一种肌力训练设备的动力控制系统设计与实现
2021-11-30林鑫李玉榕陈建国
中国医疗设备 2021年11期
林鑫,李玉榕,陈建国
1. 福州大学 电气工程与自动化学院,福建 福州 350108;2. 福建省医疗器械和医药技术重点实验室,福建 福州 350108
引言
肌力是反映人体运动功能的重要指标,一些肌肉骨骼系统受损的患者通常会导致肌力减弱,进而影响肢体的运动功能[1]。针对这种情况,适当地做一些肌力训练,可以促进患者运动功能的康复[2]。有相关研究将肌力训练应用于疾病的治疗中,也取得了良好的治疗效果[3-5]。训练的模式有等长、等速、等张以及被动模式。等长模式是通过设备使得受试者关节能够固定在指定位置。等速模式是通过设备使得受试者关节保持恒定的速度运动。等张模式是由设备输出一个恒定的阻力矩进行训练。被动模式是由设备带动受试者关节以设定的速度运动[6]。
早期的肌力训练设备由于缺乏动力控制系统,不仅训练的效率低下,而且只能依靠经验来制定训练计划。现在的肌力训练设备大部分都引入控制系统,但是设备的功能也存在差异。比如法国BodyGreen公司开发的实用型等速训练机只能实现单一的等速训练模式,不带有计算机系统。美国Biodex公司设计的多关节等速力量测试及训练系统可以进行多关节多模式的训练,所配备的计算机系统功能也很完善,但是上位机显示的数据比较繁琐,不方便观察。广州一康公司生产的肌力训练设备虽然可以实现多种模式的训练,但是等长模式下,无法选择角度。综合来看,国外设计的肌力训练设备还是比较稳定、可靠,大部分的研究也都是基于国外的产品,比如Biodex 、Isomed[7-8]。……
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