一种膝关节术后功能锻炼装置的设计

刘红姝，李 雪，程亚平，段国艳，丁文羽，王 平

（联勤保障部队第983医院骨科，天津300142）

0 引言

膝关节手术后患者面临的最大问题就是膝关节功能的恢复[1-2]，而功能锻炼能够防止膝关节僵硬，增强关节活动度，因此康复训练是非常关键和必要的[3-4]。术后早期除了指导患者练习股四头肌收缩，进行直腿抬高训练、踝泵训练、膝关节伸直训练等，下肢功能康复仪的应用更是提高训练效果的必备手段之一[5-6]。目前使用的下肢功能康复仪机体笨重，操作人员每次需根据患者的个体情况重新调整机器各个部位和活动角度等[7-8]，操作前期准备时间长且操作人员需要具备一定的技术水平，增加了医务人员的工作量。针对以上问题，本研究设计了一种具有手持控制板的膝关节术后功能锻炼装置，以解决现有功能锻炼装置使用中存在的问题。

1 结构设计

膝关节术后功能锻炼装置主要由一号电动伸缩机构、二号电动伸缩机构、滑动装置、操控装置组成，结构示意图如图1所示。一号电动伸缩机构由一号电动伸缩杆、腿部固定支撑块组成。二号电动伸缩机构由二号电动伸缩杆、踝部固定块、辅助支撑底块、支撑伸缩杆、辅助支撑顶块组成。滑动装置由滑动底轴、连接卡块、限位卡块、侧位滑动凹槽、固定限位孔、顶部滑动凹槽组成。操控装置由控制面板、手持控制板组成。

图1 膝关节术后功能锻炼装置结构示意图

一号电动伸缩机构顶部输出端固定连接一号电动伸缩杆，一号电动伸缩杆的顶端连接腿部固定支撑块，2个腿部固定支撑块之间固定连接腿部支撑松紧带。二号电动伸缩机构输出端固定连接二号电动伸缩杆，二号电动伸缩杆的顶端连接踝部固定块。一号电动伸缩机构将小腿紧密固定在功能锻炼装置上，二号电动伸缩机构将踝关节及足固定在功能锻炼装置上完成患肢的固定。二号电动伸缩机构的右侧与滑动装置相连接，固定连接辅助支撑底块，辅助支撑底块的顶部固定连接支撑伸缩杆。踝部固定块的右侧连接辅助支撑顶块。二号电动伸缩机构的底部固定连接滑动底轴，滑动底轴前端是连接卡块，连接卡块的正前方转动连接限位卡块。连接卡块的左前方转动连接调节杆，调节杆左端固定连接调节限位杆。该装置正面开设侧位滑动凹槽，滑动凹槽的下方贯穿设有固定限位孔。操控装置正前方为控制面板。控制面板的右侧固定连接手持控制板，对滑动装置进行操控，调整患肢的高度，踝关节、足的位置和角度，使患肢处于正确的功能锻炼的位置，完成功能锻炼前期的准备工作。

2 使用方法

应用时，首先将锻炼的患肢抬起，将小腿放置到腿部支撑松紧带上，用腿部魔术贴松紧带固定患者腿部，操作者通过手持控制板进行移动调节。当调节到合适高度后关闭一号电动伸缩机构，将踝关节放置在踝部固定块内，通过二号电动伸缩机构、限位卡块、支撑伸缩杆、辅助支撑底块或滑动踝部固定块对踝关节位置进行调节。踝部固定块滑动带动踝部固定块、二号电动伸缩杆和二号电动伸缩机构在顶部滑动凹槽内滑动。二号电动伸缩机构滑动带动滑动底轴在侧位滑动凹槽内滑动，带动连接卡块与限位卡块进行滑动复位，限位卡块复位并卡入固定限位孔内带动滑动底轴进行限位固定，辅助支撑底块配合支撑滑块在顶部滑动凹槽内滑动并对二号电动伸缩机构给予辅助支撑。当需要对踝部支撑高度进行调节时，通过手持控制板启动二号电动伸缩机构进行移动调节，二号电动伸缩杆带动踝部固定块移动，将踝关节调整到合适高度，辅助支撑顶块配合支撑伸缩杆和辅助支撑底块对踝部固定块给予辅助支撑。患者腿部放置完成后通过手持控制板启动装置进行膝关节功能锻炼。

3 创新点

(1)该装置通过滑动底轴、限位卡块和固定限位孔的设置，使得使用时可以通过滑动调节限位杆对踝部固定块的位置进行调节，调节限位杆滑动带动滑动底轴在侧位滑动凹槽内滑动。滑动底轴滑动带动连接卡块与限位卡块滑动，当滑动到合适位置后，患者松开或手动对调节限位杆进行复位，即可将限位卡块复位并卡入固定限位孔内同时带动滑动底轴进行限位固定，提高了患者独自调节踝部固定块与腿部固定支撑块距离的能力，避免了由于患肢长短不一需要在使用前调整踝部固定块与腿部固定支撑块的距离带来的不便。

(2)该装置通过一号电动伸缩机构、二号电动伸缩机构和手持控制板的设置，便于操作者使用时通过手持控制板进行腿部放置和操作，调控一号电动伸缩机构和二号电动伸缩机构以达到最佳锻炼高度，避免了操作者要领掌握参差不齐、达不到应有的治疗效果、操作不当增加患者痛苦的问题。

4 结语

随着外科加速康复理念的推广，早期功能锻炼越来越被重视[9]，膝关节术后功能锻炼仪的使用更加广泛。本文设计的膝关节术后功能锻炼装置通过手持控制板、电动伸缩机构、滑动底轴、调节杆的设置，使操作更加简便，提高了患者独自调节踝部固定块与腿部固定支撑块距离的能力，解决了因患肢长短不一需要在使用前调节功能锻炼装置力臂长短和高低带来的不便[10]，提升了患者自主操控能力，减轻了工作人员的劳动强度，值得推广应用。