用現(xiàn)實(shí)物體，如以下較詳細(xì)所述。特別是，此允許康復(fù)計(jì)劃展示(且達(dá)成)處理現(xiàn)實(shí)情況的患者能力的真實(shí)進(jìn)程(諸如吃飯及穿衣)。
在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，互相連接獨(dú)立住宅中的裝置(例如，在家庭中或在朋友之間)。可任選地，參與者中的一者可使用計(jì)算機(jī)而非裝置100來交互作用(例如，使用鼠標(biāo)運(yùn)動(dòng)以模仿裝置操縱、或作為使用標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)接口的游戲中的游戲者)。
在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，裝置100與門診診所通信使得家庭活動(dòng)及診所活動(dòng)為同步的?？扇芜x地，患者攜帶包括其個(gè)人數(shù)據(jù)的內(nèi)存單元(例如，USB記憶卡)。
在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，家庭系統(tǒng)對患者產(chǎn)生練習(xí)提醒(例如，聽覺提醒或電子郵件或SMS提醒)。
遠(yuǎn)程使用如上所說明，裝置100可任選地用作分布式系統(tǒng)的一部分。圖2展示典型分布式康復(fù)系統(tǒng)200。
展示具有康復(fù)裝置100的一或多個(gè)家庭。網(wǎng)絡(luò)202(例如，因特網(wǎng)、電纜網(wǎng)絡(luò)、蜂巢式網(wǎng)絡(luò)或電話網(wǎng)絡(luò))將裝置100連接至遠(yuǎn)程站。在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，遠(yuǎn)程站為包括具有顯示器206及使用者輸入208的計(jì)算對接站204的康復(fù)中心。單站204可任選地實(shí)時(shí)監(jiān)視多個(gè)裝置100?？稍谙嗤虿煌瑘鏊幪峁?fù)數(shù)個(gè)站204。可任選地，復(fù)數(shù)個(gè)站204用于監(jiān)視單一裝置100。舉例而言，每一裝置100可具有由中等熟習(xí)此項(xiàng)技術(shù)者進(jìn)行的低等級(jí)監(jiān)視，該中等熟習(xí)此項(xiàng)技術(shù)者向熟習(xí)此項(xiàng)技術(shù)的監(jiān)視者展示較難問題，該熟習(xí)此項(xiàng)技術(shù)的監(jiān)視者負(fù)責(zé)許多不熟習(xí)此項(xiàng)技術(shù)的監(jiān)視者或與許多不熟習(xí)此項(xiàng)技術(shù)的監(jiān)視者聯(lián)合協(xié)作。
亦展示了一可選攜帶型連接212，例如使用膝上型計(jì)算機(jī)。
亦展示了一可選遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫210，其可為一或多個(gè)患者(例如，100或1000個(gè)患者或更多)儲(chǔ)存數(shù)據(jù)。盡管數(shù)據(jù)庫可位于康復(fù)場所，但此并不是要求的。在某些狀況下，數(shù)據(jù)庫為分布式的，例如在康復(fù)場所和/或使用者裝置100中。
在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，基于患者具有類似(或重疊)食物、治療和/或預(yù)測和/或根據(jù)個(gè)人匹配，將一群患者收集至網(wǎng)絡(luò)中。在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，將該群組成員的進(jìn)程呈現(xiàn)至其它成員，可能地激勵(lì)競爭。對于具有較低動(dòng)機(jī)的患者，可提供支持群組(例如，患者較其它成員更為先進(jìn)的群組或進(jìn)行團(tuán)體努力而非競爭的群組)。
在群組活動(dòng)的一實(shí)例中，復(fù)數(shù)個(gè)患者中的每一者在角色扮演游戲中具有一角色?？筛鶕?jù)患者能力來設(shè)定每一患者/角色的難度。可選擇群組領(lǐng)導(dǎo)者。在另一實(shí)例中，要求每一游戲者復(fù)制群組領(lǐng)導(dǎo)者的移動(dòng)和/或指令?？扇芜x地，由每一游戲者的裝置100保護(hù)每一游戲者不超越其能力。
可支持除監(jiān)視者以外的其它類型的使用者，(例如)患者的全科醫(yī)生、或家庭成員或護(hù)理者能夠登錄且觀察患者進(jìn)程。
遠(yuǎn)程康復(fù)可跟隨若干路徑，(例如)以下的一或多者a)實(shí)時(shí)監(jiān)視。可任選地，鄰近裝置100提供相機(jī)214以允許治療師偵測問題和/或向患者提出建議?？扇芜x地，由治療師實(shí)時(shí)分析數(shù)據(jù)?？扇芜x地，使用具有動(dòng)畫軟件或VR(虛擬實(shí)境)的實(shí)時(shí)重建?；蛘?，提供離線分析?？商峁┎煌瑑r(jià)目表(pay schedule)用于不同類型的監(jiān)視。另外，不同的康復(fù)需要可指示在遠(yuǎn)程治療師與患者之間的交互作用程度?？扇芜x地，由治療師來控制相機(jī)214，例如變焦距拍攝和/或搖攝患者的某部位?？扇芜x地，預(yù)先計(jì)劃相機(jī)路徑以追蹤患者和/或患者身體上各點(diǎn)的計(jì)劃或?qū)嶋H運(yùn)動(dòng)。替代相機(jī)214或除相機(jī)214以外，可由與裝置100相關(guān)聯(lián)的多種位置及定向傳感器來提供實(shí)時(shí)監(jiān)視。此亦可僅需要與視覺監(jiān)視相比而減小的頻寬。
在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，治療師可(例如)使用聽覺視覺方法和/或藉由命令裝置100以某方式(例如，增加力、改變軌跡或防止患者超越安全限度)響應(yīng)來提供實(shí)時(shí)反饋。
b)現(xiàn)場開始?，F(xiàn)場開始康復(fù)治療過程(例如，在相機(jī)上)，且一旦治療師確信患者可獨(dú)立操作，則停止監(jiān)視?？扇芜x地，患者可請求幫助，例如在活動(dòng)期間或在活動(dòng)之間。
c)計(jì)劃。由遠(yuǎn)程站(例如，每周或在每一治療過程開始時(shí))提供包括練習(xí)和/或用于裝置100的編寫的計(jì)劃。在某些實(shí)施例中，計(jì)劃為自動(dòng)的且可任選地在裝置100處有或沒有患者輸入的情況下而執(zhí)行。
d)監(jiān)視。遠(yuǎn)程站可專用于分析自裝置100或另一位置上載至其的數(shù)據(jù)且建議改變。亦可實(shí)施其它類型的監(jiān)視，例如檢查以了解患者如何定期使用系統(tǒng)和/或用于了解意見?？祻?fù)中心可執(zhí)行(例如)每周檢查且可能地要求周期性測試。可任選地，可召集患者到達(dá)康復(fù)中心(例如)以測試、教示和/或額外治療。
e)測試。在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，遠(yuǎn)程站使用裝置100以管理對患者的測試且評(píng)估其狀況和/或進(jìn)程。在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，此測試用于評(píng)估藥物的功效和/或?yàn)榛颊咭?guī)定的其它治療?？扇芜x地，周期性測試用于選擇最有用的藥物，例如用于具有帕金森氏疾病的患者或用于痙攣患者。
f)家庭治療師。在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，治療師將為了康復(fù)治療過程(rehabilitation session)到達(dá)患者家里。舉例而言，治療師可設(shè)置裝置100、標(biāo)記正確開始位置、為特定患者(例如，大小)校準(zhǔn)裝置100和/或教示患者裝置100的使用?？扇芜x地，治療師(例如)為了建議和/或監(jiān)視其工作而可存取和/或與遠(yuǎn)程站聯(lián)系。舉例而言，當(dāng)治療師為稍后治療過程而來時(shí)，遠(yuǎn)程站可幫助比較當(dāng)前與過去表現(xiàn)。可任選地，治療師隨身帶著裝置100?？扇芜x地，治療師帶來兩裝置?？扇芜x地，由治療師帶來的裝置用于控制已在患者家里的康復(fù)裝置。
g)遠(yuǎn)程維護(hù)。在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，可自遠(yuǎn)程位置來維護(hù)裝置100，其(例如)包括裝置100對機(jī)械問題的一或多個(gè)報(bào)告；在有或無患者幫助的情況下裝置100的機(jī)械能力的遠(yuǎn)程測試；在有或無患者幫助的情況下裝置100的感應(yīng)能力的遠(yuǎn)程測試；下載及上載登錄；和/或下載及上載軟件。可任選地，裝置100收集遠(yuǎn)程訪問的記帳信息?？扇芜x地，裝置100收集可(例如)由保險(xiǎn)公司使用的使用信息。在某些實(shí)施例中，對裝置100的遠(yuǎn)程訪問經(jīng)設(shè)計(jì)以維護(hù)患者隱私，例如藉由隱藏患者身份信息、藉由限制對多種登錄及記錄的存取和/或使用密碼及其它驗(yàn)證方案。
h)遠(yuǎn)程動(dòng)機(jī)治療過程。在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，裝置100用于偵測降低的動(dòng)機(jī)程度且現(xiàn)場治療師(可任選地緊急時(shí)提供)可提供現(xiàn)場鼓勵(lì)和/或指令。通?？商峁┈F(xiàn)場遠(yuǎn)程治療過程。
在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，在遠(yuǎn)程位置處提供虛擬實(shí)境方法(例如，安裝護(hù)目鏡的顯示器)以幫助遠(yuǎn)程操作者感覺在較好控制中?？商娲幕蚋郊拥?，操作者可操縱其視點(diǎn)。在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，使用多種傳感器(例如如下所述)來移動(dòng)患者模型，用于遠(yuǎn)程和/或局部反饋。
其他使用方案在裝置100的某些實(shí)施例中，可以與上述不同的其它方式來使用裝置100。舉例而言，在本發(fā)明的一實(shí)施例中，提供監(jiān)督群組，其中一或多個(gè)治療師注視/監(jiān)視/支持各在不同裝置上的復(fù)數(shù)個(gè)患者。在此監(jiān)督群組中，可實(shí)行以下方案中的一或多者a)攜帶——治療師將復(fù)數(shù)個(gè)裝置100帶到市中心或老年人家里或類似地點(diǎn)，且對一群組使用者教示一治療過程。
b)游戲——每一患者在游戲中扮演角色且保持得分。在冒險(xiǎn)游戲的實(shí)例(例如，角色扮演游戲)中，患者可藉由使用康復(fù)練習(xí)改良其能力來獲得生命點(diǎn)、武器、能力及其它項(xiàng)目。游戲就個(gè)人來說適合于一或多個(gè)患者，例如藉由提供幫助至需要其的那些患者。在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，游戲需要患者進(jìn)行某些身體活動(dòng)。活動(dòng)可根據(jù)患者的康復(fù)需要而在患者間變化。VR或較簡單顯示技術(shù)(諸如屏幕)可用于幫助患者變得沉浸于游戲中且較少注意其它游戲者。當(dāng)患者為分散的且由網(wǎng)絡(luò)(諸如因特網(wǎng))互連時(shí)亦可玩此等游戲。
c)調(diào)入群組——患者可加入已有群組或游戲或治療過程以形成虛擬“治療室”?？扇芜x地，與康復(fù)練習(xí)同時(shí)提供聊天熱線。可任選地，提供康復(fù)服務(wù)器用于裝置100以接通且登記需要、獲得至其它裝置的連接和/或控制對治療師的存取。
在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，例如由治療師來監(jiān)督群組且治療師可使用網(wǎng)絡(luò)攝影機(jī)監(jiān)視群組?？商娲幕蚋郊拥?，可使用VR或仿真在治療師系統(tǒng)上重建患者練習(xí)?？商娲幕蚋郊拥模委煄熆捎^察由系統(tǒng)所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)(諸如得分)?？扇芜x地，可(例如)基于支付計(jì)劃來提供在治療師與患者之間的不同交互作用等級(jí)。在一實(shí)例中，現(xiàn)場連接可僅用于較高支付的患者。在另一實(shí)例中，網(wǎng)絡(luò)攝影機(jī)接口可用于僅較高支付的患者。同樣地，支付計(jì)劃可指定其它治療參數(shù)，例如練習(xí)的復(fù)雜性、觀察等級(jí)、在患者與聽覺視覺效應(yīng)和/或游戲的質(zhì)量之間的交互作用?？扇芜x地，由系統(tǒng)實(shí)際提供的康復(fù)量亦視支付人而定?？商娲幕蚋郊拥模鶕?jù)所執(zhí)行的康復(fù)來向支付人開賬單。
d)測試和/或訓(xùn)練——在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，由治療師使用群組以試驗(yàn)新治療觀念且實(shí)時(shí)接收來自患者的關(guān)于使用不同方法的相對益處及問題的反饋。可任選地，此群組用于訓(xùn)練目的，例如用以允許治療師大體上同時(shí)觀察相同和/或不同癥狀的多個(gè)患者。可任選地，若識(shí)別到差異，則治療師可經(jīng)訓(xùn)練以偵測此等差異和/或可被展示如何為其不同地康復(fù)。
在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，進(jìn)行連接系統(tǒng)方案。在一實(shí)例中，使用主從關(guān)系(例如，在其間使用有線或無線(例如，藍(lán)芽、蜂巢式或WiFi)連接或在其間使用網(wǎng)絡(luò)連接)來連接兩裝置。主控者可為(例如)兒子(或女兒)，及從屬者為兒子幫助康復(fù)的年老父母。此允許局部麻痹的父母使用康復(fù)練習(xí)作為與家庭維持聯(lián)系的方式。可替代的或附加的，局部麻痹的父母可接收來自家庭成員的支持。此支持亦可包括關(guān)于如何使用系統(tǒng)和/或嘗試什么練習(xí)的建議。
連接裝置100(或具有多個(gè)臂102的單一裝置)的另一典型使用是用于兒童游戲。在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，局部麻痹的兒童與健康兒童一起玩，每一兒童操縱一單獨(dú)的臂或裝置?？扇芜x地，由裝置100(例如)提供速度增強(qiáng)或提供周期性自動(dòng)動(dòng)作來補(bǔ)償局部麻痹的兒童的動(dòng)作能力。若兒童玩角色扮演游戲或運(yùn)動(dòng)模擬(例如，網(wǎng)球)，則裝置100可補(bǔ)充局部麻痹的兒童的能力，同時(shí)仍允許兒童對游戲的某些控制(例如，允許局部麻痹的兒童實(shí)際上執(zhí)行20％的移動(dòng))。裝置100可控制對局部麻痹的兒童的支持程度以確保公平競爭。
反饋及患者使用者接口預(yù)想多種類型的反饋與本發(fā)明的典型實(shí)施例一起使用，例如以下的一或多者a)來自患者的反饋?？扇芜x地，患者可(例如)使用語言批注或文字批注將反饋提供至治療師。在一實(shí)例中，在活動(dòng)期間提供此反饋。在另一實(shí)例中，患者回顧活動(dòng)記錄且接著添加注釋。在由本發(fā)明的典型實(shí)施例所支持的某些活動(dòng)中，當(dāng)達(dá)到某情況(例如，最大力)時(shí)要求患者操縱一控制。亦可由患者來提供反饋用于計(jì)劃或進(jìn)程，不僅為個(gè)別活動(dòng)。
在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，由裝置100處理患者反饋以修改和/或決定當(dāng)前或?qū)砘顒?dòng)和/或其參數(shù)。舉例而言，若患者標(biāo)記某力為最大力，則稍后活動(dòng)將不超過該力。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，不需要明確的使用者反饋，相反系統(tǒng)可(例如)基于控制難度隱含地判定何時(shí)接近最大力并在由此判定的力上編寫將來活動(dòng)。
b)對患者的反饋。在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，(例如)在活動(dòng)期間、在休息中和/或在活動(dòng)之后將反饋呈現(xiàn)至患者。舉例而言，此反饋可包括對使用者的指示，該指示為其在不正確地執(zhí)行活動(dòng)、應(yīng)不同地進(jìn)行將來循環(huán)和/或在當(dāng)前與過去表現(xiàn)之間的比較和/或其它統(tǒng)計(jì)。應(yīng)注意，在許多狀況下，正反饋與負(fù)反饋一樣重要甚至更為重要。此視所使用的康復(fù)方法而定。正反饋可為(例如)聽覺鼓勵(lì)、鼓掌聲音、視覺愉快屏幕和/或得分增加。
可使用獨(dú)立組件(諸如以上懸吊物)和/或使用虛擬實(shí)境裝置(諸如安裝護(hù)目鏡的顯示器)來提供多種反饋模態(tài)，例如，語言及聽覺反饋、含有文字或圖形的顯示、標(biāo)記視訊影像、裝置100(例如，由尖端108)上的力或振動(dòng)反饋，其中展示錯(cuò)誤(或正確動(dòng)作)的類型、位置和/或其它參數(shù)覆蓋于活動(dòng)的實(shí)像或虛像上。
例如于2004年12月7日申請的美國臨時(shí)申請案第60/633,429號(hào)(該案在與本申請案相同的日期且由相同申請人申請為PCT申請案，題為“Rehabilitation with Music”且具有代理人案號(hào)414/04396，兩申請案的揭示內(nèi)容以引用的方式并入本文中，其的揭示內(nèi)容以引用的方式并入本文中)中所述，音樂可用作反饋模態(tài)，尤其對于具有有限認(rèn)知語言和/或視覺能力的患者。舉例而言，音樂可用于指示運(yùn)動(dòng)質(zhì)量，可由運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生或可由裝置100所使用作為對患者的指令或提示。
c)對治療師的反饋。在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，本地或遠(yuǎn)程治療師具有反饋。此反饋可包括(例如)一或多個(gè)使用程度(例如，包括當(dāng)治療師不注意時(shí)患者是否練習(xí))、力度、錯(cuò)誤指示、錯(cuò)過通知、超過或滿足特定參數(shù)、預(yù)定警示、運(yùn)動(dòng)質(zhì)量(以下所述)、安全情況和/或當(dāng)前和/或過去活動(dòng)的統(tǒng)計(jì)分析。
d)來自遠(yuǎn)程治療師的反饋。在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，由遠(yuǎn)程治療師來提供反饋(例如，如上所指示患者可接收的反饋)。可任選地，此反饋包括送至裝置100的是否重復(fù)某練習(xí)和/或修改參數(shù)的指令。在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，以斷點(diǎn)限定練習(xí)或治療師可添加斷點(diǎn)，在這些斷點(diǎn)時(shí)治療師、患者和/或裝置100(例如視實(shí)施例而定)可決定(例如)是否修改將來參數(shù)、強(qiáng)加休息和/或若未達(dá)成所要結(jié)果則重復(fù)活動(dòng)。若患者未進(jìn)行決定及足夠快地或在較短、預(yù)定暫停期間內(nèi)進(jìn)行決定，則患者不需要注意此斷點(diǎn)。
e)來自裝置100的反饋。視裝置100的自動(dòng)化程度而定，可由裝置來提供反饋(例如，指示閾值已過去或指示安全問題)。
f)來自所附著的傳感器片(patch)或基于患者和/或裝置100的影像的分析的反饋。以下參看圖5來描述此等典型片。
g)自一裝置至另一裝置的反饋，例如在主從模式的操作中。
在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，語言為康復(fù)過程的一部分。在一實(shí)例中，裝置100響應(yīng)于或期待語音命令。在另一實(shí)例中，裝置100產(chǎn)生語音指令。
某些使用者需要簡單接口。在一實(shí)例中，對使用者(患者)的指令為簡單紅燈/綠燈以指示進(jìn)行及停止。
可提供復(fù)數(shù)個(gè)不同類型的提示以指示由患者行動(dòng)的需要，例如聽覺、觸覺、(裝置100或片的)振動(dòng)、相對肢體的運(yùn)動(dòng)、視覺(例如，閃爍屏幕)和/或速度改變。在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，例如突然發(fā)出的聲音(或呼喊)的震撼(例如)用于警示以別的方式不響應(yīng)的患者。
在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，虛設(shè)身體用于對患者展示裝置100(例如，臂102)的運(yùn)動(dòng)對患者的效應(yīng)。
可任選地，所使用接口界面的復(fù)雜性隨患者康復(fù)進(jìn)程、且患者認(rèn)知能力改良和/或患者具有較多注意力剩余而增加?？扇芜x地，例如如下所述，藉由選擇用于匹配患者能力和/或在某些非動(dòng)作活動(dòng)中訓(xùn)練患者的接口，使用者接口用于(例如)執(zhí)行同時(shí)認(rèn)知、感知及動(dòng)作康復(fù)。
精神狀態(tài)如上所說明，任何特定患者的康復(fù)進(jìn)程通常視以下的一或多者而定認(rèn)知能力(若患者不能清楚思考，則動(dòng)作計(jì)劃(motor planning)是困難或不可能的)、精神能力(若患者不具有動(dòng)機(jī)，則康復(fù)是困難的)及動(dòng)作能力。
在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，可由裝置100來測量和/或支持此等中的一或多者?？扇芜x地，由系統(tǒng)100來判定支持程度和/或類型的改變?？商娲幕蚋郊拥?，由使用者來判定支持的改變，或由使用者來設(shè)定如何根據(jù)得分而改變支持的計(jì)劃。
認(rèn)知能力的支持是藉由(例如)提供簡單顯示、多個(gè)模式的信息呈現(xiàn)、提醒和/或多個(gè)提示。例如，可藉由提供測試或藉由評(píng)估游戲中的表現(xiàn)(其中需要認(rèn)知能力)來測試認(rèn)知能力。在某些狀況下，在認(rèn)知能力與感知能力之間進(jìn)行區(qū)別。
在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，要求患者執(zhí)行動(dòng)作任務(wù)(例如，向前移動(dòng))，其理解任務(wù)的能力取決于認(rèn)知能力?？匆娖聊簧系哪繕?biāo)或?qū)嶋H接收指令(例如，視覺或語言)的能力取決于其感知能力。
動(dòng)作能力的支持系藉由(例如)以上所述運(yùn)動(dòng)的多種模式。動(dòng)作能力的測量是藉由(例如)提供具有標(biāo)準(zhǔn)結(jié)果范圍且將結(jié)果置于已知刻度盤上的練習(xí)。
在支持精神狀態(tài)中，這里在本發(fā)明的一些實(shí)施例中提供多種方法(a)裝置100(或遠(yuǎn)程控制器)而非患者可供應(yīng)初始力(例如，初始運(yùn)動(dòng)及初始練習(xí)重復(fù))。
(b)裝置100可提供誘因，例如得分、特定反饋組件(諸如影像、笑話、有趣圖標(biāo)、笑聲和/或休息期)。
(c)裝置100可支持群組，其中該群組的成員彼此提供動(dòng)機(jī)(例如，經(jīng)由協(xié)作和/或競爭)。
(d)裝置100可提供游戲。
(e)裝置100可指示缺乏動(dòng)機(jī)，該情況建議有提供安慰的需要。
(f)裝置100可藉由呈現(xiàn)安全特征和/或經(jīng)設(shè)計(jì)以減小疼痛的特征(例如，使用者指示疼痛范圍且裝置100確保僅當(dāng)預(yù)先警告患者時(shí)才越過疼痛范圍)來增加患者動(dòng)機(jī)且減少害怕。在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，使用者藉由當(dāng)?shù)竭_(dá)疼痛點(diǎn)時(shí)按壓控制或由治療師這么做來對裝置100指示疼痛范圍。亦可使用專用疼痛傳感器，例如偵測神經(jīng)活動(dòng)或偵測諸如出汗或加快脈搏的生理改變。
(g)裝置100可選擇性提供正反饋或負(fù)反饋。
(h)可設(shè)定裝置100或多或少地原諒錯(cuò)誤。
(i)裝置100可追蹤哪些練習(xí)看似激發(fā)患者的較多動(dòng)機(jī)和/或協(xié)作。
(j)裝置100而非患者可提供注意力，例如持續(xù)注意以確保一旦開始則進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。若錯(cuò)誤出現(xiàn)，則并非要求患者注意其，裝置100可偵測錯(cuò)誤且提供提示以校正運(yùn)動(dòng)——藉此減小對患者的精神及認(rèn)知負(fù)載。
盡管可由人來估計(jì)動(dòng)機(jī)及諸如抑郁及退縮的其它精神狀態(tài)，在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，藉由偵測其在表現(xiàn)上的效果由裝置100來測量或估計(jì)這些。在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，裝置100評(píng)估(例如)以下的一或多者患者有多么努力的工作、患者進(jìn)行其任務(wù)有多好、在治療過程內(nèi)及之間的進(jìn)程、對刺激的預(yù)期響應(yīng)和/或在不同任務(wù)之間和/或隨任務(wù)的變化。
在一測量方法中，比較患者在任務(wù)中的表現(xiàn)與在游戲中的患者表現(xiàn)(例如，運(yùn)動(dòng)范圍、速度準(zhǔn)確度)。在玩游戲增加動(dòng)機(jī)的假設(shè)下，在游戲與練習(xí)之間的表現(xiàn)的差異可指示在理想任務(wù)與理想任務(wù)之間的動(dòng)機(jī)差異度。
在另一測量方法中，裝置100用于測量患者能力的范圍，例如ROM(運(yùn)動(dòng)范圍)、疼痛限度等等。假定相信診斷治療過程能提供關(guān)于患者能力的相對準(zhǔn)確的信息，至少原因?yàn)榛颊咭阎\斷治療過程在范疇上是有限的。此后，給患者提供在患者能力邊緣的練習(xí)，且進(jìn)行判定嘗試達(dá)到范圍邊緣的數(shù)目及成功。此判定可用作動(dòng)機(jī)的指示(例如，欲達(dá)成已知患者可達(dá)成目標(biāo)的志愿)。在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，練習(xí)包含提供行為目標(biāo)至患者且期望患者達(dá)到目標(biāo)。
在另一測量方法(自校準(zhǔn)方法)中，患者玩一些目標(biāo)在患者能力范圍的游戲。由于預(yù)先未知此能力，因此提供不同難度等級(jí)的多種目標(biāo)。在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，藉由分析游戲以首先判定患者能力是什么且其次判定患者每隔多久試圖達(dá)到其能力邊緣，來評(píng)估動(dòng)機(jī)。
另一測量方法為追蹤患者多么努力的工作(例如，休息期為多長)。另一方法為判定在任何特定練習(xí)中患者工作得最努力。另一方法為判定患者是否提供在自由游戲治療過程中的注意、介入和/或活動(dòng)，其中若患者希望則患者可練習(xí)至其希望的任何難度等級(jí)。可任選地藉由比較不同時(shí)間的運(yùn)動(dòng)軌跡來判定注意力，例如用以了解可變性的范圍(例如，若患者突然放慢——?jiǎng)t可能其注意力偏離)?？扇芜x地藉由追蹤由患者請求的修改(例如在患者可選擇若干軌跡中的一者的練習(xí)中)來判定介入。
在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，藉由分析手寫體或總的動(dòng)作移動(dòng)來估計(jì)精神狀態(tài)，例如偵測異常顫動(dòng)、張力的記號(hào)(ticks)或其它符號(hào)和/或缺乏控制(例如，與其它時(shí)間相比)。應(yīng)注意在某些狀況下，可提供精神狀態(tài)為較絕對值更為稀罕的相對狀態(tài)。
練習(xí)在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，已有身體康復(fù)練習(xí)用于裝置100。然而，可提供非目前可用的多種測量。在某些狀況下，修改練習(xí)以考慮裝置100的限制或裝置100的能力?？扇芜x地，以通過人工不可能的精確度和/或控制度來判定正確運(yùn)動(dòng)。另外，本文中描述了在無機(jī)器人支持(或本文中所述的其它技術(shù))的情況下不可能的某些練習(xí)。
在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，人工修改練習(xí)。在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，練習(xí)由治療師記錄且接著批注(例如，標(biāo)記所要測量)。在另一實(shí)例中，將練習(xí)直接程序化至裝置100中?？扇芜x地，裝置100建議對練習(xí)的限制或添加，例如安全限制或裝置限制和/或建議哪里較少支持性或較多支持性的運(yùn)動(dòng)模式可為適當(dāng)?shù)?例如，在運(yùn)動(dòng)結(jié)束時(shí)較多支持性的模式為可取的)。
在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，由患者執(zhí)行達(dá)到練習(xí)。在此練習(xí)中，可訓(xùn)練多種肌肉群組且可提供多種難度等級(jí)。
在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，由以下典型參數(shù)的一或多者來限定伸出移動(dòng)(reaching movement)伸出距離近——接觸身體或距身體幾英寸中間——在完全伸出到接近的中間范圍遠(yuǎn)——幾乎以整個(gè)臂的伸展伸出方向上/下——自較低/較高伸出位置至較高/較低位置外/內(nèi)——移開/移至身體橫向/接近——自身體橫向移出/移至身體伸出高度頭上視線水平肩部水平軀干水平伸出目標(biāo)自由伸出——至空間中的一般位置無目標(biāo)的移動(dòng)目標(biāo)伸出——至實(shí)體目標(biāo)的移動(dòng)仿真目標(biāo)——至呈現(xiàn)于計(jì)算機(jī)屏幕上的目標(biāo)的移動(dòng)由手的距離、方向及高度所限定的手的開始位置及結(jié)束位置來限定特定“伸出”。亦可依據(jù)臂關(guān)節(jié)的涉入和個(gè)別化關(guān)節(jié)從而達(dá)成伸出的患者能力來進(jìn)一步理解任何的伸出。
在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，限定以下測量的一或多者
患者執(zhí)行伸出的能力；運(yùn)動(dòng)的平滑性；達(dá)成伸出終點(diǎn)的時(shí)間；伸出的準(zhǔn)確度；所執(zhí)行的工作或動(dòng)力；用于伸出移動(dòng)的運(yùn)動(dòng)軌跡與正常軌跡圖案的比較；患者可執(zhí)行的伸出重復(fù)數(shù)目；隨后重復(fù)的表現(xiàn)的穩(wěn)定性。
在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，伸出訓(xùn)練包含以下一般步驟5至10次重復(fù)在引導(dǎo)運(yùn)動(dòng)下伸出。將指示患者試圖與裝置100一起移動(dòng)。
5至10次重復(fù)起始模式。將由裝置100來測量患者的力的量值及方向。當(dāng)超過用于正確意圖的閾值時(shí)，裝置100將引導(dǎo)患者完成伸出。
5至10次重復(fù)幫助模式?；颊邔⒃噲D獨(dú)立執(zhí)行伸出。裝置100將測量患者意圖且?guī)椭颊咭苿?dòng)。隨時(shí)間過去，當(dāng)患者能夠較獨(dú)立移動(dòng)時(shí)將減少幫助量。
5至10次重復(fù)自由運(yùn)動(dòng)?；颊邔⒃跓o裝置100的幫助的情況下試圖執(zhí)行伸出。
另一典型練習(xí)為日?；顒?dòng)的模仿，諸如在點(diǎn)之間移動(dòng)裝滿的杯子及舉起書本。
程序設(shè)計(jì)在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，康復(fù)過程的多種方面可經(jīng)計(jì)劃且輸入為至計(jì)算機(jī)(例如，裝置100)的指令，其包括以下的一或多者a)設(shè)計(jì)新練習(xí)；b)為特定情況和/或患者修改練習(xí)；c)設(shè)計(jì)且修改康復(fù)計(jì)劃；及d)設(shè)計(jì)且修改決策邏輯(例如，斷點(diǎn)、閾值及重復(fù))。
對于系統(tǒng)200和/或裝置100的不同使用者許可為不同的，例如可允許不同許可用于添加新的、復(fù)制、修改、刪除和/或編輯中的一或多者。此等活動(dòng)可應(yīng)用于(例如)患者數(shù)據(jù)、活動(dòng)、計(jì)劃、統(tǒng)計(jì)和/或數(shù)據(jù)輸入中的一或多者?？筛鶕?jù)本發(fā)明的典型實(shí)施例創(chuàng)建和/或修改的特定活動(dòng)參數(shù)包括軌跡、位置及范圍(例如，最小及最大速度及角度)；力參數(shù)、重復(fù)循環(huán)數(shù)目、停止決策和/或休息期長度及頻率。
在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，提供一或多個(gè)程序庫(library)(例如，計(jì)劃程序庫、每一患者程序庫和/或活動(dòng)程序庫)作為用于修改及用于儲(chǔ)存程序的基礎(chǔ)。
在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，藉由物理地操縱尖端108(例如，由具有良好手部的患者或由治療師)來輸入新軌跡?？扇芜x地，接著在計(jì)算機(jī)上編輯所得到軌跡。可替代的或附加的，可使用3D CAD/CAM程序，可任選地在其中一者模擬人體且可對身體上的點(diǎn)移動(dòng)和/或用于此等所限定點(diǎn)的理想或允許運(yùn)動(dòng)范圍給予多種約束?？扇芜x地，使用圖形設(shè)計(jì)程序，例如其中使用者指示軌跡的少許點(diǎn)且程序以線或曲線來完成軌跡?？商娲幕蚋郊拥模褂谜呖?例如)藉由提供點(diǎn)和/或公式來限定諸如圓形的多種幾何形狀?？商娲幕蚋郊拥?，使用者可畫圖且(例如，在站204或在裝置100處)將其掃描于系統(tǒng)200中。
在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，為特定患者和/或情況校準(zhǔn)練習(xí)。此校準(zhǔn)可包括(例如)以下的一或多者a)對患者能力的校準(zhǔn)，諸如關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的角范圍或施加力或維持精細(xì)位置控制的能力；b)對患者大小的校準(zhǔn)，例如肢體或骨頭的長度；c)對進(jìn)程的校準(zhǔn)，例如可基于展示或預(yù)期進(jìn)程而改變計(jì)劃的時(shí)間間隔和/或其步驟大小。
如上所說明，由患者或由治療師所進(jìn)行的路徑可經(jīng)編輯且用于練習(xí)。在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，編輯包括平滑、添加點(diǎn)和/或路徑部分、將運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為初始運(yùn)動(dòng)組件中的一或多者。
典型程序設(shè)計(jì)語言以下的表格I描述可任選地用于程序設(shè)計(jì)裝置100代替學(xué)習(xí)機(jī)器人程序設(shè)計(jì)語言的典型高級(jí)程序設(shè)計(jì)語言。在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，由治療師和/或其它使用者來使用此語言。可任選地，已有練習(xí)為可儲(chǔ)存且可修改的。
此高級(jí)語言基于可被拖入程序區(qū)以建立(或編輯)程序的圖標(biāo)程序庫(每一者表示一命令)。每一圖標(biāo)表示一命令；具有3種類型的所限定命令(可添加更多)a.運(yùn)動(dòng)命令——諸如線及圓周的基本運(yùn)動(dòng)。每一命令具有開始點(diǎn)(P1)及停止點(diǎn)(P2)，可設(shè)定用于每一運(yùn)動(dòng)命令的速度、力加速/減速時(shí)間。在尖端108在理想點(diǎn)處時(shí)可藉由按壓輸入鍵來完成設(shè)定點(diǎn)(P1，P2)。
b.一般命令——諸如開始/停止程序、延遲及記錄。
c.附屬命令——處理外部設(shè)備及可附著于設(shè)備的附件的一組命令。
每一命令具有可輸入的一組參數(shù)(否則，可使用預(yù)設(shè)參數(shù)值)。操作者可添加注釋至每一命令。裝置100產(chǎn)生每一命令的描述，操作者可添加注釋至每一命令且每一命令具有一描述。未展示的是用于指導(dǎo)使用者的命令及限定在某些狀況下裝置100應(yīng)進(jìn)行什么行為的參數(shù)?？扇芜x地，每一路徑部分可包括一或多個(gè)觸發(fā)器，之上觸發(fā)器在啟動(dòng)時(shí)執(zhí)行程序代碼的較短部分。一實(shí)例為當(dāng)使用者變化其速度10％以上時(shí)啟動(dòng)觸發(fā)器，在該種狀況下提供警告或提供更有幫助性的運(yùn)動(dòng)模式。


表I命令類型表II是利用表I所示語言編制的一個(gè)樣本程序。程序結(jié)構(gòu)分為幾欄；第一列是有順序的主命令，第二欄和第三欄是并行操作的指令。
當(dāng)開始一個(gè)新程序時(shí)，可選擇地，自動(dòng)提供該開始和結(jié)束指令。其他指令是由人工插入在開始和結(jié)束之間。
表格II為具有3直線(可為矩形)的路徑的取樣程序，其中在中間有延遲，且在第二線期間操作一外部設(shè)備(例如-等待自手柄的輸入)。記錄在第二及第三線期間的所有數(shù)據(jù)且重復(fù)整個(gè)程序5次?？扇芜x地提供重復(fù)的修改量(例如，增加速度，增加所需準(zhǔn)確度)作為參數(shù)。亦可任選地提供一般程序參數(shù)(諸如得分類型、預(yù)期的運(yùn)動(dòng)質(zhì)量)。


表II程序取樣根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例所提供的特定類型控制為空間程序設(shè)計(jì)控制。在此類型的控制中，將尖端108的空間中的某些姿態(tài)或位置轉(zhuǎn)化為用于裝置100的命令。在一實(shí)例中，由治療師或由患者來使用此等姿態(tài)以快速轉(zhuǎn)遞一練習(xí)部分。
在簡化操作的另一實(shí)例中，將治療師的腕部移動(dòng)轉(zhuǎn)化為臂(或其它肢體)運(yùn)動(dòng)，因而允許治療師進(jìn)行較小運(yùn)動(dòng)且僅用其的手，而要對其運(yùn)動(dòng)進(jìn)行編程的肢體。
肢體位置的感應(yīng)及控制在裝置100中，如說明，控制患者的僅一點(diǎn)，該點(diǎn)與尖端108接觸。然而，此意味著多個(gè)不同的臂運(yùn)動(dòng)可導(dǎo)致相同空間軌跡。對于一些情況，此并非問題。舉例而言，對于中風(fēng)的恢復(fù)，在一些狀況下任何運(yùn)動(dòng)都是有用的。在其它康復(fù)方案中，理想的是指定或知道所有移動(dòng)身體部位的位置。在本發(fā)明的一些典型實(shí)施例中，固定其它身體部位的位置。舉例而言，可將患者用帶捆至椅子(例如，患者的肩)和/或給肘提供休息。此限制固持尖端108的手的可能運(yùn)動(dòng)。
圖5說明根據(jù)本發(fā)明的一典型實(shí)施例、包括肢體位置感應(yīng)和/或限制的系統(tǒng)500。(例如)可藉由偵測位置且提供反饋(例如，聽覺或視覺反饋)至患者來提供身體其它部位的正確運(yùn)動(dòng)，而不是接觸尖端108的手的運(yùn)動(dòng)。
患者506坐在椅子514中且使用裝置100(或如下所述臂安裝在球上的裝置)。一或多個(gè)相機(jī)502使臂和/或患者506的其它部位成像，且判定其的空間位置和/或速度?？商娲幕蚋郊拥?，一或多個(gè)相機(jī)516安裝在裝置100上用于此成像。在身體位置的基于圖像的重建的一些實(shí)施例中，包括一或多個(gè)信用標(biāo)記504(例如，捆綁圖案或LED)為有用的。
替代基于圖像的位置感應(yīng)，可使用磁、電、超音波或其它無接觸的位置感應(yīng)及定向感應(yīng)方法。許多此等位置判定方法及裝置在此項(xiàng)技術(shù)中已知且可使用。在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，在裝置100上和/或在尖端108上提供參考位置?？扇芜x地，而不用裝置100中的機(jī)械傳感器或除裝置100中的機(jī)械傳感器以外，前述位置傳感器用于判定裝置100的狀態(tài)，。
替代使用無接觸位置感應(yīng)或除其之外，可使用基于機(jī)械的位置感應(yīng)(例如使用活節(jié)臂)。
應(yīng)了解在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，不提供臂102，相反使用一些類型的位置傳感器?？扇芜x地經(jīng)由虛擬實(shí)境類型顯示器及反饋(例如，模仿力的振動(dòng))來提供反饋。然而，此不會(huì)允許直接力反饋及所施加的阻力，如在本發(fā)明的其它典型實(shí)施例中所要求的那樣。
在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，片(patches)504用于提供反饋或提示至患者。在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，片包括無線接收器、可選電源及刺激器(例如，振動(dòng)器、針刺、鉗子或加熱組件)。基于來自裝置100的命令，片504可提供刺激至患者。片504可為有線的而非無線的。
在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，身體點(diǎn)的感應(yīng)位置用于以下的一或多者a)判定身體運(yùn)動(dòng)是否正確；b)判定什么運(yùn)動(dòng)為可行的(例如，基于關(guān)節(jié)的角度)；
c)自實(shí)例學(xué)習(xí)所要運(yùn)動(dòng)；d)監(jiān)視患者能力(例如，用于測試或肢體測量)；和/或e)判定在練習(xí)期間、之前和/或之后及當(dāng)發(fā)生改變時(shí)身體姿勢是否正確。
替代位置、定向及速度傳感器或除其之外，可提供生理傳感器，例如，如練習(xí)機(jī)器中已知的脈搏測量傳感器及尖端108中的緊握和/或夾緊力傳感器的一或多者?？商娲幕蚋郊拥模蓪⒁换蚨鄠€(gè)生理傳感器(例如，呼吸頻率傳感器)提供于患者。
回頭參看圖5，替代位置傳感器或除其之外，可提供身體支架508用于一或多個(gè)身體部位。在所示實(shí)例中，藉由(可任選地可調(diào)整)桿510附著于椅子514的支架508防止胸和/或肩的運(yùn)動(dòng)。在一替代實(shí)施例中，一或多個(gè)帶用于固持身體部位。
在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，反向運(yùn)動(dòng)方法用于估計(jì)患者關(guān)節(jié)和/或骨頭的運(yùn)動(dòng)和/或尺寸。舉例而言，若將肢體固定至支架508，則尖端108的移動(dòng)可用于估計(jì)關(guān)節(jié)的實(shí)際運(yùn)動(dòng)。當(dāng)用于鎖定肘的背帶508在完全伸展位置中時(shí)，患者移動(dòng)臂時(shí)可計(jì)算自肩至腕的距離。若使用圖15F的手柄且由肩帶來限制患者，則可判定前臂長度?？商娲幕蚋郊拥?，力場可用于以將保證可判定肢體尺寸的方式來限制運(yùn)動(dòng)。
在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，構(gòu)造患者模型以用于此反向運(yùn)動(dòng)計(jì)算。又，在安全計(jì)算中，可使用此模型。舉例而言，若患者可能達(dá)到一種其中運(yùn)動(dòng)為不安全的關(guān)節(jié)形態(tài)，則可防止不安全的運(yùn)動(dòng)。每一關(guān)節(jié)的伸出可取決于(例如)患者的固定(例如，背帶)、所測量ROM及假定ROM。
可任選地，椅子514可能地以可調(diào)整方式(例如，使用固定桿512)固定至裝置100?？扇芜x地，(例如)當(dāng)首先進(jìn)行新活動(dòng)時(shí)或在裝置設(shè)置期間進(jìn)行初始校準(zhǔn)過程。在一實(shí)例中，桿512包括刻度且在校準(zhǔn)期間判定椅子相對于刻度的正確設(shè)定。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，裝置100與內(nèi)建椅子514一起。以下描述為可移動(dòng)椅子的典型定位。
在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，在裝置的整個(gè)工作容積之上，定位感應(yīng)應(yīng)超過1cm、5mm、2mm或1mm。在一些實(shí)施例中，若維持練習(xí)中的相對準(zhǔn)確度，則容忍較低絕對定位準(zhǔn)確度。
在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，力控制的精度超過100gr、50gr、10gr或更好?？扇芜x地，臂的平衡在這些值內(nèi)?？商峁╊愃茰?zhǔn)確度用于測量。可任選地，提供超過10Hz、50Hz、100Hz或更多的取樣率。
患者定位在本發(fā)明的一些實(shí)施例和/或練習(xí)中，患者位置為不重要的。然而，在許多練習(xí)中，某關(guān)節(jié)、腱和/或肌肉群組的正確目標(biāo)會(huì)需要在尖端108相對于患者的運(yùn)動(dòng)中和/或在患者和/或其它身體部位的姿勢中的精密度。
在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，提供帶、背帶及或支架508以設(shè)定患者的位置?？扇芜x地，一或多個(gè)桿512將椅子514連接至裝置100。替代一個(gè)桿，標(biāo)號(hào)512表示一彈簧加載線索，其包括位置傳感器以指示其收縮及因此指示椅子514相對于裝置100的位置。可任選地，使用復(fù)數(shù)個(gè)可收縮線索。可任選地，每一線索包括一環(huán)形物，椅子514的腿安置于該環(huán)形物中?？扇芜x地，若椅子在治療過程期間移動(dòng)，則實(shí)時(shí)(on the fly)校正練習(xí)以考慮椅子514及裝置100的新相對位置?？商娲幕蚋郊拥模粼谥委熯^程期間偵測患者運(yùn)動(dòng)(例如，自一姿勢至另一姿勢的運(yùn)動(dòng))，則練習(xí)適合于反映新位置?？扇芜x地，獲悉患者的復(fù)數(shù)個(gè)典型靜態(tài)姿勢且系統(tǒng)使用這些獲悉姿勢以區(qū)別正進(jìn)行運(yùn)動(dòng)與半永久姿勢。可任選地，藉由多種壓力傳感器上的壓力改變或使用使椅子、裝置和/或患者成像的相機(jī)來偵測姿勢的改變。可替代的或附加的，藉由偵測尖端108所跟隨的實(shí)際軌跡的改變來偵測改變。
可任選地，提供墊子518。在一選項(xiàng)中，墊子518為用于偵測椅子腿或患者腿的位置的壓力感應(yīng)墊?？扇芜x地，對患者實(shí)際使用的椅子執(zhí)行校準(zhǔn)?？商娲幕蚋郊拥模瑝|子用于允許相對位置的人工輸入。可替代的或附加的，墊子包括通過使墊子成像的相機(jī)可識(shí)別的標(biāo)記。
在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，尖端108用于判定椅子514的位置。在一實(shí)例中，一旦在適當(dāng)位置鎖定椅子514，則藉由接觸椅子514和/或患者上的點(diǎn)，尖端108用作數(shù)字轉(zhuǎn)換器。在一些狀況下，配接器尖端可置放于尖端108處?？扇芜x地，一旦已將患者位置數(shù)字化一次(例如，在治療師引導(dǎo)下)，下一次將椅子514帶至裝置100，則由裝置100移動(dòng)尖端108以指示椅子514或患者的理想位置。
可任選地，激光或光指示器附著于尖端108(或臂108或裝置100至其它部分)且用來產(chǎn)生椅子和/或患者部分的理想位置的光標(biāo)記。裝置100可任選地在指示裝置、臂108和/或椅子的坐標(biāo)系之間轉(zhuǎn)換。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，并非尖端108而是患者的手或手指需要在某位置處?？扇芜x地，虛設(shè)手置放于裝置100中且用于此校準(zhǔn)。
應(yīng)注意如這里所述的定位方法亦可用于定位康復(fù)系統(tǒng)的其它部分，例如，桌子、玻璃杯、第二裝置100或用于日常生活的套組(例如如圖19H中所示)。
在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，由患者運(yùn)動(dòng)來判定患者定位。在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，一旦定位患者，則患者執(zhí)行一或多個(gè)練習(xí)且基于隨后的實(shí)際軌跡來判定患者位置。在一些狀況下，需要已知患者的先前能力(例如，關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)范圍)以判定患者位置。
在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，患者執(zhí)行臂的擺動(dòng)，而無需彎曲肘。運(yùn)動(dòng)的半徑指示肩關(guān)節(jié)的位置。若患者不能伸直其肘(或保持其為直的)，則可任選地使用此信息。
在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，假定在治療過程之間的患者移動(dòng)主要為2D平面中的平移運(yùn)動(dòng)，因此臂的僅一運(yùn)動(dòng)足以用于位置校準(zhǔn)。可任選地，移動(dòng)兩臂以幫助偵測身體扭轉(zhuǎn)。
可任選地，替代判定患者位置或除其之外，患者移動(dòng)的初始設(shè)定用于提取關(guān)于患者的基本信息(諸如運(yùn)動(dòng)范圍及運(yùn)動(dòng)自由度)。可任選地，裝置100在進(jìn)行測量之前首先施加或建議旨在熱身肌肉及關(guān)節(jié)的一系列練習(xí)。
身體的附件在圖1中，尖端108固持于患者手中。為了附著于身體的其它部位，可使用其它構(gòu)件。在一實(shí)例中，在末端108處提供帶或彈性環(huán)而非球狀手柄。在另一實(shí)例中，提供棒狀手柄而非球狀手柄。
圖6展示根據(jù)本發(fā)明的一典型實(shí)施例的肘固持器600。例如當(dāng)所需運(yùn)動(dòng)是肩部的時(shí)可使用此肘固持器，因此肘616沿軌跡移動(dòng)?；?02適合于尖端108處的安裝。鉸鏈604允許在第一部分606與第二部分608之間的相對運(yùn)動(dòng)，臂614在該兩部分上休息?？蛇x帶610及612可任選地將臂614較牢固地附著于固持器610。可任選地，接頭604具有可變阻力(例如，可由患者和/或由裝置100設(shè)定)?？商娲幕蚋郊拥模宇^604包括用于將力施加至合攏或打開的肘616的作動(dòng)器。可替代的或附加的，接頭604包括角傳感器?？扇芜x地，固持器600可使肘振動(dòng)，(例如)作為治療效應(yīng)或幫助防止關(guān)節(jié)凍結(jié)。此振動(dòng)亦可(例如)使用合適附件而應(yīng)用于其它關(guān)節(jié)及身體部位。
在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，在一實(shí)例中固持器600充當(dāng)痙攣用背帶，鎖定接頭604(或非接頭)且迫使臂614打開且由帶610及612來固持。
在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，提升部分608及606使得接頭604具有在一或多個(gè)平面中大體上與肘616相同的旋轉(zhuǎn)中心。
在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，提供至身體上的其它點(diǎn)的附件。特別是，應(yīng)注意在本發(fā)明的一些實(shí)施例中受約束的為關(guān)節(jié)，而在其它實(shí)施例中受約束的為骨頭或骨頭上的某位置。如上所說明，可提供多種類型的約束(例如，對角度和/或空間維度的約束)。以下參看圖16來描述額外附件。
在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，附件包括編碼電路或其它構(gòu)件，使得當(dāng)附著于臂102時(shí)，裝置100知道附件的類型。
在一些實(shí)施例中，附件配備有由兩機(jī)械快速連接部分(例如，彈簧加載引腳及狹縫布置)及一電快速連接(例如，彈簧加載小針接觸)制成的快速連接組件，此允許自練習(xí)至練習(xí)或自患者至患者的快速改變。在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，每一附件包括一芯片且接收來自連接器的能量且發(fā)送數(shù)據(jù)(若有的話)于總線(例如，封裝型總線)上?；蛘?，電連接器用于直接將附件的測量構(gòu)件(例如，電位計(jì))與裝置100建立接口。
使用者的指導(dǎo)裝置100可以許多模式來提供指令至使用者，之上模式包括以下的一或多者(用于本發(fā)明的多種實(shí)施例)a)記錄的語言。
b)計(jì)算機(jī)動(dòng)畫顯示。
c)指令錄象。
d)在患者未附著時(shí)裝置100的運(yùn)動(dòng)。
e)在附著患者時(shí)裝置100的運(yùn)動(dòng)，可能以較慢速度且具有注釋。
f)附著虛設(shè)物設(shè)置，裝置100的運(yùn)動(dòng)。
g)使用音符，例如作為提示或用以設(shè)定運(yùn)動(dòng)的進(jìn)展速度。
h)第二裝置100的運(yùn)動(dòng)，例如作為示范或與患者自身運(yùn)動(dòng)順次發(fā)生。訓(xùn)練、教示及運(yùn)動(dòng)質(zhì)量(QoM)雖然康復(fù)計(jì)劃的一部分通常練習(xí)身體部位以維持或增加運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)度或范圍，但在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，康復(fù)包括教示患者運(yùn)動(dòng)的質(zhì)量方面和/或什么運(yùn)動(dòng)為正確的。
在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，以下運(yùn)動(dòng)質(zhì)量的一或多者為所關(guān)心的a)可用關(guān)節(jié)的利用度和/或關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)范圍；b)肌肉的利用，其中其可施加足夠的力；c)運(yùn)動(dòng)，其中關(guān)節(jié)和/或肌肉可達(dá)成較好的控制準(zhǔn)確度；d)未接近能力閾值的運(yùn)動(dòng)；e)未接近危險(xiǎn)區(qū)的運(yùn)動(dòng)(例如對于具有不穩(wěn)定關(guān)節(jié)的患者)；f)在運(yùn)動(dòng)和/或旋轉(zhuǎn)的平滑性；g)所行進(jìn)的距離；h)所需的最大力；i)運(yùn)動(dòng)(例如，額外運(yùn)動(dòng))的空間和/或能量效率；和/或j)具有最小急沖度(jerk)的運(yùn)動(dòng)在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，使用刻劃健康個(gè)體特征的運(yùn)動(dòng)的冪定律來判斷運(yùn)動(dòng)的質(zhì)量?？扇芜x地將局部麻痹的個(gè)體的特征刻劃為其有多接近地到達(dá)此定律及其到達(dá)了哪些關(guān)節(jié)和/或運(yùn)動(dòng)類型。
可任選地，由限定運(yùn)動(dòng)質(zhì)量的基本運(yùn)動(dòng)特征來描述“健康移動(dòng)”。對于臂，一種此特征為手自一點(diǎn)至另一點(diǎn)粗略跟隨在兩點(diǎn)之間的最短路徑的平滑轉(zhuǎn)移。第二特征在于由路徑的曲率來約束手的速度(Viviani P及Terzuolo C.Trajectory determines movement dynamics.J Neurosci 7，1982431-437，其的揭示內(nèi)容以引用的方式并入本文中)。路徑的曲率越大，手的移動(dòng)越慢，以2/3的定比。數(shù)學(xué)地限定這些運(yùn)動(dòng)描述，且因而其可用于移動(dòng)質(zhì)量的目標(biāo)量化。
“最小急沖度”可解釋通常在健康人群組中所觀察的平滑且最短移動(dòng)特征，同時(shí)已建立“三分之二冪定律”以驗(yàn)證在路徑曲率與手速度之間的關(guān)系。最近，兩規(guī)則已為統(tǒng)一的(Viviani P及Flash F.Minimum-jerk、two-thirds powerlaw，and isochronyconverging approaches to movement planning.J ExpPsycholHum Percept Perform 1732-53，1995，其的揭示內(nèi)容以引用的方式并入本文中)，且數(shù)學(xué)地限定為相同意圖的兩樣態(tài)(Richardson MJE及FlashT.Comparing smooth arm movements with the Two-Thirds Power Law and therelated segmented-control hypothesis.J Neurosci 228201-8211，2002，其的揭示內(nèi)容以引用的方式并入本文中)?？刹捎媒Y(jié)合在單一描述中的這兩規(guī)則用于測試在用裝置100治療之前、期間和/或之后的運(yùn)動(dòng)質(zhì)量?？扇芜x地，藉由以不同速度給患者提供運(yùn)動(dòng)范圍且自結(jié)果提取冪定律信息來判定冪定律配合。定律可應(yīng)用于其它關(guān)節(jié)及肢體(諸如下肢)。
可應(yīng)用的另一定律是關(guān)于在協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)中每一關(guān)節(jié)的相對運(yùn)動(dòng)。在健康人群組中，此運(yùn)動(dòng)考慮各關(guān)節(jié)自運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的相對距離及這些關(guān)節(jié)的不同準(zhǔn)確度。可應(yīng)用的另一定律為使目標(biāo)大小與時(shí)間相關(guān)以碰撞目標(biāo)的配合定律。
這些質(zhì)量對于運(yùn)動(dòng)可為一般的或?qū)τ诰哂幸欢芰安蛔愕幕颊呖蔀樘囟ǖ摹?br> 在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，藉由實(shí)例(例如，經(jīng)由正確及不正確運(yùn)動(dòng)來引導(dǎo)臂)向患者教示這些運(yùn)動(dòng)質(zhì)量。例如可由治療師或由患者來輸入或預(yù)先程序化這些運(yùn)動(dòng)?？商娲幕蚋郊拥?，記錄且校正患者運(yùn)動(dòng)且之后患者緩慢經(jīng)由不正確及正確運(yùn)動(dòng)。在預(yù)定運(yùn)動(dòng)中，可為特定使用者(例如，為使用者大小)來校準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)。
可任選地，為試圖保持其所有運(yùn)動(dòng)具有超過閾值的質(zhì)量(以一或多個(gè)參數(shù))的患者限定正確性的閾值。
可替代的或附加的，藉由實(shí)時(shí)或離線對患者運(yùn)動(dòng)進(jìn)行評(píng)論來教示這些質(zhì)量。
因此，在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，康復(fù)的實(shí)質(zhì)部分包含在正確運(yùn)動(dòng)中練習(xí)患者或教示患者如何知道其所執(zhí)行的某運(yùn)動(dòng)具有較高或較低質(zhì)量。
其它類型的訓(xùn)練與運(yùn)動(dòng)正確性無關(guān)。舉例而言，可訓(xùn)練患者不忽略受損肢體。然而，在相關(guān)方面中，可訓(xùn)練患者使用受損關(guān)節(jié)作為“正確”運(yùn)動(dòng)的一部分，使得不減小關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)范圍。
在一實(shí)例中，對于一些運(yùn)動(dòng)來說，在肘與腕之間的預(yù)期的相對運(yùn)動(dòng)是已知的(例如，或諸如藉由實(shí)例由治療師輸入)，諸如移動(dòng)桌面上的物體。若患者偏離了一定量(例如，由治療師所限定)，則提供反饋。
配對運(yùn)動(dòng)在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，將好的臂肢體的運(yùn)動(dòng)用于訓(xùn)練較壞肢體。舉例而言，好的臂可用于描繪圓形且接著訓(xùn)練較壞臂描繪圓形。此訓(xùn)練的一優(yōu)點(diǎn)為患者藉由準(zhǔn)確地較佳理解每一運(yùn)動(dòng)所用哪些關(guān)節(jié)及肌肉來接收的密切反饋(intimate feedback)。在一替代應(yīng)用中，由治療師或其它護(hù)理者來提供“較佳”運(yùn)動(dòng)。
在單臂裝置100中，可使用以下過程a)裝置100可任選地在現(xiàn)實(shí)中或在顯示器上說明正確運(yùn)動(dòng)。
b)用“好的”肢體來執(zhí)行運(yùn)動(dòng)?？扇芜x地，使用如上所述用于編輯的方法來校正運(yùn)動(dòng)。
c)以“不好的”肢體(例如)使用被動(dòng)運(yùn)動(dòng)、自由運(yùn)動(dòng)或力場來重復(fù)該運(yùn)動(dòng)。可任選地，在施加至不好的肢體之前校正“好的”運(yùn)動(dòng)，(例如)預(yù)期速度減小、運(yùn)動(dòng)范圍減小或力減小。
d)在運(yùn)動(dòng)期間和/或之后提供反饋至患者(例如，作為顯示器)。
e)可任選地重復(fù)運(yùn)動(dòng)。
圖7及圖8分別展示兩手柄裝置700及800，其中同時(shí)移動(dòng)帶有可選的耦合的兩臂。在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，這用于使一臂被動(dòng)移動(dòng)另一臂，(例如)因此患者可以好的臂來感應(yīng)不好的臂在做什么，或反的亦然?？商娲幕蚋郊拥模裳b置來移動(dòng)一手柄，因此患者可了解期望其做什么?？扇芜x地，兩臂裝置用于兒童，例如作為在局部麻痹的兒童與健康兒童或成人之間的游戲。
在裝置700中，兩獨(dú)立康復(fù)裝置702及704可任選地由基座706固著并且電性地和/或機(jī)械地由計(jì)算機(jī)耦合，使得一者的臂708模擬另一者的臂710的運(yùn)動(dòng)。臂移動(dòng)機(jī)構(gòu)可任選地為如下所述的基于球的機(jī)構(gòu)。
在裝置800中，單一接頭連接兩臂808及810。結(jié)果，顛倒了運(yùn)動(dòng)?？扇芜x地，臂808及810為可延伸的(例如，如下所述)且連接到一起，使得其一起伸長及縮短，(例如)兩臂包括嚙合于具有固定旋轉(zhuǎn)中心(例如，齒條及小齒輪機(jī)構(gòu))的齒輪相對側(cè)的延伸部。
在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，使用其它裝置來提供鏡像運(yùn)動(dòng)。舉例而言，在使用標(biāo)準(zhǔn)裝置的應(yīng)用中，由在任一手(或依序在同一手)固持一鼠標(biāo)且自一手至另一手應(yīng)用以上運(yùn)動(dòng)變換的使用者來提供鏡像運(yùn)動(dòng)。在另一實(shí)施例中，使用一或兩個(gè)力反饋操縱桿。應(yīng)注意對于此及其它實(shí)施例，可使用復(fù)數(shù)個(gè)裝置。特別是，對于特定應(yīng)用，可使用相對簡單和/或標(biāo)準(zhǔn)的硬件(例如，力反饋操縱桿或觸覺顯示器)。
復(fù)雜運(yùn)動(dòng)圖9A說明包含兩部分的康復(fù)裝置900，第一部分902與腕部運(yùn)動(dòng)相關(guān)聯(lián)及第二部分904與肘運(yùn)動(dòng)相關(guān)聯(lián)。部分902及904可為如下所述基于球的裝置。剛性且可任選的可調(diào)整連接910固定部分902及904的相對位置。連接912可任選地互相連接腕部固持器906及肘固持器908。裝置900用于舉例說明在康復(fù)期間肢體(例如，臂或腿)上多個(gè)點(diǎn)的控制。
使用中，可在三空間維度及可任選地亦在角度維度中控制固持器908及906的每一者，因而允許測試、訓(xùn)練和/或提供較復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)?？扇芜x地，從安全角度(例如，防止一些關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn))限制一些運(yùn)動(dòng)的可能性是有用的?？扇芜x地，在運(yùn)動(dòng)的3、4、5或6自由度中控制點(diǎn)。可任選地，一些自由度的控制不同于其它自由度的控制。舉例而言，在一軸上的運(yùn)動(dòng)可具有與其相關(guān)聯(lián)的阻力，同時(shí)角運(yùn)動(dòng)可以為裝置900支持一些力的輔助運(yùn)動(dòng)。
應(yīng)注意在裝置900中，可將軌跡限定為相對軌跡，其中裝置900的實(shí)際位置較固持器906及908空間中的相對位置及移動(dòng)是較不重要的。
圖9B說明包括具有臂932的單一部分928的康復(fù)裝置920，在該臂932上安裝有一臂固持器930。固持器930使用肘固持器924且使用腕部固持器922來限制肘與腕兩者。用于垂直于臂932旋轉(zhuǎn)固持器930的可選旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)926被示出，同時(shí)可任選旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)940環(huán)繞臂932旋轉(zhuǎn)固持器930。可替代的或附加的，可任選地提供類似機(jī)構(gòu)(未圖示)用于環(huán)繞其軸來旋轉(zhuǎn)固持器930。
如下所述，可由根據(jù)本發(fā)明的一典型實(shí)施例的康復(fù)裝置所支持的另一類型復(fù)雜運(yùn)動(dòng)需要幾個(gè)身體部位(例如，臂及腿)的同步運(yùn)動(dòng)。
基于球的裝置如上所示，除活節(jié)臂以外的設(shè)計(jì)可用于裝置100。特別是，在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，裝置基于萬向接頭，自該萬向接頭延伸出可任選地長度可變的剛性臂。
在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，萬向接頭可實(shí)施為球窩接頭。圖10展示使用球窩接頭(ball-in-socket joint)的一典型康復(fù)裝置1000。為簡明起見，此附圖標(biāo)記在一般意義上用于如本文中所述的若干基于球的裝置。
裝置1000包含例如含有板1016的臺(tái)的基座1004，該板1016具有在其中限定的孔1017且圍繞球1010。球1010可任選地?cái)R置在復(fù)數(shù)個(gè)滾子1012上。在圖11所示的一替代實(shí)施例中，由底板1015來替代滾子1012，該底板1015具有限定于其中的支撐球1010的一孔1013。
臂1002自球1010延伸且可任選地由通過桿1022附著至球1010相對側(cè)的平衡重1018來平衡。桿1022可任選地穿過可選引導(dǎo)板1020中的狹縫，以下較詳細(xì)描述。
使用中，球1010轉(zhuǎn)動(dòng)和/或旋轉(zhuǎn)，允許臂1002的尖端1008限定空間中的多種軌跡?？扇芜x地，臂1002為可延伸的，使得軌跡填充空間的容積?？扇芜x地，臂1002包括一馬達(dá)或制動(dòng)器1024(例如，油壓制動(dòng)器)以主動(dòng)移動(dòng)或被動(dòng)對抗此延伸。
在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，提供制動(dòng)器1014用于球1010。使用相對大的球1010的一潛在優(yōu)點(diǎn)在于在球表面的扭矩(例如，如制動(dòng)或移動(dòng)臂1002所需的)通常小于較小接頭所需的，可能地允許使用較小或較便宜的馬達(dá)或其它機(jī)械組件?？商娲幕蚋郊拥?，這些馬達(dá)的定位控制和/或位置傳感器的感應(yīng)性可為較小的，同時(shí)仍允許足夠精確的控制及反饋。
可以多種構(gòu)型提供裝置1000。在最簡單的構(gòu)型中，裝置完全被動(dòng)且使用者僅可設(shè)定板設(shè)置(以下所述)及制動(dòng)器上的阻力設(shè)置。在較先進(jìn)的構(gòu)型中，可由計(jì)算機(jī)控制實(shí)時(shí)變化阻力。在另一先進(jìn)構(gòu)型中，(例如，使用未圖示的傳感器)提供球和/或臂位置的感測。在另一先進(jìn)構(gòu)型中，(例如，使用未圖示的方向制動(dòng)器)可變化方向阻力。在另一先進(jìn)構(gòu)型中，(例如)使用板和/或使用多個(gè)方向馬達(dá)(其亦可用于提供阻力)來可任選地在方向上設(shè)定或變化原動(dòng)力(movtive force)。
在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，多個(gè)馬達(dá)用于控制臂1002的運(yùn)動(dòng)和/或力。馬達(dá)可任選地包括可選位置編碼器以判定臂位置?？商娲幕蚋郊拥?，使用步進(jìn)馬達(dá)或伺服馬達(dá)。可替代的或附加的，使用獨(dú)立傳感器(例如，讀取球1010的光學(xué)標(biāo)記的一種傳感器)。在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，由旋轉(zhuǎn)輪子的馬達(dá)來替代滾子1012。若一輪子在垂直于另一個(gè)輪子的方向上(相對于球1010的表面)，則可達(dá)成在一或兩方向上的選擇性運(yùn)動(dòng)(例如，若垂直于輪子的運(yùn)動(dòng)為低摩擦滑移運(yùn)動(dòng))?；蛘撸删哂修D(zhuǎn)輪的馬達(dá)來替代僅一滾子，其中輪子轉(zhuǎn)動(dòng)至所要的運(yùn)動(dòng)方向且接著旋轉(zhuǎn)以達(dá)成運(yùn)動(dòng)。可任選地使用馬達(dá)來達(dá)成方向阻力。或者，由馬達(dá)施加力或阻力及由制動(dòng)器1014所施加的一般阻力的組合來達(dá)成此阻力?？扇芜x地，將一或多個(gè)應(yīng)變傳感器提供或整合至馬達(dá)中以評(píng)估被施加至臂1002的力的方向。接著，馬達(dá)可可任選地以反力、或輔助力或轉(zhuǎn)向力(例如，具有垂直于所施加力的分量)來回應(yīng)。
在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，當(dāng)制動(dòng)器具有小于球的內(nèi)徑時(shí)，藉由朝著球1010的赤道提升及降低制動(dòng)器來操作制動(dòng)器1014?；蛘撸鶕?jù)需要膨脹(inflate)及緊縮(deflate)制動(dòng)器?？商娲幕蚋郊拥模?例如)藉由形狀記憶合金形成制動(dòng)器來修改制動(dòng)器的圓周，制動(dòng)器圓周被加熱以引起制動(dòng)器的瞬時(shí)膨脹和/或收縮?？商娲幕蚋郊拥?，使用擠壓至球1010的表面上且朝向其中心的垂直制動(dòng)器。
替代單向制動(dòng)器或除其之外，可使用方向制動(dòng)器，例如以相對低摩擦彎曲來對抗球沿刀片的運(yùn)動(dòng)從而允許垂直于刀片的運(yùn)動(dòng)的橡膠刀片狀襯墊。
應(yīng)注意當(dāng)臂1002可延伸時(shí)，施加至點(diǎn)1008的力大體上亦包括沿臂1002的軸的分量，制動(dòng)器或馬達(dá)1024可響應(yīng)于該分量且可任選地在球1010的響應(yīng)中考慮該分量。
平衡圖11展示根據(jù)本發(fā)明的一典型實(shí)施例的裝置1000的平衡。如上所示，圖11展示裝置1000的變體，其中由板1015來支持球1010?？扇芜x地設(shè)計(jì)配重1018以準(zhǔn)確消去臂1002的力矩?；蛘?，(例如，藉由改變其距球1010的距離或藉由添加或移除模塊配重)可設(shè)計(jì)或修改其以提供使臂1002返回支持位置的力或傾向于移動(dòng)臂遠(yuǎn)離此支持位置的力。在一些狀況下，可調(diào)整平衡以校正附件或患者肢體的配重。
可任選地，當(dāng)臂1002為可延伸時(shí)，延伸部分包括以維持球1010的重心的方式遠(yuǎn)離球1010的中心而延伸的移動(dòng)平衡重。此運(yùn)動(dòng)可僅在球1010的內(nèi)部。
可替代的或附加的，由馬達(dá)和/或制動(dòng)器的主動(dòng)平衡來提供球1010的平衡。此主動(dòng)平衡亦可用于有效減小或抵消球1010及臂1002的慣性力矩。
當(dāng)添加附件至尖端1008時(shí)，此可改變平衡?？扇芜x地，與每一此附件一起設(shè)置適當(dāng)配重，附加于平衡重1018。或者，手柄1008包括匹配附件的配合部分中的一或多個(gè)觸點(diǎn)或電路的一或多個(gè)觸點(diǎn)和/或電路。此允許裝置1000偵測添加了哪一附件且適當(dāng)移動(dòng)配重1018以補(bǔ)償?？扇芜x地自遠(yuǎn)程站下載合適表格。或者，附件包括推至尖端1008中且藉此移動(dòng)球1010內(nèi)部的臂平衡重的合適長度的栓釘。配重1018的移動(dòng)可任選地藉由馬達(dá)(未圖示)且可(例如)沿桿1022和/或遠(yuǎn)離桿1022及臂1002的連接線?？商娲幕蚋郊拥?，裝置1000藉由偵測所施加的轉(zhuǎn)矩且移動(dòng)配重1018(或其它配重)以補(bǔ)償來進(jìn)行自校準(zhǔn)。
可任選地，相對于在活動(dòng)期間由人所施加的預(yù)期重量或力來設(shè)計(jì)平衡。
圖11亦展示由板1020中的狹縫1030經(jīng)約束在直線中行進(jìn)的桿1022。
引導(dǎo)板雖然大體上計(jì)算機(jī)控制方向的馬達(dá)及制動(dòng)器可達(dá)成任何所要運(yùn)動(dòng)，但在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，藉由使用板1020及其相關(guān)聯(lián)狹縫1030來支持可能更為有限的運(yùn)動(dòng)。使用引導(dǎo)板的一潛在優(yōu)點(diǎn)在于垂直于狹縫的移動(dòng)大體上為不可能的，且此不需要合適電路。
圖12說明根據(jù)本發(fā)明的一典型實(shí)施例用于基于板的康復(fù)裝置的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。第一可選馬達(dá)1046固附于齒輪1048，該齒輪1048旋轉(zhuǎn)板1020以允許桿1022除直線以外的運(yùn)動(dòng)。第二可選馬達(dá)1040固附于螺紋桿1042，在該螺紋桿1042上桿耦合器1044行進(jìn)。當(dāng)耦合器1044行進(jìn)時(shí)，其沿狹縫1030移動(dòng)(或?qū)?桿1022。亦可使用其它機(jī)構(gòu)。
如圖3A及圖3B中所說明，有時(shí)期望提供變化而非絕是對垂直于狹縫1030的運(yùn)動(dòng)的絕對阻礙。圖13A說明用于替代耦合器1044且其具有此性質(zhì)的一典型耦合裝置1300。耦合裝置1300包括具有用于安裝于螺紋桿1042上的內(nèi)部螺紋部分1302的主體1314。主體1314進(jìn)一步包含具有嚙合桿1022的孔1304的有孔組件1306。一或多個(gè)彈簧組件1308將組件1304耦合至主體1314?？扇芜x地，例如可由螺釘1310來調(diào)整彈簧組件1308中的張力?？扇芜x地，提供線性位移傳感器1312以測量桿1022位置的誤差。例如，可在狹縫1030和/或垂直于其的方向上提供組件1308。參看圖22-26來描述其它典型力控制機(jī)構(gòu)。
圖13B展示由一或多個(gè)彈簧1352及1354耦合的兩半1342及1344形成的彈性導(dǎo)軌1340。因此，形成于半部分的兩邊緣1348與1350之間的狹縫1346具有一些彈性應(yīng)變?？商娲幕蚋郊拥模惯吘?348及1350至少部分為彈性的(例如，由橡膠制成)。
圖14A說明一變型裝置，其中一前一后地使用兩引導(dǎo)板，一上引導(dǎo)板1020及一下引導(dǎo)板1402?？扇芜x地提供獨(dú)立馬達(dá)用于旋轉(zhuǎn)每一引導(dǎo)板。
圖14B展示具有若干狹縫的引導(dǎo)板。提供實(shí)心區(qū)以防止切口脫落?？商娲厥褂闷渌椒?例如，平面外橋接)。
圖14C展示具有“X”狀狹縫的引導(dǎo)板。亦可提供其它形狀，例如，具有內(nèi)部交叉的圓形或彎曲狹縫。
在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，程序設(shè)計(jì)裝置1000包括替代狹縫和/或設(shè)定阻力?？扇芜x地，當(dāng)插入狹縫時(shí)，(例如)使用如上所述的基于觸點(diǎn)的偵測方案或使用無線或RF通信(例如，藉由將智能卡電路嵌入于板中)由裝置1000來識(shí)別。
附屬物&腕部附件圖15A展示根據(jù)本發(fā)明的一典型實(shí)施例提供一或多個(gè)手運(yùn)動(dòng)度的控制和/或反饋的腕部附件1500。
假定前臂擱置在支架1510上，同時(shí)由手抓住把手1502。在相對于支架1510的一或多個(gè)軸中用萬向接頭固定把手1502。在所示實(shí)例中，把手1502安裝于包括桿1504的基座1503上。接頭部分1506可可任選地環(huán)繞桿1504的軸來旋轉(zhuǎn)和/或沿其行進(jìn)。另外，可選桿1508互相連接支架1510及接頭部分1506且允許環(huán)繞桿1508旋轉(zhuǎn)。另外，可選桿1512在垂直于其它兩桿的方向上會(huì)合接頭部分1506且允許環(huán)繞那個(gè)第三軸旋轉(zhuǎn)。
可任選地，腕部附件1500固附于在支架1510尖端1508或在基座部分1514處固附于桿1508。
可任選地，由一或多個(gè)馬達(dá)和/或可控制制動(dòng)器來支持所述的一或多個(gè)相對運(yùn)動(dòng)。
在一些腕部附件(或用于其它附件裝置)中，一或多個(gè)彈簧將手柄連接至康復(fù)裝置，使得以一或多個(gè)維度提供圖3A及圖3B所示的變化阻力。
圖15B展示根據(jù)本發(fā)明的一典型實(shí)施例且大體上遵循裝置1500的形式的腕部附件1520。由患者緊握手柄1522，同時(shí)患者的臂擱置在臂支架1524上?？扇芜x地，提供可經(jīng)由一或多個(gè)帶狹縫1526固附的一或多個(gè)帶(未圖示)?；?542經(jīng)由連接器1528提供至臂102的固附(未圖標(biāo)，但在圖15C中舉例說明)。在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，使用(例如)適合于如本文中所述的多個(gè)附件的萬能連接器。在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，連接器提供機(jī)械固定、動(dòng)力(例如，電源)及數(shù)據(jù)傳送的一或多個(gè)?？扇芜x地，連接器亦提供關(guān)于至裝置100的附件的識(shí)別信息。
在所示實(shí)施例中，由機(jī)械接頭1530、1532及1534來支持三個(gè)腕部旋轉(zhuǎn)?？扇芜x地，在一或多個(gè)接頭處的阻力為可調(diào)整的。在所示的實(shí)施例中，該調(diào)整為人工的(例如，使用一或多個(gè)旋鈕1536、1538及1540)。或者，提供內(nèi)部調(diào)節(jié)(例如，使用較小電馬達(dá))。阻力可具有(例如)摩擦類型或具有彈性(例如，彈簧)類型?？扇芜x地，提供用于每一接頭的旋轉(zhuǎn)傳感器(例如，電位計(jì))。
可任選地，手柄1522為可替代的，例如使用插拔銷1544以選擇性松開手柄1522，用于移除。
圖15C展示類似于腕部附件1520且自相對側(cè)展示的腕部附件1550的不同版本(例如，旋鈕1552在與旋鈕1538不同的位置處)。亦展示腕部附件在臂102上的安裝。在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，安裝包含可任選地具有摩擦阻力的球窩接頭?？扇芜x地，若套節(jié)接頭經(jīng)受在一定水平(作為安全特征)之上的扭矩則設(shè)計(jì)其斷開(例如)。可任選地，此安全等級(jí)為可設(shè)定的。在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，接頭包含固持于兩板之間的球，其中板由具有可設(shè)定阻力的彈簧來互相連接?？扇芜x地提供互相連接板的線索且其可產(chǎn)生被損信號(hào)(例如，彈簧過度變形)。可任選地，提供安全系繩以保持接頭部分在一起。
另一差異在于，并非單臂支架1524，而是展示雙臂支架1558及1556?？扇芜x地，僅為較遠(yuǎn)的臂支架(1558)提供帶?？蛇x襯墊1560。
圖15D展示非垂直手柄附件1560。雖然展示彎頭1562中的90度角，但可提供其它角(例如，45度)?？扇芜x地，角度允許較佳控制，在該角度上肌肉將動(dòng)作和/或可較容易地進(jìn)行一些運(yùn)動(dòng)。可任選地，彎頭1562為可調(diào)整的，例如預(yù)設(shè)定角度(諸如0、45及90度)。
展示了可選萬能附件1564。
圖15E展示把手1570，其中展示可選手指壓痕1572。展示用于自患者的輸入的可選按鈕1574?？商峁╊~外按鈕且亦可在其它實(shí)施例中提供按鈕。
可任選地，手柄1570的主體1576為易壓縮的(如其亦可在其它實(shí)施例中那樣)。一類型的易壓縮主體包括充氣囊?？扇芜x地，可變化氣體的壓縮以改變阻力。在一替代實(shí)施例中，主體1576由一或多個(gè)彈簧間隔的兩面板形成。
展示了可選萬能附件1578。
圖15F展示包括兩手柄1582及1586的兩手柄實(shí)施例1580，可任選地這兩手柄經(jīng)由銷1584及1588為可改變的。例如，當(dāng)期望一手在運(yùn)動(dòng)中幫助另一手時(shí)此實(shí)施例可是有用的。實(shí)際使用的兩手柄不需要為相同的。
展示了可選萬能連接器1590。
亦可使用其它附件。在一實(shí)例中，使用杯狀附件?；颊呖晒坛秩绮ＡП谋瓲钗锘蚴褂糜善涫直膴A緊動(dòng)作來固持其?？商峁y量夾緊力和/或緊握力(當(dāng)被施加至玻璃杯時(shí))的多種傳感器?；蛱娲?，可使用此項(xiàng)技術(shù)中已知的附件，可任選地修改以包括萬能連接器和/或合適傳感器?？扇芜x地，提供以帶固持手的附件。
可任選地，所使用的附件向患者提供感覺(例如，振動(dòng)、刺痛、夾緊或表面紋理)?？蓪㈦娫匆约皵?shù)據(jù)提供至附件以產(chǎn)生且控制此感覺。例如，藉由提供具有不平襯墊的平滑層可變化表面紋理。延伸凸塊或不平層將變化表面紋理。
雖然描述用于臂的附件，但應(yīng)了解可將這些附件提供至其它肢體且至頭及頸。在一實(shí)例中，提供踏板作為用于腳的附件。腕部附件的多種旋轉(zhuǎn)亦可提供用于腳。同樣地，可設(shè)計(jì)頭及頸附件以固持對頜相對于頸的多種旋轉(zhuǎn)和/或移動(dòng)的支持。
另一類型的附件(例如，片504(圖5))未直接安裝于臂102上。
肘支撐圖16A-16D說明根據(jù)本發(fā)明的典型實(shí)施例的肘支撐的多種方法。如上所示，對于一些康復(fù)方法，提供肘(或其它身體部位)的支持和/或防止其運(yùn)動(dòng)是有用的。在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，裝置100支撐肢體的重量使得患者可集中注意移動(dòng)肢體且不集中于在空間中固持它。相反，可設(shè)定裝置100以防止患者依賴裝置，(例如)其中裝置100準(zhǔn)確提供預(yù)期由肢體施加的力(可任選地具有一些允許誤差)。可任選地，力度沿軌跡而改變(例如，隨肢體伸展)。
圖16A展示由線索固附于固定至康復(fù)裝置的框架1602的肘支撐物1604。可任選地，框架1602為可拆卸的?？扇芜x地，設(shè)計(jì)框架1602以允許進(jìn)入輪椅，使得輪椅上的患者不需要為了康復(fù)而離開椅子。提供一或多個(gè)腳踏板1609用于腿的練習(xí)和/或其它康復(fù)活動(dòng)?？扇芜x地，踏板用于支持在臂與腿之間的協(xié)調(diào)練習(xí)?？商峁┰谝粋€(gè)以上自由度移動(dòng)的踏板以及如本文中所述的多種傳感器。展示了可為坐在輪椅中的患者膝蓋提供空間的垂直運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)1606。
在最簡單的實(shí)施例中，設(shè)定線索1605(例如，其長度)至所要的肘位置?？扇芜x地，使用三線索使得可在空間中固定肘支撐物1604?？扇芜x地，提供更多線索(例如，四線索)使得即使當(dāng)不占用時(shí)支撐物1604亦不移動(dòng)。雖然線索可用于設(shè)定肘支撐，但這些線索亦可用于支撐其它身體部位?？扇芜x地，提供用于支撐多個(gè)身體部位的多個(gè)線索組?？扇芜x地，使用基于線索的系統(tǒng)而非臂102或1002以控制尖端(或附件)或身體上的點(diǎn)的位置。
在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，線索系統(tǒng)用于測量空間中的位置。在一實(shí)例中，線索1605重繞且固附于諸如編碼器的測量裝置。內(nèi)插法可用于提供支撐物1604的XYZ坐標(biāo)。在另一實(shí)例中，亦如上所述，線索用于測量椅子與康復(fù)裝置(例如，框架1602)的相對位置。
可任選地，線索機(jī)構(gòu)固附于兩肢體之間且用于判定其相對距離。多個(gè)線索可用于判定多于僅一個(gè)的距離值。
可任選地，線索系統(tǒng)用于測量額外參數(shù)，例如，施加至肢體的力(可任選地包括方向)及運(yùn)動(dòng)速度。應(yīng)注意可提供包括(對于相同點(diǎn)或尖端108)機(jī)器人組件與線索組件兩者的組合系統(tǒng)。
在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，例如使用馬達(dá)來控制線索系統(tǒng)以維持某張力?？扇芜x地，此用于允許肢體的浮動(dòng)支撐?？扇芜x地，馬達(dá)用于控制或幫助運(yùn)動(dòng)，(例如)其中馬達(dá)用于縮短線索或允許線索以某速度放出或是否感應(yīng)到一定的力。
可任選地，線索1605(例如)藉由提供固附于線索1605的彈簧(例如，在點(diǎn)1608處，其中亦可提供馬達(dá))來提供相對于張力的順應(yīng)性?？扇芜x地，可(例如)使用電馬達(dá)來變化彈簧的張力。可任選地，彈簧大體上用于提供緩沖。
圖16B展示由自康復(fù)裝置延伸的臂1610所支撐的肘支撐物1604?？扇芜x地，臂1610包括一線性延伸測量組件及兩旋轉(zhuǎn)測量組件以指示支撐物1640的位置。本文中所述的其它實(shí)施例亦可包括這些傳感器，因此裝置100可計(jì)算位置。又，如所示，可提供力傳感器以幫助分析由患者施加至支撐物1604的力。
圖16C展示由自康復(fù)裝置延伸的關(guān)節(jié)臂1620所支撐的肘支撐物1604。
圖16D展示由從臂1002延伸出(和/或安裝于其)的部件1630所支撐的肘支撐物1604。
可任選地，延伸臂及部件為可構(gòu)型的?？商娲幕蚋郊拥?，臂包括馬達(dá)和/或可變阻力組件。可替代的或附加的，臂及連接包括位置、定向、位移和/或力傳感器。在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，可基于臂的一或多個(gè)部分是固定的且已知長度的事實(shí)來判定臂各部分的實(shí)際位置。若提供任何接頭，則可測量接頭的角度。
以下在圖19中展示對接站中的額外肘支撐物實(shí)例。
變化取向在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，期望臂102具有不垂直的中心支持位置。圖17A展示康復(fù)裝置1700，其包括在其的基座1704與其的移動(dòng)機(jī)構(gòu)1706之間的接頭1702，可呈多個(gè)取向。
或者，以上所述康復(fù)裝置的一者可安裝于除地面以外的表面上或于具有不均勻長度的腿上。可任選地，當(dāng)裝置1000安裝于壁上或倒置時(shí)，亦在球1010上提供滾子(諸如滾子1012)，使得當(dāng)裝置1000在其側(cè)面上或倒置時(shí)這些滾子可支撐球1010。例如，藉由螺釘或使用黏著劑來達(dá)成安裝。
變化取向康復(fù)裝置的一潛在優(yōu)點(diǎn)為使患者在變化位置上進(jìn)行康復(fù)的能力。舉例而言，起立時(shí)可有用地實(shí)踐(例如)包括伸出及平衡的那些練習(xí)。當(dāng)患者臥床時(shí)，一些練習(xí)必須躺下時(shí)實(shí)施。一些練習(xí)可坐著實(shí)施以及其它練習(xí)則跪著實(shí)施。
另一潛在優(yōu)點(diǎn)在于相同系統(tǒng)可用于以相同裝置來康復(fù)不同身體部位。
變化取向康復(fù)裝置的另一潛在優(yōu)點(diǎn)在于許多臂運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)在其運(yùn)動(dòng)范圍、軸之間的耦合和/或其它機(jī)械特性考慮中是有限的。變化裝置的取向允許運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)置放于較佳位置。應(yīng)注意在一些變化取向裝置中，即使運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)已移動(dòng)但裝置的受控尖端108可位于相同位置。此允許(例如)患者在練習(xí)改變期間保持在輪椅中。
雖然展示了取向的人工改變，但一或多個(gè)馬達(dá)可任選地用于實(shí)現(xiàn)取向的改變。可提供一或多個(gè)角傳感器以偵測接頭1702(在一或兩方向上)的實(shí)際旋轉(zhuǎn)。
圖17B及圖17C展示在兩取向上的替代的變化取向康復(fù)裝置1710。在圖17B中，展示角取向，支撐平板1724相對于基座1712來定位運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)1720及臂1722?？扇芜x地，提供一或多個(gè)可延伸腿1714用于穩(wěn)定性?？扇芜x地，提供輪椅導(dǎo)軌1716(可任選地為可延伸的)?？扇芜x地，給導(dǎo)軌1716開縫以允許輪子進(jìn)入其中。可任選地在輪子任一側(cè)上添加夾盤以將輪子鎖定在適當(dāng)位置。未圖示的為一可選的基于托架的鎖定機(jī)構(gòu)，其中一或多個(gè)銷或托架(例如)沿輪子軸自其的一或兩側(cè)來嚙合輪子。例如，可由患者自己來電致動(dòng)此機(jī)構(gòu)。此輪椅鎖定機(jī)構(gòu)亦可用于本發(fā)明的其它實(shí)施例中。
在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，可以多種角度來定位平板(slab)1724。
圖17B展示約45度的角。圖17C展示90度角。亦在圖17C中展示的為由可鎖定鉸鏈1728固附于支撐平板1724的第二支撐平板1726。在圖17B中，平板1726相對于基座1712為平坦的。另外的可能模式為0度角，其中平板1724及1726平放于基座1712的凹部1734中。鉸鏈1730用于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)1720使得其面朝上?？扇芜x地，運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)1720經(jīng)由可旋轉(zhuǎn)基座1721耦合至鉸鏈1730。另一典型位置為平板1724平放于凹部1732中，使得可旋轉(zhuǎn)基座1721亦處于凹部1732中。此為傳輸模式，其中可拆下臂1722且整個(gè)裝置1710可(例如)配置于汽車行李箱中。平板1726可任選地由另一可鎖定鉸鏈(未圖示)固附于基座1712。
圖17D展示了替代康復(fù)裝置1740，具有其運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)1748的可調(diào)整位置。在此實(shí)施例中，軌道1744自基座1742延伸且運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)1748耦合至在軌道1744上行駛的滑塊(traveler)1746?？扇芜x地，運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)1748由鉸鏈固附于滑塊1746以便較好利用機(jī)構(gòu)1748的運(yùn)動(dòng)范圍(例如，允許裝置1740的臂1750使用滑塊1746而非使用機(jī)構(gòu)1748集中于運(yùn)動(dòng)空間的中心)。
軌道1744可任選地折迭以用于旅行。軌道1744可任選地包括內(nèi)建數(shù)據(jù)及電力總線用于至少傳送電力至機(jī)構(gòu)1748?；蛘?，使用撓性電纜(未圖示)?；?742(如本文中所示的其它基座)可任選地包括輪子。
多肢體裝置在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，可一起訓(xùn)練多個(gè)肢體(例如)用于康復(fù)同步運(yùn)動(dòng)。在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，在多種構(gòu)型中固附諸如用于裝置1000中的多個(gè)模塊以達(dá)成此效應(yīng)。固附可為(例如)結(jié)構(gòu)的(例如，防止不當(dāng)?shù)南鄬\(yùn)動(dòng)，但可能可調(diào)整的)、機(jī)械的(例如，自一模塊傳輸運(yùn)動(dòng)至另一模塊)和/或受控的(例如，響應(yīng)于或與一模塊處的交互作用同步地修改在另一模塊處的交互作用)。
圖18展示根據(jù)本發(fā)明的一典型實(shí)施例用于臂及腿的康復(fù)裝置1800。裝置1800包括(例如)使用裝置1000的機(jī)構(gòu)來練習(xí)臂的一第一部分1804及(例如)亦使用裝置1000的機(jī)構(gòu)來練習(xí)腿的一第二部分1802。
此類型裝置的一典型使用為康復(fù)具有一側(cè)麻痹的中風(fēng)受害者。另一典型使用為訓(xùn)練同步運(yùn)動(dòng)(諸如步行所需的)。
在一些狀況下，兩側(cè)康復(fù)為需要的。圖19A展示具有四機(jī)構(gòu)模塊的一康復(fù)裝置1900。一對模塊1902及1904用于控制右臂的移動(dòng)，及一對機(jī)械模塊1906及1908用于控制左臂的移動(dòng)。例如，如上所述，兩對模塊可被同步和/或用于教示。
可任選地，添加一或多個(gè)模塊用于練習(xí)每一腿。在所示的實(shí)例中，提供諸如圖16A中的一或多個(gè)踏板1910。然而，如上所說明，可使用具有較大自由度的裝置?？扇芜x地，使用步態(tài)訓(xùn)練機(jī)構(gòu)，(例如)如在于2004年12月7日申請的美國臨時(shí)申請案第60/633,428號(hào)中所述，該案亦在與本申請案相同的日期且由相同申請人申請為PCT申請案，題為“Gait RehabilitationMethods and Apparatuses”且具有代理人案號(hào)414/04391，其的揭示內(nèi)容以引用的方式并入本文中?？扇芜x地，此機(jī)構(gòu)包括固附于踝且可旋轉(zhuǎn)和/或以多種(例如，2、3、4或更多)方向調(diào)動(dòng)踝(例如，腳)的支撐物以便康復(fù)步行?？扇芜x地，提供一或多個(gè)機(jī)構(gòu)模塊用于(即使當(dāng)坐著時(shí))訓(xùn)練臀部運(yùn)動(dòng)。可任選地，為患者提供踏車或訓(xùn)練自行車以當(dāng)練習(xí)其上身時(shí)繼續(xù)步行?？扇芜x地使踏車運(yùn)動(dòng)與由患者的康復(fù)練習(xí)及實(shí)際表現(xiàn)同步?？扇芜x地，步態(tài)訓(xùn)練包括身體的不同部位的個(gè)別訓(xùn)練且接著一起訓(xùn)練它們用于完整(或部分)步態(tài)。
可任選地，裝置1900與輪椅而非標(biāo)準(zhǔn)椅子一起使用。
對接系統(tǒng)圖19B展示對接站(docking station)1920，及圖19C展示由輪椅1922占用的對接站1920。對接站意味著患者可被置入其中且鎖定至適當(dāng)位置且接著康復(fù)的一結(jié)構(gòu)。自功能性觀點(diǎn)來看，通常理想的是，僅需要患者的最小操縱，來開始康復(fù)工作。因此，例如，患者可在輪椅中且可任選地而非調(diào)整患者位置(例如，最初且當(dāng)練習(xí)改變時(shí))，康復(fù)裝置可任選地自發(fā)地移動(dòng)以確保正確的相對定位。
在所示的實(shí)施例中，在軌道1928上提供兩變化定向模塊1924及1926?？扇芜x地，由手來移動(dòng)模塊?；蛘撸R達(dá)(未圖標(biāo))改變模塊的構(gòu)型和/或使其沿軌道1928移動(dòng)。軌道1928可任選地提供動(dòng)力和/或數(shù)據(jù)至模塊。又，可固附非變化定向的模塊或其它康復(fù)裝置。
展示可選輪椅固持機(jī)構(gòu)1932定位于軌跡1930上。可任選地，人工地改變位置?；蛘?，使用馬達(dá)(未圖標(biāo))來改變位置。同樣地，輪椅嚙合機(jī)構(gòu)可為人工或機(jī)動(dòng)的。
展示了一組腳踏板1934，但其可由其它腳部訓(xùn)練裝置來替代。
展示了固附于接頭1938的可選肘支撐物1936。可任選地，相對于人浮動(dòng)肘支撐物1936，可任選地被調(diào)整以補(bǔ)償患者的重量?？扇芜x地，浮動(dòng)在平面中(例如，在平行于地面的平面中)?？扇芜x地，由支撐物來測量肘的位置且該位置可用于多種反饋(諸如運(yùn)動(dòng)質(zhì)量的測量)。支撐物1936可任選地在伸縮式和/或活節(jié)臂上，(例如)如圖16中所述。
可任選地提供顯示器1940(例如)用于治療師和/或患者。亦可提供輸入系統(tǒng)1942(例如，鍵盤及操縱桿)?？扇芜x地，可旋轉(zhuǎn)輸入及輸出裝置1940及1942至不同位置，使得治療師可在對接站1920為占用時(shí)存取其。
顯示器1940、輸入1942和/或接頭1938可任選地安裝于柱(可任選地伸縮式柱)上?？扇芜x地，提供專用于患者的顯示器1946(聽覺和/或視覺)。
可提供類似對接站用于輪床，例如其具有一者用于每一肢體的四運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。或者，如下所述，使康復(fù)裝置為足夠攜帶型的使得可將其帶至臥床患者。
行動(dòng)性本發(fā)明的一些實(shí)施例的特征在于提供行動(dòng)的康復(fù)裝置。存在多種行動(dòng)性等級(jí)且如本文中所述的本發(fā)明的多種實(shí)施例可達(dá)成這些等級(jí)。
在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，康復(fù)裝置的行動(dòng)性用于在病房內(nèi)或在醫(yī)院病房之間移動(dòng)裝置。
圖19D展示根據(jù)本發(fā)明的一典型實(shí)施例定位在床1951附近的行動(dòng)康復(fù)裝置1950。在行動(dòng)裝置的此實(shí)施例中，運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)1952安裝在軌道1958(例如，具有基座1960的彎曲軌道)上。可在基座1960上提供輪子，可任選地可鎖定和/或延伸腿(未圖示)。軌道1958可任選地包括用于調(diào)整機(jī)構(gòu)1952位置的一或多個(gè)軌道1962(展示了狹縫)。展示了兩不同附件，1954用于臂且1956用于腿?？扇芜x地，輪子用于將裝置1950移動(dòng)至儲(chǔ)存?zhèn)}中。上文描述了可拆卸裝置，例如在圖17B中所示。
圖19E展示根據(jù)本發(fā)明的一典型實(shí)施例耦合至床1951的替代行動(dòng)康復(fù)裝置1964。一或多個(gè)附件機(jī)構(gòu)1972將裝置1964鎖定至床1951。可任選地提供輪子。裝置1952可用于(例如)由上所述的康復(fù)。在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，裝置1964包含框架1970，在該框架1970的頂部1966上安裝有移動(dòng)機(jī)構(gòu)1952?？扇芜x地，裝置1952可沿框架移動(dòng)。展示了球緊握附件1968。
行動(dòng)性亦可用于其它設(shè)置(例如，在家里或在較小診所中)。又，如上所示，治療師接到住宅電話便可攜帶行動(dòng)康復(fù)裝置。
在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，在水(或蒸汽浴)中執(zhí)行康復(fù)，或用水支撐患者和/或提供熱量和/或訊息。圖19F舉例說明根據(jù)本發(fā)明的一典型實(shí)施例在浴缸1976中的行動(dòng)康復(fù)裝置1972的使用。展示有輪的基座1978，但可使用包括固定基座在內(nèi)的其它基座類型。在所示的實(shí)施例中，使用具有延伸連接的兩臂附件1974且患者可坐著或躺下。
亦可在游泳池中用(例如)固附于池上天花板的裝置1972來進(jìn)行康復(fù)。
在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，將保持康復(fù)裝置在水外，但將附件制為防水的。可任選地，使裝置其本身為防水的或至少防濺潑的?？扇芜x地，使康復(fù)裝置為電池供電的以防止電擊危險(xiǎn)?；蛘?，使用氣壓或液壓馬達(dá)而非電馬達(dá)。可任選地，低電壓(例如，24、12、5伏特或更小)用于給康復(fù)裝置供電?？扇芜x地，使用包括制動(dòng)器的無馬達(dá)的裝置。
在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，康復(fù)裝置的行動(dòng)性用于在戶外康復(fù)，例如在人們的花園中(例如，在草地上)或在大自然中。在一實(shí)例中，康復(fù)裝置用于諸如燒烤的娛樂活動(dòng)。裝置可用于在(例如)翻轉(zhuǎn)漢堡包中幫助引導(dǎo)、診斷及訓(xùn)練患者?？扇芜x地，提供大輪子用于在軟表面上的較佳行進(jìn)。在另一實(shí)例中，康復(fù)裝置用于康復(fù)戶外活動(dòng)(諸如打高爾夫球或釣魚)?？扇芜x地，提供特定附件用于這些活動(dòng)以匹配用于活動(dòng)的移動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)范圍。在釣魚實(shí)例中，康復(fù)裝置可幫助(例如)固持釣竿、在肩部產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)范圍以完成搖動(dòng)(through a fly)且對抗魚的拉力(其為變化的力)。典型附件為固附至釣桿的附件及固附至桿尖端的附件(例如，仿真魚)。
在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，提供調(diào)平機(jī)構(gòu)用于不均勻的表面。例如類似于圖17A的機(jī)構(gòu)的此機(jī)構(gòu)包括一傾角傳感器，該傾角傳感器偵測水平面且調(diào)整運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)以適當(dāng)配置。
在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，提供尖端和/或傾斜偵測機(jī)構(gòu)?？扇芜x地，當(dāng)偵測到翻倒(例如，康復(fù)單元的基座的加速度)時(shí)，單元產(chǎn)生警示信號(hào)。可任選地，釋放固附至患者的任何附件以防止對患者的損傷。可任選地，基座包括可倒塌部分使得若偵測到翻倒，則基座可倒塌其的一部分且使裝置落下離開患者。
在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，使在無菌環(huán)境外部使用的行動(dòng)康復(fù)系統(tǒng)較易清潔和/或能防濺、防塵及一些天氣狀況?？扇芜x地，密封電子及運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)?？扇芜x地，用可撓性橡膠來覆蓋接頭使得較少呈現(xiàn)凸塊及裂縫?？扇芜x地，在裝置上提供可擦凈塑料覆蓋物。
在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，康復(fù)系統(tǒng)安裝于輪椅上(例如，在其側(cè)部或在其背部)或于車中(例如，在靠近駕駛員的座位中)?？扇芜x地，裝置可裝配于貨車之后部且貨車經(jīng)構(gòu)型以用作行動(dòng)康復(fù)單元，其中患者可進(jìn)入(可能在輪椅中，可能使用升降機(jī))且練習(xí)。
模塊性在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，康復(fù)裝置可任選地以模塊設(shè)計(jì)為特征。此模塊設(shè)計(jì)可以以下方式中的一或多個(gè)來表現(xiàn)(a)裝置能夠分解為模塊。此允許(例如)藉由替代有缺陷模塊的維護(hù)?？商娲幕蚋郊拥模逵蓪⑵洳馂榻M件的能力來增強(qiáng)裝置的行動(dòng)性，這些組件可由非專業(yè)人員快速地再次裝配好。在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，不需要特定工具用于拆卸或用于裝配裝置。可任選地，使用簡單螺絲起子或轉(zhuǎn)動(dòng)扳手?？扇芜x地，裝置可在1小時(shí)以內(nèi)被拆散/折迭或裝配回原樣?？扇芜x地，所需時(shí)間(例如)小于30分鐘、小于20分鐘或小于10分鐘、5分鐘或2分鐘。
(b)裝置其本身為模塊。例如在圖19中可見，相同運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)模塊可用于多個(gè)不同康復(fù)構(gòu)型?？扇芜x地，圖17中所示的單元用作用于圖19B的對接站的可固附/可拆卸模塊。
(c)模塊附件。例如圖16-19中所示，可添加多種類型的附件至相同基本裝置，藉此改變其使用。在特定實(shí)例中，裝置藉由替換具有適當(dāng)大小零件的部件(例如臂102)而適合于多種患者大小(例如，具有腦性麻痹的兒童)。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，手附件包括機(jī)械及電快速連接。機(jī)械快速連接可包括配合于具有鎖定的孔的銷，電快速連接可包括在一側(cè)上的彈簧加載針及在另一側(cè)上的表面襯墊。同一組的連接器可用于多個(gè)附件。
(d)模塊軟件?？扇芜x地，將被康復(fù)裝置所使用的軟件提供為模塊軟件，例如用于不同附件的獨(dú)立模塊；包括多組練習(xí)組的模塊；用于不同運(yùn)動(dòng)模式的獨(dú)立模塊；和/或用于不同裝置用途的獨(dú)立模塊(例如，群組、家或診所)。
日常生活如上所說明，在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，康復(fù)裝置用于尤其幫助患者進(jìn)行康復(fù)以達(dá)成日?；顒?dòng)，諸如開門、在桌邊吃飯、讀書、穿衣、刷牙及洗碟子。
圖19G展示根據(jù)本發(fā)明的一典型實(shí)施例的經(jīng)構(gòu)型以用于日?；顒?dòng)的康復(fù)裝置1980。康復(fù)模塊1952在置有多種廚房器皿的桌1986上倒置安裝?？扇芜x地提供肘支架1984。在此實(shí)施例中，桌1986固附于支撐機(jī)構(gòu)1952的框架1988。或者，框架1988可足夠?qū)捯原h(huán)繞已有桌或其它家庭組件。
在使用中，將患者的手用帶捆至裝置1980的可移動(dòng)尖端1982，且使用者試圖或受引導(dǎo)地進(jìn)行日常活動(dòng)(諸如拾起叉子)?？扇芜x地，具有力反饋的手套用于選擇性康復(fù)個(gè)別手指。這些手套在本領(lǐng)域中是已知的。
在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，裝置1980用于訓(xùn)練患者進(jìn)行與日常生活相關(guān)的活動(dòng)、測試患者進(jìn)行這些活動(dòng)的當(dāng)前能力和/或監(jiān)視患者能力中的一或多者?？扇芜x地，由保險(xiǎn)公司使用此測試和/或監(jiān)視以決定所需的賠償或幫助?？稍谝粫r(shí)間段內(nèi)重復(fù)此測試使得可通過能力的突然峰值來偵測欺騙企圖。
應(yīng)注意康復(fù)的非常重要的目標(biāo)為生活質(zhì)量，其可任選地藉由訓(xùn)練及測試執(zhí)行多種日?；顒?dòng)的能力來解決和/或判定。
在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，提供特定附件用于日?；顒?dòng)訓(xùn)練。在一實(shí)例中，提供包括傾角傳感器的溢出指示杯。在另一實(shí)例中，具有偵測筆位置的能力的白板用于涉及在墻壁上書寫的康復(fù)練習(xí)。將所偵測位置和/或壓力報(bào)告至可任選地保持、支撐和/或引導(dǎo)患者手的康復(fù)裝置。
在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，藉由提供一或多個(gè)片(例如，包括例如位置或壓力傳感器的傳感器膠粘物)且將片固附于日常使用器具(諸如錘子或墻壁)使日常生活的器具成為附件?？祻?fù)裝置可任選地包括位置判定構(gòu)件，(例如)與片上的位置傳感器通信的無線單元或使片成像的相機(jī)，使得康復(fù)裝置可判定日常使用物體的相對位置和/或定向。在一些狀況下，使用本文中所述的、但無機(jī)械支撐或運(yùn)動(dòng)反饋的方法來進(jìn)行康復(fù)和/或診斷。可任選地，藉由將振動(dòng)片(在康復(fù)裝置的控制下)固附于被康復(fù)的肢體來提供振動(dòng)或其它反饋至患者。
2004年4月29日申請的美國臨時(shí)申請案第60/566,079號(hào)描述用于精密動(dòng)作控制或精密及總動(dòng)作控制組合的康復(fù)的多種結(jié)構(gòu)，該案亦在與本申請案相同日期且由相同申請人申請為PCT申請案，題為“Fine Motor ControlRehabilitation”且具有代理人案號(hào)414/04401，其所揭示內(nèi)容以引用的方式并入本文中。
圖19H展示根據(jù)本發(fā)明的一典型實(shí)施例用于幫助訓(xùn)練日常生活活動(dòng)的裝置1990。并非提供整個(gè)桌子，裝置1990包括連接至基座1994的兩可設(shè)定點(diǎn)1992及1993。一對可調(diào)整臂(例如鵝頸臂1996)可用于調(diào)整其空間位置。在使用中，例如為倒茶定位設(shè)定點(diǎn)1992及1993以模仿例如倒茶的情形。在一典型練習(xí)中，要求患者自點(diǎn)1992至點(diǎn)1993移動(dòng)杯子(例如，由康復(fù)裝置來幫助，未圖示)。接著評(píng)價(jià)軌跡。展示了設(shè)定點(diǎn)1993為平坦表面，在該平坦表面上置放物品?？墒褂闷渌Y(jié)構(gòu)及附件(諸如吊鉤)?？扇芜x地，設(shè)定點(diǎn)1992及1993(可提供更多)包括傳感器，例如接近傳感器(用以偵測人或康復(fù)機(jī)器人)、接觸傳感器、壓力傳感器和/或位置傳感器)。設(shè)定點(diǎn)亦可提供例如光、聲音或振動(dòng)的反饋。
可(例如)使用位置傳感器或相機(jī)來判定點(diǎn)1992及1993的相對位置?；蛘?，藉由尖端108依次接觸點(diǎn)1992及1993，尖端108被用力將其位置登記至康復(fù)裝置?？扇芜x地，虛設(shè)臂安裝于康復(fù)裝置上，以當(dāng)由使用者的一部分(諸如手指)實(shí)際接觸設(shè)定點(diǎn)時(shí)校準(zhǔn)尖端108及設(shè)定點(diǎn)的相對預(yù)期位置。
較小夾盤在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，活節(jié)臂中的接頭被構(gòu)型以提供選擇性和/或方向阻力。
圖20為在桿2004與桿2002之間的此接頭的橫截面圖。夾盤2006裝配于桿2004的張開末端2008中且嚙合固附于桿2002的球2012。若夾盤2006朝向桿2004收縮，則其繞球2012收緊且增加其的阻力。
可任選地，在夾盤2006與球2012之間提供一或多個(gè)應(yīng)變傳感器和/或光學(xué)傳感器，使得可判定施加至接頭2000的力的方向。可任選地，提供可選擇性修改阻力程度的一或多個(gè)電啟動(dòng)制動(dòng)器組件(例如，壓電組件)。替代收縮夾盤機(jī)構(gòu)或除此以外，可提供前述電啟動(dòng)制動(dòng)器組件。
平衡萬向支架裝置圖21展示一替代康復(fù)裝置2100，其中不使用球接頭?？扇芜x地由環(huán)繞輪軸2106的可選平衡重2110來平衡可任選地可延伸的臂2102。平衡重2110可包括用于控制臂2102的延伸的馬達(dá)或可變制動(dòng)器。
可任選地提供馬達(dá)2108以環(huán)繞輪軸2106來旋轉(zhuǎn)臂2102。提供第二鉸鏈2112以允許環(huán)繞垂直于臂2102的軸及輪軸2106的旋轉(zhuǎn)?？扇芜x地，馬達(dá)2108包括一配重使得其相對于鉸鏈2112來平衡臂2102?？扇芜x地，在裝置2100的基座部分2104中提供狹縫2114用于起到以上的板1020及狹縫1030的功用。亦可使用類似的結(jié)構(gòu)構(gòu)型?？扇芜x地，提供旋轉(zhuǎn)板2116用于載運(yùn)狹縫2114?？扇芜x地提供馬達(dá)(未圖示)用于環(huán)繞接頭2112旋轉(zhuǎn)。可任選地，提升接頭2112以具有與輪軸2106的軸交叉的軸。
替代萬向支架裝置圖22A展示根據(jù)本發(fā)明的一典型實(shí)施例用作運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的一替代萬向支架裝置2200。以下所述的圖22B展示包括馬達(dá)和/或制動(dòng)器的裝置2200的構(gòu)型。
裝置2200包括萬向支架部分2202、可任選地可移除的z軸組件2204及固附至其的可任選地可替代的手柄2206?？墒褂?例如)如圖15中所示的模塊連接器2208?？扇芜x地，釋放銷2210用于選擇性移開z軸組件2204(例如)用于移位或用于儲(chǔ)存。
萬向支架部分2202可任選地包括一框架2212，該框架2212包括第一鉸鏈2214。可任選地，引導(dǎo)框架2216固附于鉸鏈2214且包括用于引導(dǎo)延伸部分(或凸輪從動(dòng)件或銷)2218(以下所述)的引導(dǎo)路徑，其中鉸鏈2214提供第一固定軸。
亦在框架2212上由鉸鏈2220來提供第二固定軸。在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，手柄2204可任選地剛性地固附于包括延伸部分2218的框架2222。因此，將手柄2204的球面旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為兩鉸鏈環(huán)繞固定軸的旋轉(zhuǎn)。可任選地，延伸部分2218包括平衡重(未圖示)。
圖22B展示在一典型展開構(gòu)型中的裝置2200，其中固附有兩制動(dòng)機(jī)構(gòu)2232及兩力控制機(jī)構(gòu)2230。可以理解的是，可構(gòu)造具有阻力及力控制中的僅一者的實(shí)際裝置。以下較詳細(xì)描述力控制機(jī)構(gòu)2230。
參考制動(dòng)機(jī)構(gòu)2232，在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，使用圓盤制動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中由摩擦組件(未圖標(biāo))選擇性約束圓盤(或圓盤的一部分)2240。馬達(dá)2250選擇性設(shè)定由摩擦組件施加至圓盤上的壓力。亦可提供其它摩擦機(jī)構(gòu)。在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，以下機(jī)構(gòu)用于將馬達(dá)2250耦合至圓盤2240。耦合器2248將馬達(dá)2250的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為桿2247的軸運(yùn)動(dòng)?？扇芜x地，桿2247為彈簧加載的，在馬達(dá)2250缺少動(dòng)力時(shí)，使得銷移至鎖定或未鎖定位置，其中圓盤2240上的摩擦為最大或最小的(視實(shí)施例而定)。藉此支架2246被桿2247選擇性提升或下推。摩擦組件(雖然未圖標(biāo))耦合至可旋轉(zhuǎn)組件2242，該可旋轉(zhuǎn)組件2242將其的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為摩擦組件朝向或遠(yuǎn)離圓盤2240的運(yùn)動(dòng)。可任選地，組件2242為螺釘。組件2242包括驅(qū)動(dòng)橋杠桿(transaxial lever)2244，其由支架2246嚙合且藉此當(dāng)支架2246移動(dòng)時(shí)旋轉(zhuǎn)組件2242的。可旋轉(zhuǎn)組件2242可任選地為彈簧加載的。
可使用(例如)制動(dòng)器技術(shù)領(lǐng)域中已知的其它制動(dòng)機(jī)構(gòu)(例如，電、流體、磁和/或機(jī)械制動(dòng)器)。
在本發(fā)明的一替代實(shí)施例中，藉由提供單一單向制動(dòng)器來減小在各軸運(yùn)動(dòng)之間的耦合。在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，制動(dòng)器包含選擇性壓在銷2218上的截球部。
亦在圖22B中展示的是多種可選傳感器。傳感器2234耦合至鉸鏈2220的軸且報(bào)告手柄2204何時(shí)旋轉(zhuǎn)至其限度。傳感器2236報(bào)告手柄何時(shí)在參考(或原始)位置。傳感器2238(例如，旋轉(zhuǎn)電位計(jì)或編碼器)報(bào)告鉸鏈2220的旋轉(zhuǎn)角度。類似傳感器可用于鉸鏈2214。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，制動(dòng)機(jī)構(gòu)用于藉由停止運(yùn)動(dòng)來提供安全性、提供可規(guī)劃的阻力(即使在無裝置的主動(dòng)運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)中)和/或平衡(例如，藉由當(dāng)需要抵消外力時(shí)提供摩擦)中的一或多者?？扇芜x地，耦合在兩模塊2232中的制動(dòng)動(dòng)作，以提供與手柄2204的運(yùn)動(dòng)是否沿固定軸的一者相獨(dú)立的均一制動(dòng)行為。
懸臂式萬向支架機(jī)構(gòu)圖23展示根據(jù)本發(fā)明的一典型實(shí)施例的懸臂式萬向支架機(jī)構(gòu)2300。框架2302耦合(剛性地或非剛性地，如圖25中將描述)至手柄(未圖示)，該手柄可任選地固附于驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)2304(例如，用于手柄軸向運(yùn)動(dòng)的可選擇延伸及阻力)?？蚣?302可旋轉(zhuǎn)地耦合至框架2306。在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，由馬達(dá)2316來提供在框架2302與2306之間的相對旋轉(zhuǎn)。在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，馬達(dá)2316使用蝸輪2314及小齒輪2312來耦合框架。可提供其它連接方法?？扇芜x地，蝸輪具有足夠小的導(dǎo)程角以防止手柄反向驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的運(yùn)動(dòng)。可能地，與使用精確馬達(dá)和/或齒輪箱相比，蝸輪為更便宜、更安靜和/或允許使用更低成本的馬達(dá)。
框架2306可任選地使用類似機(jī)構(gòu)耦合至基座托架2307，該類似機(jī)構(gòu)的僅小齒輪2308及蝸桿2310被展示。可任選地，如在先前實(shí)施例中所述提供制動(dòng)。
力控制機(jī)構(gòu)圖24A展示根據(jù)本發(fā)明的一典型實(shí)施例的力及驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)2400。如所示，機(jī)構(gòu)2400包括一驅(qū)動(dòng)部分及一力反饋部分。在一些實(shí)施例中可省略這些部分的一或兩者。
首先參考驅(qū)動(dòng)部分，鉸鏈2220或2214的輪軸(未圖示)(例如)經(jīng)由形成于輪軸上的齒輪部分耦合至小齒輪2404的內(nèi)部小齒輪部分2402?？扇芜x地，使用其它固附方法(例如，直接固附)。由在軸2407上旋轉(zhuǎn)的蝸輪2406來旋轉(zhuǎn)小齒輪2404。在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，由馬達(dá)2414經(jīng)由被帶2412連接的兩滑輪組2408及2410來提供動(dòng)力。亦可使用其它動(dòng)力系。
參考力反饋部分，在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，蝸輪2406具有足夠小的導(dǎo)程角，使得其不可被小齒輪2404反向驅(qū)動(dòng)。替代地，抵消由馬達(dá)2414所施加之力的力(例如，來自手柄)將引起蝸輪2406沿軸2407軸向地移動(dòng)?？扇芜x地，提供黏性制動(dòng)機(jī)構(gòu)及彈性阻力機(jī)構(gòu)的一或兩者以抵消此力?？商峁┒喾N設(shè)置組合，(例如)導(dǎo)致圖3B中所示。
蝸輪2406的軸向移動(dòng)導(dǎo)致標(biāo)記為2422的兩杠桿的一者的移位(圖中展示鏡像機(jī)構(gòu))?？扇芜x地由對抗杠桿2422運(yùn)動(dòng)的軟墊2440來提供黏性緩沖。軟墊2440可任選地為可調(diào)整的(例如，由手或由康復(fù)裝置)。線性電位計(jì)或其它位置傳感器可任選地用于偵測蝸輪2406的偏移。
在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，彈簧2420對抗杠桿2422的運(yùn)動(dòng)?？扇芜x地，可由馬達(dá)2424可選擇地預(yù)加載彈簧2420。在所示的實(shí)施例中，一組滑輪2426及2430及帶2428引起螺紋軸2432的旋轉(zhuǎn)。在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，螺母2434(或其它機(jī)構(gòu))騎在螺釘上且將螺釘?shù)男D(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為彈簧2420的預(yù)負(fù)載?？扇芜x地，在桿2432兩端上以相對方向?yàn)闂U2432車螺紋。應(yīng)了解(例如)若要求不對稱的阻力或?yàn)槠胶庵亓t可提供用于兩彈簧2420的每一者的獨(dú)立預(yù)加載?？扇芜x地，由螺母2438提供預(yù)加載的人工調(diào)整，螺母可能地用于初始校準(zhǔn)及設(shè)置。
可任選地，提供銷2436以限制蝸輪2406運(yùn)動(dòng)的軸向范圍。應(yīng)注意若預(yù)負(fù)載超過零，則將不發(fā)生蝸輪2406的軸向運(yùn)動(dòng)直至克服此力。這對應(yīng)于圖3B中的Fmin?？扇芜x地，設(shè)置力機(jī)構(gòu)使得延伸運(yùn)動(dòng)(遠(yuǎn)離身體)較朝向身體的運(yùn)動(dòng)存在更多阻力。
亦可提供其它機(jī)械結(jié)構(gòu)，例如彈簧2420位于軸2407上。在另一實(shí)例中，并非馬達(dá)2424而可由耦合于兩杠桿2422之間的單一彈簧來替換相關(guān)聯(lián)的預(yù)負(fù)載設(shè)置機(jī)構(gòu)。
此結(jié)構(gòu)可提供多種操作模式，例如a)使用者被動(dòng)模式。在此模式中，馬達(dá)2414驅(qū)動(dòng)蝸輪2406且蝸輪2406旋轉(zhuǎn)連接至手柄的小齒輪2404。
b)自由使用者模式。在此模式中，使用者以任何使用者判定的方向來移動(dòng)手柄且系統(tǒng)跟隨使用者。在此實(shí)施例中，機(jī)構(gòu)2400充當(dāng)機(jī)械二極管，用于使使用者運(yùn)動(dòng)自馬達(dá)去耦。當(dāng)使用者施加力于機(jī)器人臂上時(shí)，蝸輪2406如上所述軸向地移動(dòng)。此線性運(yùn)動(dòng)被測量且可用作至控制器的輸入。由彈簧2420的預(yù)負(fù)載大體上確定使用者所感覺的力的量?？稍O(shè)定預(yù)負(fù)載或如在此種狀況下由電動(dòng)預(yù)負(fù)載馬達(dá)來控制。
在自由使用者模式中，控制器接收來自線性電位計(jì)的輸入且指導(dǎo)馬達(dá)2424以相同方向跟隨。這引起使用者至抵消其所要運(yùn)動(dòng)的預(yù)定力。
c)受限制模式(力場)。彈簧馬達(dá)組合的一額外使用為形成軌跡，在軌跡上抵消力為最小，但自軌跡的任何偏差將導(dǎo)致較高彈簧移位及因而導(dǎo)致相對偏差的力(例如，如圖3A中所示)。可任選地，以特定速度啟動(dòng)此模式，藉此設(shè)置等動(dòng)力練習(xí)。
d)起始模式。使用者開始特定方向的運(yùn)動(dòng)，該運(yùn)動(dòng)將被感應(yīng)為蝸輪2406的移位。接著可由康復(fù)裝置進(jìn)行此運(yùn)動(dòng)至完成?？扇芜x地，只要起始移動(dòng)在預(yù)定方向上則該運(yùn)動(dòng)將被完成。
e)幫助模式。當(dāng)運(yùn)動(dòng)在進(jìn)程中時(shí)，以在運(yùn)動(dòng)方向推動(dòng)手柄的方式(例如，正反饋)預(yù)加載彈簧2420。此可為連續(xù)力或可以脈沖來提供。
f)靜態(tài)?？扇芜x地，力機(jī)構(gòu)用于要求患者施加力至空間中的一點(diǎn)處而無手柄的實(shí)質(zhì)移動(dòng)。可實(shí)時(shí)測量和/或控制力。應(yīng)注意彈簧機(jī)構(gòu)較摩擦機(jī)構(gòu)或使用馬達(dá)的直接機(jī)器人運(yùn)動(dòng)一般可響應(yīng)于力提供更現(xiàn)實(shí)的較小幅度運(yùn)動(dòng)。
彈簧馬達(dá)組合的一潛在優(yōu)點(diǎn)在于可提供對運(yùn)動(dòng)的速度和/或范圍限制。另一潛在優(yōu)點(diǎn)在于即使在緊急停止中可提供逐步(例如，彈性)停止。另一潛在優(yōu)點(diǎn)在于黏性阻尼可提供動(dòng)態(tài)感。
圖24B為根據(jù)本發(fā)明的一典型實(shí)施例在自由手模式下、當(dāng)兩個(gè)這些機(jī)構(gòu)固附于圖22B的裝置時(shí)機(jī)構(gòu)2400的操作流程圖2460。類似過程可用于在三軸中具有力控制的實(shí)施例。
流程圖2460描述如何測量由使用者施加的力的量值及方向及接著如何用于引導(dǎo)手柄的運(yùn)動(dòng)。動(dòng)作2462至2476僅描述關(guān)于φ(Phi)的，但這些動(dòng)作亦關(guān)于所有軸(例如，θ(Theta))來進(jìn)行。
在2462，獲得φ偏移的測量。
在2464，施加可選濾波，例如使信號(hào)平滑和/或移除噪聲的低通濾波。
在2466，可任選地執(zhí)行定比操作(例如)以匹配校準(zhǔn)及控制參數(shù)。
在2468，可任選地施加噪聲閘，其中將在閾值之下的信號(hào)轉(zhuǎn)換為零。
在2470，可任選地提取位置改變的量值和/或方向。
在2472，可任選地使用增益因子來產(chǎn)生位置命令。
在2474，可任選地位置命令被箝位為至少最小值(例如)，以克服摩擦和/或噪聲位準(zhǔn)。
在2476，可任選地產(chǎn)生絕對位置命令。
在2478，計(jì)算φ及θ軸的速度?？扇芜x地，亦計(jì)算加速度。
在2480，得出校正的合成向量。可任選地，合成向量為φ及θ的最大值而非向量組合，此可用以穩(wěn)定系統(tǒng)和/或防止機(jī)械問題。
在2482，可任選地施加小于1的增益，可能地增加穩(wěn)定性。
在2484，可任選地計(jì)算速度向量的角度。
在2486，計(jì)算φ及θ速度分量。
在2488，產(chǎn)生用于動(dòng)力源(例如，馬達(dá))的命令。
耦合力控制機(jī)構(gòu)圖25展示一替代力控制機(jī)構(gòu)2500，其中使用單一彈簧機(jī)構(gòu)來耦合φ及θ軸。使用未圖示的軸來移動(dòng)手柄2502。在一實(shí)例中，機(jī)構(gòu)2500包含圖23中所述實(shí)施例的內(nèi)部機(jī)構(gòu)(其中展示外部φ及θ軸)。
軸2504(及匹配正交軸，未圖示)包含內(nèi)部φ及θ軸，當(dāng)施加力控制時(shí)手柄2502環(huán)繞這些軸少量旋轉(zhuǎn)。底部2506接觸板2508。少量旋轉(zhuǎn)引起板2508被部分2506壓低(可提供其它形狀，但可任選地部分2506在其圓周是圓的)。由一或多個(gè)彈簧2510(例如，四個(gè)彈簧)來對抗此降低?？墒褂民R達(dá)2522來設(shè)定彈簧的預(yù)負(fù)載，該馬達(dá)2522使用包含滑輪2520及2516的驅(qū)動(dòng)器系，且?guī)?518可旋轉(zhuǎn)螺釘2514，該螺釘2514藉由提升基座2512來壓縮彈簧2510。可替代的或附加的，可實(shí)施人工預(yù)負(fù)載。
可任選地，使用套管2524或此領(lǐng)域中已知的其它構(gòu)件來確保板2508的線性運(yùn)動(dòng)?？蓪ιw2508及基座2512的相對運(yùn)動(dòng)提供機(jī)械停止，使得彈簧2510的足夠預(yù)負(fù)載防止任何機(jī)械運(yùn)動(dòng)。
可計(jì)算部分2506邊緣的圓角以確保在旋轉(zhuǎn)角度與移位之間的線性關(guān)系。
內(nèi)部旋轉(zhuǎn)的軸可與外部旋轉(zhuǎn)的軸一致，然而此非必需的。舉例而言，所述兩軸可不共面和/或所述兩軸可不平行。
可提供多種測量構(gòu)件(例如，測量彈簧移位的線性電位計(jì)和/或測量φ及θ旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)電位計(jì))。測量值可與圖24B的流程圖一起使用。
可任選地，彈簧2510用于亦提供Z方向上的順應(yīng)性。在一實(shí)例中，當(dāng)壓低手柄2502時(shí)，彈簧2510提供阻力?？扇芜x地將軸2504處的鉸鏈置放于狹縫中，以使得鉸鏈的z軸運(yùn)動(dòng)為可行的。
Z軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)圖26A及圖26B展示根據(jù)本發(fā)明的一典型實(shí)施例的z軸運(yùn)動(dòng)及力回應(yīng)機(jī)構(gòu)2600。該機(jī)構(gòu)包含三部分伸縮桿，其包含中心部分2604、頂部部分2608及底部部分2606。外部馬達(dá)(例如，圖23的2304)耦合至耦合器2602且藉此旋轉(zhuǎn)桿2609。外部馬達(dá)的使用可任選地幫助模塊性，因?yàn)榭墒箊軸機(jī)構(gòu)花費(fèi)較低成本且可與其它z軸機(jī)構(gòu)互換。耦合器2610(例如螺母)將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為中心部分2604的軸向運(yùn)動(dòng)?？扇芜x地由一對線性軸承(用于部分2608的2614及用于部分2606的2612)來引導(dǎo)部分2604、2606及2608的伸縮。線性軸承分別處于通道2613及2611中。
在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，組合的齒條及小齒輪及正時(shí)皮帶機(jī)構(gòu)用于使部分2606及2608的延伸同步，如下所述。通道2611及2613的每一者亦包括限定于其上的齒條，且部分2604包括兩小齒輪2616及2618，在兩末端上各有一個(gè)。當(dāng)部分2604延伸時(shí)，齒條2611引起小齒輪2616旋轉(zhuǎn)。連接于小齒輪2616與2618之間的定時(shí)帶2620(在相同有效直徑的同軸耦合皮帶輪上)引起小齒輪2618同步旋轉(zhuǎn)。小齒輪2618接著移動(dòng)齒條2613，引起部分2608的伸縮。
在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，伸縮允許z軸機(jī)構(gòu)是結(jié)構(gòu)緊湊的且?guī)椭鷶y帶。又，其允許接近運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)中心的運(yùn)動(dòng)。在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，伸縮允許z軸長度的2∶1或接近3∶1的范圍。可提供額外伸縮部分用于更大的延伸比。
參考z軸機(jī)構(gòu)的頂部，展示可交換手柄2630。可任選地由線性測量電位計(jì)2638的運(yùn)動(dòng)來展示手柄2630的軸向運(yùn)動(dòng)?？扇芜x地，使用快速連接機(jī)構(gòu)來固附手柄2630。
在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，彈簧2632(例如)使用如圖24中以上所述的邏輯來提供對手柄2630的軸向運(yùn)動(dòng)的彈性阻力。
參看圖26B，彈簧2632為螺旋彈簧，可藉由改變其有效長度來改變其的阻力，例如藉由移動(dòng)確定彈簧2632的葉片長度的滑動(dòng)擋板2636?？扇芜x地人工地(例如，藉由旋轉(zhuǎn)外殼2634)移動(dòng)此滑動(dòng)擋板?；蛘?，可提供內(nèi)部馬達(dá)。葉片長度的此改變大體上可與預(yù)負(fù)載的改變相比。可藉由實(shí)際預(yù)負(fù)載彈簧2636(例如藉由其的軸向運(yùn)動(dòng))或藉由提供另一彈簧以對抗軸向運(yùn)動(dòng)來提供最小力設(shè)置。亦可藉由旋轉(zhuǎn)彈簧2632其本身、藉此拉緊彈簧來達(dá)成預(yù)負(fù)載。
視實(shí)施方式而定，力控制機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)范圍可為(例如)3cm、5cm、10cm、15cm、20cm或中等、較小或較大的范圍。
應(yīng)注意在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，齒輪減速比的使用允許使用較低功率和/或較低成本的馬達(dá)。
應(yīng)注意可使用可撓性或彎曲耦合來傳送z軸中的力。因此，例如，z軸組件可為90度肘管(elbow)，其中僅較遠(yuǎn)部分延伸。可替代的或附加的，鵝頸狀機(jī)構(gòu)用于為z軸組件限定空間形狀。
游戲已提及多種游戲。在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，提供以下游戲類型的一或多者角色扮演游戲(冒險(xiǎn)及D&D游戲)、運(yùn)動(dòng)游戲(射擊游戲)、棋盤游戲及模擬游戲(例如，英式足球及網(wǎng)球)。
可相對于人對手或相對于機(jī)器對手(例如)一對一地玩游戲。
在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，裝置100充當(dāng)輸入裝置(例如，替換操縱桿)?？商娲幕蚋郊拥?，裝置100用作VR輸入裝置，(例如)以讀取肢體位置?？商娲幕蚋郊拥模上薅ㄌ囟ɑ斎肽Ｊ?，(例如)可將臂102的空間位置映像(map)至屏幕上或游戲世界中的虛擬位置或至其的速度和/或加速度?？上薅ㄓ糜诙喾N控制的手勢，(例如)“開火”、“提升”及“置放”命令可各具有相關(guān)聯(lián)的姿勢。
在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，提供兒童游戲(例如)用于鼓勵(lì)局部麻痹的或CP兒童避免忽略身體部位。裝置100亦可用作社會(huì)焦點(diǎn)用于防止局部麻痹的兒童變?yōu)楸贿z棄者。
在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，游戲配合于患者能力，(例如)限制所需ROM、提供患者運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)、改變游戲速度及改變需要注意的視場。
在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，游戲經(jīng)選擇以匹配患者的動(dòng)機(jī)程度(例如，為低動(dòng)機(jī)患者選擇簡單游戲)。
安全性在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，提供一或多個(gè)安全特征以防止對患者的損傷。舉例而言，可使用以下安全機(jī)構(gòu)的一或多者a)特殊安全開關(guān)(dead man switch)。若患者釋放此開關(guān)(或接觸適當(dāng)按鈕)，則凍結(jié)裝置100的移動(dòng)和/或使所有力及阻力為零。替代地，可限定其它“安全港”構(gòu)型。
b)斷裂銷。銷可用于將尖端1008(或其它附件)固附至臂1002。若超過某臨限力，則銷斷裂且自臂釋放附件。可為不同情況選擇具有不同斷裂閾值的不同銷?？扇芜x地，線索可固附于銷用于反饋?？扇芜x地，銷包含兩磁性吸引材料，其中可任選地由電流來設(shè)定吸引程度。
c)鎖定。臂1002可具有初始鎖定狀態(tài)以允許患者靠著其。
d)語音啟動(dòng)。可提供語音啟動(dòng)和/或撤銷以允許患者呼喊系統(tǒng)停止。
e)分析?？扇芜x地，分析由患者所施加的實(shí)際移動(dòng)和/或力以判定是否接近閾值或患者是否經(jīng)受過度應(yīng)力。
f)彈性。具有彈簧的力控制機(jī)構(gòu)防止突然停止突然地停止患者。替代地，彈簧允許一些順應(yīng)性及較為逐漸的停止。
g)力測量。若力機(jī)構(gòu)判定在力和/或空間脫離在閾值之上，則運(yùn)動(dòng)可被停止且可任選地相對于力施加的方向來移動(dòng)。
平衡訓(xùn)練在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，康復(fù)模塊用于平衡訓(xùn)練。在一實(shí)例中，座位固附于尖端1008且患者坐在座位上。具有狹縫的非旋轉(zhuǎn)板1020設(shè)定允許座位滾動(dòng)的方向且阻力水平設(shè)定難度。可任選地，提供手柄桿?？商娲幕蚋郊拥模瑸槟_提供腳支架和/或踏板?；蛘?，提供用于臂的一或多個(gè)康復(fù)模塊。以此方式，可模擬且訓(xùn)練多種日常及體育活動(dòng)?？扇芜x地，提供虛擬實(shí)境顯示器或電視顯示器以增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)感。在本發(fā)明的其它實(shí)施例中可提供此虛擬實(shí)境顯示器，(例如)以展示反饋、以展示指令或使活動(dòng)較為有趣。
于2004年12月7日申請的美國臨時(shí)申請案第60/633,442號(hào)(該案在與本申請案相同的日期且由相同申請人申請為PCT申請案、題為“Methods andApparatuses for Rehabilitation Exercise and Training”且具有代理人案號(hào)414/04388，其的揭示內(nèi)容以引用的方式并入本文中)描述(例如)使用此椅的平衡訓(xùn)練?？扇芜x地，整個(gè)身體系統(tǒng)用于同時(shí)訓(xùn)練與平衡相關(guān)聯(lián)的多個(gè)身體部位(例如，軀體、臂和/或腿)。
在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，裝置100用于站立時(shí)訓(xùn)練平衡。舉例而言，當(dāng)尖端108在各空間位置時(shí)，患者執(zhí)行對臂102的伸出練習(xí)；一些位置要求僅臂延伸且一些位置要求軀體彎曲。
多模態(tài)治療及協(xié)調(diào)訓(xùn)練在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，裝置100用于在除了肌肉運(yùn)動(dòng)之外(otherthan motor)的模式下提供康復(fù)。在一實(shí)例中，顯示器(聽覺和/或視覺)用于執(zhí)行視覺和/或聽覺康復(fù)。因此，單一裝置可用于多個(gè)康復(fù)類型(例如，在家里)且充當(dāng)用于患者及用于治療師兩者的單一接觸點(diǎn)。若存在多個(gè)治療師，則裝置可用以在多個(gè)治療師之間協(xié)調(diào)和/或追蹤普遍參數(shù)(諸如普遍進(jìn)程、動(dòng)機(jī)和/或認(rèn)知位準(zhǔn))。在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，裝置100在若干模態(tài)(modalities)的一者中(例如，為負(fù)載平衡和/或?yàn)榕d趣)選擇性施加練習(xí)。
在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，裝置100用于康復(fù)在模態(tài)之間的協(xié)調(diào)和/或使用一模態(tài)的康復(fù)來幫助康復(fù)其它模態(tài)。一實(shí)例為眼手協(xié)調(diào)，其中對患者展示屏幕上的目標(biāo)，且目的為移動(dòng)尖端108以追蹤其。另一實(shí)例為定時(shí)，其中患者可能地需要在聽覺模態(tài)下在一定時(shí)限內(nèi)提供命令。另一實(shí)例為空間計(jì)劃，其中患者被提供關(guān)于空間運(yùn)動(dòng)的逐漸增加復(fù)雜性的語言指令。
在本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，逐漸地提供較復(fù)雜視覺指令、動(dòng)作行為及反饋(視覺或非視覺)至患者。同樣地，逐漸提供較復(fù)雜的聽覺、動(dòng)覺、觸覺及嗅覺(使用氣味釋放附件)反饋和/或指令。
在特定實(shí)例中，康復(fù)語言認(rèn)知與運(yùn)動(dòng)一致，(例如)要求足夠快速地理解語言以及時(shí)執(zhí)行運(yùn)動(dòng)或響應(yīng)于語言指令?？梢笫褂谜咛峁┢ヅ淦溥\(yùn)動(dòng)的語言表達(dá)?？商峁┱Z言認(rèn)知模塊。
在另一實(shí)例中，隨著視覺康復(fù)的進(jìn)行使視覺刺激更為復(fù)雜，(例如)以光開始、接著為在一位置光、接著為閃光的速度、接著必須讀取的文字，所有這些用于促動(dòng)動(dòng)作行為或充當(dāng)反饋(例如，用于逐漸復(fù)雜的動(dòng)作任務(wù)移動(dòng)臂、移至一方向、移至特定區(qū))。
裝置100的一些實(shí)施例的特定優(yōu)點(diǎn)為機(jī)械反饋且對患者提供支撐。在一些實(shí)施例中，本文中所述用于動(dòng)作康復(fù)的一些方法(且其可獲得為此的特定實(shí)用性)用于非動(dòng)作康復(fù)，例如測量動(dòng)機(jī)、遠(yuǎn)程康復(fù)、群組活動(dòng)和使用者活動(dòng)的計(jì)算機(jī)支持(例如用于群組參與)。
其它裝置在此領(lǐng)域中已知多種機(jī)器人及定位裝置(例如，六腳的)的設(shè)計(jì)。應(yīng)了解根據(jù)本發(fā)明的典型實(shí)施例，本文中所述的各實(shí)施方式可適合于這些機(jī)器人和/或定位裝置。 可替代的或附加的，可提供軟件用于這些機(jī)器人及裝置以進(jìn)行本文中所述方法的各者，所有均根據(jù)本發(fā)明的典型實(shí)施例。
2004年8月25日提出的美國臨時(shí)申請No.60/604,615號(hào)描述考慮大腦可塑性的效應(yīng)，該案的揭示內(nèi)容以引用的方式并入本文中。本文中所述的方法可使用EEG或fMRI作為輸入以確定(例如)將使用的裝置模式的類型或反饋。
2004年4月29日提出的美國臨時(shí)申請No.60/566078，同時(shí)也是由本申請人在同一天提交名稱為“Neuromuscular Stimulation”的PCT申請，代理人案號(hào)為414/04400，這兩篇申請的公開內(nèi)容通過參考合并在本申請中，其中描述了在移動(dòng)局部麻痹肢體或者支持其運(yùn)動(dòng)的同時(shí)刺激該肢體。例如可選擇使用健康肢體的EMG測量作為本申請的教導(dǎo)的一部分，以便對局部麻痹肢體的刺激和/或支撐運(yùn)動(dòng)做出決定。
應(yīng)注意本文中所述的康復(fù)裝置可任選地不僅用于家里而且用于護(hù)理中心(諸如老年人家里、醫(yī)院及康復(fù)中心)。
應(yīng)了解以上所述的康復(fù)方法可以許多方式變化，其包括省略或添加步驟、改變步驟次序及所使用裝置的類型。另外，已描述方法與裝置兩者的多種特征的多樣性。在一些實(shí)施例中，主要描述了方法，然而亦認(rèn)為適合于執(zhí)行之上方法的裝置在本發(fā)明的范疇內(nèi)。應(yīng)了解可以不同方式來組合不同特征。特別是，并非在特定實(shí)施例中如上所示的所有特征在本發(fā)明的每一類似實(shí)施例中都為必需的。此外，亦認(rèn)為以上特征的組合在本發(fā)明的一些實(shí)施例的范疇內(nèi)。包括裝置組、一或多個(gè)斷裂銷、一或多個(gè)附件和/或軟件的套組亦在本發(fā)明的范疇內(nèi)。又，硬件、軟件及計(jì)算機(jī)可讀媒體在本發(fā)明的范疇內(nèi)，該計(jì)算機(jī)可讀媒體包括用于進(jìn)行和/或引導(dǎo)本文中所述的步驟(諸如臂位置的控制)且提供反饋的軟件。提供部分標(biāo)題用于幫助導(dǎo)引且不應(yīng)認(rèn)為必定限制了該部分的內(nèi)容。當(dāng)用于以下權(quán)利要求中時(shí)，術(shù)語“包含”、“包括”、“具有”及其動(dòng)詞變化意指“包括但不限于”。亦應(yīng)注意裝置適合于男性與女性，其中為方便起見使用男性代名詞。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員可了解的是，本發(fā)明不受迄今已描述內(nèi)容的限制。相反，僅由以下的權(quán)利要求書來限制本發(fā)明的范疇。
權(quán)利要求
1.一種康復(fù)裝置，包括框架；作動(dòng)器，包括運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，該運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠施加與在該作動(dòng)器運(yùn)動(dòng)的至少三個(gè)自由度中、在直徑至少為30厘米的空間內(nèi)的患者肢體的運(yùn)動(dòng)相互作用的力，并且該運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠阻止在所述空間內(nèi)任何方向任何點(diǎn)的實(shí)質(zhì)運(yùn)動(dòng)(substantial motion)；接頭，使所述框架和所述作動(dòng)器相互連接，并使所述運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)在所述框架上有多個(gè)不同的相對布置，使得所述空間相對所述框架移動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)在不同的空間方向具有不同的運(yùn)動(dòng)限制，并且其中所述多個(gè)相對布置包括改變所述機(jī)構(gòu)的取向。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述接頭包括直線接頭。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述接頭包括旋轉(zhuǎn)接頭(swiveling joint)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述框架是曲線型的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述接頭是機(jī)動(dòng)的。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，包括控制器，該控制器根據(jù)儲(chǔ)存在所述控制器內(nèi)的、需要執(zhí)行的練習(xí)控制所述接頭。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，包括至少一個(gè)報(bào)告所述接頭位置的傳感器。
9.一種康復(fù)系統(tǒng)的裝配方法，該康復(fù)系統(tǒng)包括作動(dòng)器，所述作動(dòng)器包括運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，該運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠施加與在該作動(dòng)器運(yùn)動(dòng)的至少三個(gè)自由度中、在直徑至少為30厘米的空間內(nèi)的患者肢體的運(yùn)動(dòng)相互作用的力，并且該運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠阻止在所述空間內(nèi)任何方向任何點(diǎn)的實(shí)質(zhì)運(yùn)動(dòng)，所述方法包括確定要執(zhí)行的康復(fù)練習(xí)；為所述練習(xí)選擇所述動(dòng)作控制機(jī)構(gòu)的理想的位置；和根據(jù)所述理想的位置調(diào)節(jié)該機(jī)構(gòu)在框架上的位置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，包括自動(dòng)調(diào)節(jié)所述位置。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，包括向用戶自動(dòng)報(bào)告所述想要的位置。
12.一種康復(fù)裝置，包括具有φ(轉(zhuǎn)動(dòng))和θ(仰角(elevation))的球角度中的運(yùn)動(dòng)自由度的接頭，所述自由度使得所述接頭可以定位在每個(gè)角度方向的至少30度范圍內(nèi)的基本任何角度位置上；基本剛性的徑向延伸件，該延伸件固定到所述接頭上并且適于在人的肢體上的至少一個(gè)點(diǎn)上與肢體一起移動(dòng)；和控制器，適于控制所述接頭的運(yùn)動(dòng)并由此控制所述徑向延伸件的運(yùn)動(dòng)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其中所述徑向延伸件是平衡的，從而如果該人不施加力則所述點(diǎn)保持穩(wěn)定，如果施加力則所述點(diǎn)移動(dòng)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其中所述平衡可以改變，以便與可選擇地固定到所述延伸件的附件的重塊相匹配。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其中可由所述控制器使所述平衡沿著運(yùn)動(dòng)路線改變，以便與所述點(diǎn)上的瞬間變化相匹配。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其中可以設(shè)定所述平衡，以便給所述肢體提供守中的浮力(neutral buoyancy)。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其中所述接頭是球接頭。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其中所述接頭包括兩個(gè)有公共轉(zhuǎn)動(dòng)中心的正交鉸鏈。
19.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其中所述控制器包括機(jī)械式控制器。
20.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其中所述控制器包括電動(dòng)控制器。
21.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，包括至少一個(gè)可選擇地阻礙所述自由運(yùn)動(dòng)的制動(dòng)器。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的裝置，其中所述制動(dòng)器由所述控制器連續(xù)地控制。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的裝置，其中所述制動(dòng)器在所述φ和θ方向中的僅一個(gè)方向上進(jìn)行單向制動(dòng)。
24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的裝置，其中所述制動(dòng)器在所述φ和所述θ兩個(gè)方向上工作。
25.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，包括至少一個(gè)使所述接頭移動(dòng)的電動(dòng)機(jī)。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的裝置，其中所述電動(dòng)機(jī)適于在所述點(diǎn)施加至少10Kg的力。
27.根據(jù)權(quán)利要求25所述的裝置，其中所述電動(dòng)機(jī)受所述控制器的連續(xù)控制。
28.根據(jù)權(quán)利要求25所述的裝置，其中所述電動(dòng)機(jī)不能由所述延伸件反向驅(qū)動(dòng)。
29.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，包括至少一個(gè)彈性元件，當(dāng)該人在不同于受所述控制器控制而運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)軌跡線的一個(gè)軌跡線上移動(dòng)所述點(diǎn)時(shí)，該彈性元件提供彈性順應(yīng)性(resilient compliance)。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的裝置，其中所述控制器設(shè)定所述彈性順應(yīng)性的程度。
31.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其中所述元件是可伸展的。
32.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其中元件包括用于電源的導(dǎo)線管。
33.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，包括至少一個(gè)位置傳感器，報(bào)告所述接頭的角度位置。
34.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，包括至少一個(gè)力傳感器，報(bào)告施加給所述接頭的力。
35.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其中所述控制器被構(gòu)造成控制所述運(yùn)動(dòng)并提供下面中的至少一個(gè)協(xié)助所述患者肢體的運(yùn)動(dòng)、阻止所述患者肢體的運(yùn)動(dòng)、引導(dǎo)所述患者肢體的運(yùn)動(dòng)、輕推所述患者肢體使之移動(dòng)以及移動(dòng)所述患者肢體。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的裝置，其中所述控制器上儲(chǔ)存有多個(gè)不同的康復(fù)練習(xí)。
37.一種平衡康復(fù)裝置，包括作動(dòng)器，包括運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，該運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠施加與在該作動(dòng)器運(yùn)動(dòng)的至少三個(gè)自由度中、在直徑至少為30厘米的空間內(nèi)的患者肢體的運(yùn)動(dòng)相互作用的力，并且該運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠阻止在所述空間內(nèi)任何方向任何點(diǎn)的實(shí)質(zhì)運(yùn)動(dòng)；和至少一個(gè)使所述作動(dòng)器平衡的重塊，從而不需要力就可以使所述作動(dòng)器保持在空間內(nèi)。
38.一種康復(fù)方法，包括利用作動(dòng)器協(xié)助患者沿軌跡線在空間中運(yùn)動(dòng)；給所述患者離開所述軌跡線的動(dòng)作提供阻力，所述阻力包括在離開所述軌跡線方向上的順應(yīng)性，其中所述順應(yīng)性由沒有機(jī)電反饋回路的機(jī)械方式實(shí)現(xiàn)。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的方法，其中所述順應(yīng)性通過制動(dòng)提供。
40.根據(jù)權(quán)利要求38所述的方法，其中所述順應(yīng)性由至少彈性元件提供。
41.根據(jù)權(quán)利要求38所述的方法，包括帶有所述順應(yīng)性地跟蹤患者所述動(dòng)作。
42.根據(jù)權(quán)利要求38所述的方法，其中在沿該動(dòng)作的空間中的不同點(diǎn)處提供不同的阻力。
43.根據(jù)權(quán)利要求38所述的方法，其中在空間相同點(diǎn)的不同方向上提供不同的阻力。
44.根據(jù)權(quán)利要求38所述的方法，其中所述順應(yīng)性為至少1厘米。
45.一種康復(fù)裝置，包括適于與患者身體的一部分一起運(yùn)動(dòng)的桿；電動(dòng)機(jī)，以防止被所述桿反向驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的方式可操作地與所述桿連接，可操作所述電動(dòng)機(jī)使該桿移動(dòng)；和與所述桿耦合并為所述運(yùn)動(dòng)提供彈力的彈簧。
46.根據(jù)權(quán)利要求45所述的裝置，其中只有當(dāng)所述桿以不同于所述電動(dòng)機(jī)引起的運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)時(shí)，所述彈簧提供所述彈力。
47.根據(jù)權(quán)利要求45所述的裝置，其中所述電動(dòng)機(jī)的試圖反向驅(qū)動(dòng)給所述彈簧施加力。
48.根據(jù)權(quán)利要求45所述的裝置，其中所述彈簧有可控制的預(yù)負(fù)載。
49.根據(jù)權(quán)利要求45所述的裝置，包括與所述彈簧平行的阻尼元件。
50.一種康復(fù)裝置，包括適于與患者身體的一部分一起運(yùn)動(dòng)的桿；電動(dòng)機(jī)，可操作地與所述桿連接并使其移動(dòng)；狹槽，引導(dǎo)所述桿的運(yùn)動(dòng)；和彈簧，與所述桿耦合并給所述運(yùn)動(dòng)提供彈力。
51.根據(jù)權(quán)利要求50所述的裝置，其中所述彈簧裝在所述狹槽上。
52.一種用于康復(fù)的多軸彈性元件，包括第一組的至少一個(gè)接頭，適于允許徑向延伸的桿的球形坐標(biāo)系內(nèi)的運(yùn)動(dòng)；第二組的至少一個(gè)接頭，適于允許所述第一組接頭的球形坐標(biāo)內(nèi)的運(yùn)動(dòng)；彈性元件，具有與所述桿運(yùn)動(dòng)相關(guān)聯(lián)的壓縮，由此與所述第二組內(nèi)的運(yùn)動(dòng)順應(yīng)。
53.根據(jù)權(quán)利要求52所述的元件，其中所述彈性元件有可設(shè)定的預(yù)負(fù)載。
54.一種康復(fù)裝置，包括適于與患者身體的一部分一起運(yùn)動(dòng)的桿；電動(dòng)機(jī)，可操作地與所述桿連接并使其運(yùn)動(dòng)；和彈簧，與所述桿耦合并給所述運(yùn)動(dòng)提供彈力，其中所述彈簧具有可設(shè)定的順應(yīng)性。
55.根據(jù)權(quán)利要求54所述的裝置，其中所述順應(yīng)性由控制器設(shè)定。
56.根據(jù)權(quán)利要求55所述的裝置，其中所述設(shè)定是連續(xù)的。
57.根據(jù)權(quán)利要求54所述的裝置，其中所述彈簧是具有可設(shè)定有效長度的板簧。
58.一種伸縮機(jī)構(gòu)，包括至少三個(gè)伸縮部，包括一個(gè)中部和兩個(gè)端部；使所述中部延伸的作動(dòng)機(jī)構(gòu)；第一齒條和齒輪機(jī)構(gòu)，將所述端部之一的運(yùn)動(dòng)和所述中部的運(yùn)動(dòng)相耦合；第二齒條和齒輪機(jī)構(gòu)，與所述端部之另一個(gè)的運(yùn)動(dòng)和所述中部的運(yùn)動(dòng)相耦合；和可操作地連接這兩個(gè)齒條和齒輪機(jī)構(gòu)的皮帶。
59.一種便攜式康復(fù)裝置，包括使該裝置穩(wěn)定到表面或物體上的底座；和作動(dòng)器，包括運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，該運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠施加與在該作動(dòng)器運(yùn)動(dòng)的至少三個(gè)自由度中、在直徑至少為30厘米的空間內(nèi)的患者肢體的運(yùn)動(dòng)相互作用的力，并且該運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠阻止在所述空間內(nèi)任何方向任何點(diǎn)的實(shí)質(zhì)運(yùn)動(dòng)，其中所述裝置有兩種構(gòu)型適于進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練的第一構(gòu)型；和適于存儲(chǔ)的第二構(gòu)型，并且其中所述裝置適于由非專業(yè)人員人工地在所述兩個(gè)構(gòu)型之間變化。
60.根據(jù)權(quán)利要求59所述的裝置，其中所述裝置拆開為所述第二構(gòu)型。
61.根據(jù)權(quán)利要求60所述的裝置，其中所述裝置包括至少一個(gè)快速接頭。
62.根據(jù)權(quán)利要求59所述的裝置，其中所述裝置被折疊起來。
63.根據(jù)權(quán)利要求59所述的裝置，其中所述裝置折成平面狀，可以放進(jìn)汽車行李箱中。
64.根據(jù)權(quán)利要求59所述的裝置，其中所述裝置重量少于30Kg。
65.根據(jù)權(quán)利要求59所述的裝置，其中所述裝置裝有輪子。
66.一種康復(fù)裝置，包括適于與患者身體的一部分一起運(yùn)動(dòng)的桿；至少一個(gè)與所述桿耦合的電動(dòng)機(jī)，適于與所述桿的運(yùn)動(dòng)相互作用；和至少一個(gè)單獨(dú)的元件，使所述電動(dòng)機(jī)和所述桿相互連接，并且當(dāng)該元件上的預(yù)定力被超出時(shí)，所述桿的至少一部分被從所述電動(dòng)機(jī)拆開。
67.根據(jù)權(quán)利要求66所述的裝置，其中所述元件包括斷裂銷。
68.根據(jù)權(quán)利要求66所述的裝置，其中所述元件包括可分離的接頭。
69.根據(jù)權(quán)利要求66所述的裝置，其中所述元件連接在所述桿的本體和裝在所述桿上的附件之間。
70.一種康復(fù)裝置，包括適于與患者身體的一部分一起運(yùn)動(dòng)的桿；至少一個(gè)與所述桿耦合的電動(dòng)機(jī)，適于與所述桿的運(yùn)動(dòng)相互作用；至少一個(gè)彈性元件，使所述電動(dòng)機(jī)和所述部分相互連接；和控制器，適于識(shí)別安全問題并根據(jù)所述識(shí)別結(jié)果停止所述電動(dòng)機(jī)，所述彈性元件防止該停止突然發(fā)生。
71.根據(jù)權(quán)利要求70所述的裝置，其中所述裝置包括作動(dòng)器，作動(dòng)器包括運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，該運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠施加與在該作動(dòng)器運(yùn)動(dòng)的至少三個(gè)自由度中、在直徑至少為30厘米的空間內(nèi)的患者肢體的運(yùn)動(dòng)相互作用的力。
72.根據(jù)權(quán)利要求70所述的裝置，其中所述控制器通過檢測所述患者的呼叫來識(shí)別所述安全問題。
73.根據(jù)權(quán)利要求70所述的裝置，其中所述控制器通過計(jì)算所述患者身體部位的至少一個(gè)位置并將該計(jì)算結(jié)果與或多個(gè)允許值比較，從而識(shí)別所述安全問題。
74.一種康復(fù)對接站，包括作動(dòng)器，包括運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，該運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠施加與在該作動(dòng)器運(yùn)動(dòng)的至少三個(gè)自由度中、在直徑至少為30厘米的空間內(nèi)的患者肢體的運(yùn)動(dòng)相互作用的力，并且該運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠阻止在所述空間內(nèi)任何方向任何點(diǎn)的實(shí)質(zhì)運(yùn)動(dòng)；至少一個(gè)作動(dòng)器，用于協(xié)助康復(fù)；和適于鎖定到患者支架的對接端口(docking port)。
75.根據(jù)權(quán)利要求74所述的對接站，其中所述端口適合與輪椅接合。
76.根據(jù)權(quán)利要求74所述的對接站，其中所述端口適合與床接合。
77.根據(jù)權(quán)利要求74所述的對接站，其中所述對接站是可移動(dòng)的。
78.根據(jù)權(quán)利要求74所述的對接站，其中所述對接站包括至少一個(gè)用于固附第二作動(dòng)器的端口。
全文摘要
一種康復(fù)裝置，通過在患者的運(yùn)動(dòng)(意圖運(yùn)動(dòng))過程中該裝置應(yīng)用如下操作中的一個(gè)或多個(gè)，即推，協(xié)助，提醒，響應(yīng)和/或阻力，該裝置引導(dǎo)患者以一條正確的空間軌跡執(zhí)行運(yùn)動(dòng)。力由例如機(jī)器人活節(jié)臂或球鉸接的桿的作動(dòng)器施加。所施加的力作為，可選為連續(xù)的、會(huì)阻礙和/或引導(dǎo)患者的力場。該裝置可以被編寫而具有各種軌跡(路徑和/或速度)和/或力。在該軌跡上的一個(gè)點(diǎn)處的力可響應(yīng)于患者的實(shí)際軌跡和/或響應(yīng)于康復(fù)計(jì)劃和/患者的進(jìn)展而變化。該裝置可以學(xué)習(xí)由物理治療師輸入的運(yùn)動(dòng)并將其重放給患者。
文檔編號(hào)A61H1/02GK1956692SQ200580011910
公開日2007年5月2日 申請日期2005年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月5日
發(fā)明者奧默·艾納夫, 海姆·艾納夫, 本尼·魯索, 多倫·沙巴諾夫, 伊蘭·卡齊爾, 加德·賓亞米尼 申請人:莫托里卡股份有限公司