腕关节康复器的设计及其应用

厍容华 易 珑 陈 茜 陈 莉

（1.四川省肿瘤医院 放疗中心胸部放疗二病区，成都 610041；2.四川省肿瘤医院 肿瘤内科六病区，成都 610041）

腕关节是人体最重要的关节之一，结构复杂，主要由相互关联的桡腕关节、腕骨间关节和腕掌关节构成，完成日常生活中的抓拿功能、握持运动、提重携带等，对人体的重要性不言而喻[1-3]。手腕受损后，需要通过不断锻炼来恢复健康。

目前，常见的腕关节锻炼装置较为复杂，体积较大，不便于携带，价格较贵[4-5]。李明强等设计机器人对腕关节进行康复治疗[6]，王桂兴等分析腕关节康复运动轨迹[7]，刘荣帅等分析混联式康复机械[8]。以上这些腕关节锻炼器基本上通过摆动手掌锻炼手腕，即使手掌相对于前臂进行反复摆动锻炼，缺乏手掌相对于前臂的转动、扭动锻炼。

1 腕关节康复器的设计

1.1 整体结构设计

腕关节康复器的设计思路是针对腕关节可以实现手掌相对于手臂前臂进行弯曲和扭动运动，以广泛实现腕关节的全方位运动锻炼，促进腕关节的康复。

如图1所示，腕关节康复器包括夹持装置1、扭簧3和握持装置2。扭簧3的一端固定连接于夹持装置1，另一端固定连接于握持装置2。夹持装置1用于嵌套并夹持于手臂。握持装置2用于手掌握持。

1.2 夹持装置的设计

如图2所示，夹持装置1包括固定夹板11、扣板12和锁扣件13。固定夹板11为弧形板，一端设有圆环连接部111，另一端设有夹持部112。扣板12为弧形板，一端铰接于固定夹板11的夹持部112的一侧。锁扣件13铰接于固定夹板11的夹持部112的另一侧部。扣板12的非铰接端通过锁扣件13锁扣于固定夹板11的夹持部112处。圆环连接部111与扭簧3固定连接。

固定夹板11的夹持部112的一侧部设有固定夹板凸台1121，固定夹板凸台1121设有通孔，如图3所示。扣板12的一端设有扣板凸起121，扣板凸起121通过铰轴铰接于固定夹板凸台1121，如图4所示。通过该结构设计实现相关的铰接，从而实现活动的转动连接，达到便于操作的目的。

锁扣件13由螺杆和螺母组成。固定夹板11的固定夹板凸台相对的一侧设有螺杆安装部。扣板12的非铰接端设有卡口凸起。锁扣件13的螺杆尾部铰接于螺杆安装部。锁扣件13的螺杆卡于卡口凸起122的卡口中，通过螺母进行锁扣，将扣板12的卡口凸起锁扣于固定夹板11的螺杆安装部处。固定夹板11的夹持部112的内表面还设有固定夹板柔性垫113。通过增加柔性垫的设计，使其符合人机工程学，增加使用的舒适性。

扣板12的卡口凸起122的端部设有凸缘221，凸缘221用于阻挡锁扣件13锁扣后的螺母，防止锁扣件13从卡口凸起滑落。扣板12的内表面还设有扣板柔性垫123。采用以上锁扣结构，便于将其锁扣于手臂上和从手臂上拆下来，操作方便快捷。

1.3 握持装置的设计

如图5所示，握持装置2包括固定环21和握持杆22；握持杆22安装于固定环21的其中一面上，固定环21的另一面固定连接于所述扭簧3。握持装置2还包括握持套221，嵌套于握持杆22。通过握持手套221，以增加握持的舒服性，通过增大握持的摩擦力，以便更稳固地进行握持锻炼。

扭簧3的其中一端固定焊接于所述固定夹板11的圆环连接部，另一端固定焊接于所述固定环21。扭簧3的两端末分别设有圆环，圆环设有通孔。固定夹板11的圆环连接部设有与扭簧3端末的圆环通孔相匹配的固定夹板通孔。固定环21设有与扭簧3端末的圆环通孔相匹配的固定环通孔。扭簧3的两端末的圆环通孔分别通过铆钉与固定夹板通孔和固定环通孔铆接。采用该铆接的固定连接方式，避免了使用螺纹连接易出现松动的情况，保证了连接的可靠性，延长了器械的使用寿命。

2 腕关节康复器的工作原理

当进行手腕扭动锻炼时，手前臂穿入扭簧3并握持握持装置2，将夹持装置1夹持于手臂，手掌扭动握持装置2使扭簧3发生扭转形变，进而对手腕扭动进行锻炼。或者手掌摆动握持装置2时扭簧3产生弯曲形变，对手腕摆动进行锻炼。具体地，将夹持装置1固定于前臂，并夹持于前臂后端即靠近肘关节处。手臂穿入扭簧3，使腕关节处于扭簧3内部。手掌握持握持装置2进行扭动或摆动，使得扭簧产生扭转形变或弯曲形变，进而对腕关节进行扭动锻炼和摆动锻炼。将手臂放置于固定夹板11上，然后将固定夹板11的夹持部112调整到前臂后端即靠近肘关节处，进而通过锁扣件13将夹持装置1固定安装于手臂。增加握持套221，一是增加摩擦力，二是增加舒适性。采用铆钉实现扭簧3分别与固定夹板11和固定环21的连接，铆钉可以承受较大的扭矩，使得扭簧3在反复扭动与反复弯曲的过程中可以较大程度增加其使用寿命，提高耐用性。

3 临床应用

结合临床经验制定腕关节治疗效果调查表和满意度调查表，对试用患者进行调查分析。满意度调查表包括4项内容：非常满意、满意、比较满意和不满意。

在对患者进行试用前，详细向患者介绍本次试用的目的、康复器的使用说明以及注意事项，以保证使用者的有效配合，从而顺利完成试用实验。同时，在患者试用的过程中，不定时监测和观察患者的腕关节及其周围情况，以及时获得试用者腕关节变化 情况。

针对52例试用患者，进行统计分析，其结果如表1和表2所示。

表1 腕关节康复治疗效果调查情况

表2 腕关节康复治疗满意度调查情况

通过分析，总有效率（痊愈、现效和有效之和）达到98.02%，总满意度（非常满意、满意和比较满意）达到96.15%。

4 结语

采用简单的夹持装置、扭簧和握持装置3个主要结构，设计了腕关节康复器，并通过患者的临床试用，取得了良好的治疗作用。本腕关节康复器相对于现有的器械具，采用扭簧结构设计，可以同时实现腕关节的弯曲、扭动，从而实现腕关节的全方位锻炼，加快了腕关节的康复，增强了锻炼效果。它的结构简单，体型小巧，操作便捷，方便携带，制作成本低，适合患者或需要使用的人员随时随地锻炼使用。