下肢康復訓練機器控制系統設計與實現

童 雷，嚴榮國，徐秀林

(上海理工大學 醫療器械與食品學院，上海 200093)

下肢康復訓練機器控制系統設計與實現

童 雷，嚴榮國，徐秀林

(上海理工大學 醫療器械與食品學院，上海 200093)

為幫助下肢功能障礙患者恢復肢體功能，設計了一種基于PCI-1240的多軸聯合訓練系統。系統以PCI-1240多軸運動控制卡為控制核心，借助研華驅動程序接口，采用VC++高級語言對運動控制卡進行硬件驅動和控制實現各種運動。該系統通過搭建MFC應用程序框架，安裝運動控制驅動，根據控制流程編寫運動控制程序調試康復機器，設計多種控制模式和人機交互界面。該系統能夠精確控制多個電機的獨立運動和聯合運動，控制系統穩定具有良好的臨床康復效果。

PCI-1240；下肢康復；控制系統；人機交互界面；訓練模式

AbstractTo help limb function recovery in patients with lower limb dysfunction, this paper designed a multi-axis joint training system based on PCI-1240. The system uses PCI-1240 multi-axis motion control card as the control core, with the Advantech driver interface, using VC ++ high-level language programming for PCI-1240 hardware drivers and control to achieve a variety of sports. The system first builds the MFC application framework, installs the motion control driver, compiles the motion control program to debug the rehabilitation machine according to the control flow, designs various control modes and man-machine interaction interface. The system can precisely control the independent movement of multiple motors and joint movement, the control system is stable and has a good clinical rehabilitation effect.

KeywordsPCI-1240;lower limb rehabilitation;control system;human-computer interaction interface;training mode

自然災害、交通事故和日趨嚴重的高齡化，造成我國肢體殘障者每年都會大量增加[1]。這些患者除了早期的手術治療和必要的藥物治療外，正確科學的康復訓練對提高肢體運動功能具有重要作用[2]。現代神經科學研究及臨床實踐證明，受傷的神經組織雖然難以再生，但中樞神經系統具有可塑性，功能可重組。康復訓練是腦卒中后促進癱瘓肢體功能恢復的重要手段，對患者越早進行功能訓練，越能恢復大腦的可塑性，肢體功能恢復的越好[3-4]。

傳統的身體重力支撐訓練(BWS)法是由治療師徒手提住患者腰部，帶動病人行走，達到輔助治療下肢癱瘓病人的目的[5]。但BWS存在很多問題，治療師的數量無法滿足康復病人的需求，訓練效率低下，由于治療師體能的限制，無法保證受訓者得到足夠強度的訓練，治療效果受到不同治療師和水平的影響，不利于患者肢體運動功能的有效恢復。……