一款多形态行走康复训练装置的设计

卢岳锋，甘 辛

（广西医科大学第一附属医院医疗设备科，广西南宁 530021）

虽然我国康复医学发展历史较短，但国家现在已经日渐重视康复医学的发展，医学界也越来越重视患者病后的生存质量，最大限度地使患者本人能够生活自理，减轻社会和家庭负担[1]。通常来说，对于脑卒中、慢性心力衰竭、脊髓损伤及截瘫等患者都不应该长期卧床。长期卧床休息对于病情的改善并无较大的作用，甚至会出现褥疮等并发症的现象，还可能会加速其进一步衰老，对患者身心健康极其不利[2]。而患者如果失去行走功能将失去参与社会生活与工作的基本前提以及维持肌肉骨骼与心肺功能的基本条件，同时，对其心理打击也是可想而知的[3]。因此，在临床上会鼓励具有条件的患者早期便要进行康复治疗。康复治疗中的行走训练和跨越障碍训练能够强化患者躯干控制能力以及行走时应对路面障碍的能力，使患者本人能够尽快恢复生活自理，大大减轻社会和家庭负担。由此可知，在康复治疗的过程中，如何通过行走康复训练器械快速有效地改善患者的行走活动能力，提高患者的步行速度及距离，减少跌倒风险，让其尽快回归家庭和社会，是物理治疗师工作中的重要目标。

由于现有的行走训练设施比较大型，甚至是直接在康复场地上建立起来的，无法灵活搬动、转移和收纳，容易造成康复场地的空间狭隘，布局混乱，这会影响到物理治疗师的日常工作和患者的训练，从而进一步会影响到患者的康复效果。本研究设计的一款多形态行走康复训练装置就旨在克服上述问题。

1 结构组成

如图1 和图2 所示，本研究设计的多形态行走康复训练装置包括两个侧架、通道板1 以及阻挡件2。两个侧架的其中一个侧架为第一侧架3，另一个侧架为第二侧架4。第一侧架3 和第二侧架4 左右平行分布时便形成一个通道。每一个侧架包括托板5、两个立柱6 以及扶手7，托板5 为横向分布的平板，立柱6 为纵向分布的平板，托板5 的前后两端各与一个立柱6 的下端固定连接，扶手7 为一圆形杆体，扶手7 架设在两个立柱6 的上端，即扶手7 的前端与位于前侧的立柱6 的上端连接，扶手7 的后端与位于后侧的立柱6的上端连接，四者围成一个架孔，从而使侧架整体呈一个长方形的框架，每个侧架通过托板5 支撑在地面。扶手7 供患者在训练时用手进行撑扶。

如图1 和图2 所示，通道板1 为一个长方形板体。通道板1 的上下两个板面的其中一个板面为障碍训练面8，另一个板面为常规训练面9。通道板1 的一侧以能够转动的方式设置在第一侧架3 的下部，且通道板1 能够通过转动从第一侧架3 的托板5、两个立柱6 以及扶手7 围成的架孔之间穿过，第一侧架3 的立柱6 和扶手7 不会挡到通道板1 的转动，从而使得通道板1 能绕着其一侧实现180°的翻转，以保证通道板1 既能转动至障碍训练面8 朝上，也能转动至常规训练面9 朝上。

图1 本设计变换成跨越障碍训练形态时的结构示意图

图2 本设计变换成常规行走训练形态时的结构示意图

如图3 所示，可以使第一侧架3 还包括一个架设在两个立柱6 的下部的圆轴10，通道板1 的一侧铰接在圆轴10 上，从而可以绕着圆轴10 进行转动。第一侧架3、圆轴10 以及通道板1 三者之间的具体配合方式，可以是圆轴10 的两端直接固定在第一侧架3 的两个立柱6 的下部，在通道板1 的一侧自前至后等距地设置有多个铰接座，每个铰接座通过一个轴承套设在圆轴10 上，第一侧架3 便能够通过铰接座绕着圆轴10 进行转动。或者，也可以是使圆轴10 的前后两端各通过一个轴承设置在第一侧架3 的两个立柱6的下部，使得圆轴10 能够转动，而通道板1 的一侧则直接固定在圆轴10 上，这样第一侧架3 也能够通过圆轴10 实现翻转。

图3 本设计的第一侧架的结构示意图

如图1 所示，通道板1 无论是转动至常规训练面9 朝上还是转动至障碍训练面8 朝上，第二侧架4 均能转移至其下部与通道板1 的另一侧以能够拆卸的方式进行连接，从而可以根据需要使第二侧架4 与通道板1 进行连接或分离。这样在使通道板1 转动至其中一个板面朝上时，能够把第二侧架4 转移至位于第一侧架3 的右侧并与通道板1 连接起来，第一侧架3和第二侧架4 便共同支撑住通道板1；而使第二侧架4 与通道板1 分离后，把通道板1 转动至另一个板面朝上时，就能够把第二侧架4 转移至第一侧架3 的左侧并与通道板1 连接起来，同样的便由第一侧架3 和第二侧架4 共同支撑住通道板1。

如图1 所示，障碍训练面8 上自前至后横设有若干个阻挡件2。当使通道板1 的障碍训练面8 朝上时，通道板1 便成为跨越障碍训练通道，患者便能在通道板1 上通过跨越阻挡件2 来进行跨越障碍训练。阻挡件2 可以为直接从障碍训练面8 向上凸起的挡板，也可以是如图4 所示，先在障碍训练面8 的左右两侧各向上凸设一个护板11，即通道板1 直接为一个U 形的板体。再使若干个条状的阻挡件2 自前至后横设在两个护板11 的上部，这样使得整体结构安装比较简便。此时，阻挡件2 具体可以是挡杆、链条或绳子，本设计选择用绳子，使得阻挡件2 比较柔软，以有效避免患者在进行跨越障碍训练过程中发生磕碰和绊倒。还可以使阻挡件2 的高度是能够灵活调整的，并使相邻两个阻挡件2 之间的距离也是能够灵活调整的，这样就能够提高适用性，从而满足不同患者的训练需求。

图4 本设计的通道板的结构示意图

如图5 所示，第二侧架4 与通道板1 的另一侧的连接结构具体可以是先使第二侧架4 还包括一个架设在其两个立柱6 的下部的第一连接板14。第一连接板14 上设置有至少一个螺孔13。再如图4 所示，使通道板1 的另一侧凸设有一个第二连接板15，第二连接板15 上在与第一连接板14 上的每个螺孔13 对应的位置设置有一个通过孔17。如图1 和图2 所示，通道板1 无论是转动至常规训练面9 朝上还是转动至障碍训练面8 朝上，均能把第二侧架4 转移至通过第一连接板14 托住第二连接板15，以使通道板1 保持水平，并使每个通过孔17 与第一连接板14 上对应的螺孔13 对正，且第一连接板14 托住第二连接板15 后，每个通过孔17 和对应的螺孔13 通过一个螺栓16 进行连接，螺栓16 的杆体穿过通过孔17 后与对应的螺孔13 进行啮合，且螺栓16 的螺帽大于通过孔17，以压紧在第二连接板15 上。本设计选择在第一连接板14 上共设置前、中、后三个螺孔13，则第二连接板15上便对应有三个通过孔，第一连接板14 和第二连接板15 就一共通过三个螺栓16 进行连接。拧紧所有的螺栓16 便能使第二侧架4 和通道板1 稳定地连接在一起，以由两个侧架共同支撑通道板1；取出所有的螺栓16，便能使第二侧架4 和通道板1 能够分离，这样通道板1 就能够转动，第二侧架4 也能够自由转移，以改变整个装置的形态。

图5 本设计的第二侧架的结构示意图

如图6，当暂时不需要使用本设计的装置时，可以把通道板1 转动至竖立起来，再使第二侧架4 与第一侧架3 靠拢在一起，从而能够大大减少闲置时的占用空间。进一步地，当把通道板1 转动至竖立起来时，通道板1 与第一侧架3 的上部以能够拆卸的方式进行连接，或者第二侧架4 能够转移至其上部与通道板1以能够拆卸的方式进行连接，这样就能把通道板1 锁紧在竖立位置，避免通道板1 发生自行展开和侧翻。本设计选择通道板1 竖立起来时是使第二侧架4 的上部与通道板1 连接，这样三者便仍固定在一起。如图5 所示，可以在第二侧架4 的两个立柱6 的上部架设有一个第三连接板12，第三连接板12 在与第二连接板15 上的每个通过孔17 对应的位置也设置有一个螺孔13，第二连接板15 上共有三个通过孔17，对应地，第三连接板12 上便也是有三个螺孔13。如图6所示，通道板1 转动至竖立起来时，能把第二侧架4转移至第三连接板12 上的每个螺孔13 与第二连接板15 上对应的通过孔17 对正，且每个通过孔17 和对应的螺孔13 也是通过一个螺栓16 进行连接，从而能把整个装置锁紧固定在通道板1 竖立起来的状态，并使得第一侧架3、第二侧架4 和通道板1 能够稳定牢固地折叠收拢在一起。

图6 本设计变换成闲置形态时的结构示意图

本设计的第二侧架4 的下部和上部分别设置有第一连接板14 和第三连接板12，通道板1 的另一侧设置有第二连接板15，这样的设计使得通道板1 无论是转动至常规训练面9 朝上还是转动至障碍训练面8朝上，第二侧架4 上的第一连接板14 和通道板1 上的第二连接板15 均能通过螺栓16 进行连接，而通道板1 转动至竖立起来时，通道板1 的第二连接板15和第二侧架4 上的第三连接板12 也是通过同样的螺栓16 进行连接，从而便于对装置进行各个形态的转变，使用简单容易。而且，无论变成哪种形态，连接部件均是通过相同的螺栓16 进行锁紧连接，以简化结构，一物多用，从而方便各部件之间的固定和分离，也不需要另外找地方暂存螺栓16，从而避免出现螺栓16 容易丢失的情况。

2 使用方法

本设计具有如下三种形态：

第一种形态为图1 所示的使通道板1 的障碍训练面8 朝上时的跨越障碍训练形态，此种形态下，是把第二侧架4 转移至第一侧架3 的右侧，并通过第一连接板14 托住通道板1 上的第二连接板15，从而使通道板1 保持水平，第二连接板15 上的每个通过孔17 再与第一连接板14 上对应的螺孔13 通过一个螺栓16 进行连接，各个螺栓16 便把第二连接板15 和第一连接板14 锁紧在一起，以对通道板1 进行支撑，三者连接成一个整体，结构牢固稳定。这样，通道板1便成为跨越障碍训练通道，患者站到通道板1 上后，两个手通过两个侧架上的扶手7 进行撑扶，便能在通道板1 上来回地通过抬脚跨过阻挡件2 来实现跨越障碍训练。

第二种形态为图2 所示的使通道板1 的常规训练面9 朝上时的常规行走训练形态，此种形态下，是使第二侧架4 转移至第一侧架3 的左侧，并通过第一连接板14 托住通道板1 上的第二连接板15，以使通道板1 保持水平，第二连接板15 上的每个通过孔17再与第一连接板14 上对应的螺孔13 通过一个螺栓16 进行连接，所有的螺栓16 便把第二连接板15 和第一连接板14 锁紧在一起，以对通道板1 进行稳定地支撑。这样，通道板1 便成为常规行走训练通道，患者便能在通道板1 上用手通过两个侧架上的扶手7 进行撑扶，然后在通道板1 上来回地进行常规的行走训练。

第三种形态为图6 所示的把通道板1 转动至竖立起来并使第二侧架4 与第一侧架3 靠拢在一起时的闲置形态，此种形态下，把第二侧架4 转移至第三连接板12 上的每个螺孔13 与通道板1 上的第二连接板15 上对应的通过孔17 对正，且每个通过孔17和对应的螺孔13 通过一个螺栓16 进行连接，这样两个侧架和通道板1 便被所有的螺栓16 稳定地锁紧收拢折叠在一起，以便于收纳和转移，减少占用空间，下次需要使用时，再在合适的场地上重新展开成上述的第一种或第二种形状即可。

3 应用前景

根据2011 年卫生部颁布的《综合医院康复医学科基本标准》，三级综合医院康复医学科治疗室总使用面积不少于1 000 m2、二级综合医院康复医学科治疗室总使用面积不少于500 m2。医院给予康复医学科不断购置贵重现代康复评估和治疗设备，引进大量康复医学专业人才[4]。然而，总体上我国康复医疗行业存在发展不均衡、康复医疗专业人才短缺、服务能力不足等问题，除此之外，康复医疗机构的建设本身也存在一些问题[5]。由于一些医院的康复科在设计阶段未明确医院功能定位及发展规划等，导致建筑空间布置不合理，而在康复场地要充分考虑到无障碍设计、器械安置区、物资存储空间、康复训练区、教学科研区等问题，从而使得如何充分利用现有的建筑空间来对康复场地进行合理布局已成为康复医学科发展进程中的一大痛点。

行走康复训练对于康复医学科来说是非常基础和不可或缺的康复项目，本设计针对行走康复训练装置进行的创新改造，有利于克服行走康复训练装置在闲置时仍占用较多空间的问题。本设计的通道板1 通过转动至常规训练面9 朝上或者障碍训练面8 朝上，患者便能进行常规的行走训练或者跨越障碍训练。而在不使用时，还能够把通道板1 转动至竖立起来，使得两个侧架能够靠拢在一起，从而减少了闲置时的占用空间。因此，本设计能够具有三种形状，其功能多样，且便于灵活地移动、存放和使用，从而方便对康复场地进行整齐布局和合理使用，也为把其他一些康复器械设计成能够折叠或者多形态多用途的结构提供了一些思路，这对于康复医学科本来就局促的建筑空间而言，无疑是有利于解决现实存在的痛点，具有良好的应用前景。另外，本设计只需针对家庭使用场景，相应地缩减一下尺寸规格，便可同样适用于患者居家使用，这也是本设计的一个比较具有前景的应用方向。