一种无线智能Kegel盆底肌肉训练装置及其控制方法
技术领域
本申请涉及一种无线智能Kegel盆底肌肉训练装置及其控制方法,属于人体特定部位的训练器械技术领域。
背景技术
尿失禁是由于膀胱括约肌损伤或神经功能障碍而丧失排尿自控能力,使尿液不自主地流出的状态。尿失禁患者在咳嗽、跳动时就会不自主溢尿,而急迫性尿失禁患者在听到水声的时候也会发生不自主溢尿现象。尿失禁可以发生在任何年龄及性别,尤其是女性及老年人。尿失禁除了令人身体不适,更重要的是,它会长期影响患者的生活质量,严重影响着患者的心理健康。
阴道松弛是指产后的妇女盆腔肌肉群的张力下降,造成阴道周围肌肉松弛、阴道变宽。产后阴道松驰的原因有很多,胎儿过大(头部过大),在自然分娩时造成了产伤;中期引产造成阴道损伤;数次分娩;产后缺乏运动;产褥期恢复盲目减肥,不注意营养或者过于劳累进而导致盆腔肌肉群恢复不良等等。
上世纪七十年代,美国心理学家阿诺尔德.凯格尔(Arnold Kegel)发明了一套帮助女性进行恢复骨盆肌紧张力的训练方法,该方法可以训练产后女性盆骨底肌和阴道环肌的张力,帮助改善产后妇女的阴道收缩能力和预防尿失禁。
凯格尔试图应用他自己发明的凯格尔(Kegel)会阴收缩力计在骨盆肌肉训练中进行生物反馈,并且数位研究者已经证实具有生物反馈的同步训练是成功的。但是凯格尔(Kegel)会阴收缩力计具有以下几个缺陷:
当患者的阴道肌肉松弛时,阴道探头中没有准备措施用来在阴道探头中建立预定基准压力;
凯格尔(Kegel)会阴收缩力计中的压力计难以读取,并且由于患者阴道收缩力的微小波动可能引起压力计指针快速和不定的运动;
凯格尔(Kegel)会阴收缩力计对于辅助患者定时、调节其阴道收缩持续时间或计算其收缩的平均力也没有相应的措施。
由于盆底肌肉压力的变化非常微小,凯格尔(Kegel)会阴收缩力计的压力传感器达不到其灵敏度的要求,如果在治疗和训练过程中,振动强度无法根据压力变化实时改变,一旦发生多次拖延或迟钝,则会造成盆底肌肉的过量训练或过度治疗,可能导致患者病情的恶化。
此外,现有的国内外类似产品包括以下缺陷:
1、不能及时反馈盆底肌肉的训练结果,不能记录训练过程;
2、只能单人使用,数据不能分享,无大数据支持及参考;
3、训练过程枯燥乏味,训练模式单一;
4、无持续训练激励手段,没有结合Kegel训练课程;
发明内容
本发明要解决的技术问题在于,针对现有技术中的上述缺陷,提供一种无线智能Kegel盆底肌肉训练装置及其控制方法,使用薄膜压力传感器采集盆底肌肉压力,并且根据压力的大小进行生物反馈,调整盆底肌肉训练的振动强度,通过人机交互实现对产后妇女、尿失禁患者的无创伤治疗,以达到康复效果。
根据本发明的一个实施例,无线智能Kegel盆底肌肉训练装置包括训练本体和无线智能控制终端。
本发明的第一特征是含有高灵敏度的盆底肌肉压力的采集、分析和反馈系统,该系统采用聚偏氟乙烯压电薄膜传感器,其具有压电常数高、柔性和加工性能好、声阻抗低、频响宽等优良的电学性质,可以灵敏地感受使用者盆底肌肉张力的微小变化;
本发明的第二特征是可以利用无线智能控制终端对训练本体进行人为干预,训练本体的振动变化与无线智能控制终端的内预置或自定义的音乐和语音、晃动强度频率有关,并可以与预置游戏进行人机互动,在枯燥的治疗和训练之余让使用者获得更佳愉悦的身心体验;
本发明的第三特征在于利用凯格尔模式进行训练,凯格尔模式是目前世上公认的预防和治疗尿失禁和帮助产后妇女盆底肌肉张力恢复的最有效手段,本发明与凯格尔运动模式紧密结合,科学系统地帮助使用者快速、有效地恢复和治疗。
具体而言,本发明的实施例提供的无线智能Kegel盆底肌肉训练装置,包括:
训练本体和无线智能控制终端;
所述的训练本体包括:电源模块、第一无线通信模块、指示模块、开关模块、第一控制模块、压力感受模块、体感训练模块;
所述无线智能控制终端包括:第二无线通讯模块、第二控制模块、显示模块、输入模块;
优选地,所述的压力感受模块为聚偏氟乙烯压电薄膜传感器,所述的聚偏氟乙烯压电薄膜传感器是三层结构,上下两层是铝电极层,中间层是聚偏氟乙烯压电薄膜,其中压电薄膜的厚度为28um,三层结构的总厚度为50um,聚偏氟乙烯压电薄膜的宽频带为0.001Hz~1000MHz,压力响应的宽动态范围为10-8~106PSI,所述的压力响应在11个数量级范围内线性分布;
优选地,所述的训练本体为哑铃形状,分为前后外壳,所述的前后外壳之间通过插嵌连接,在所述的前后外壳内部设有防水层;所述的聚偏氟乙烯压电薄膜传感器为圆环状,围绕贴附在前外壳的内表面,所述的圆环状形成的截面与所述训练本体的纵向轴线垂直;
优选地,所述的聚偏氟乙烯压电薄膜传感器采集盆底肌肉压力信号,所述的压力信号经过所述第一控制模块处理后,通过所述第一无线通讯模块发送至所述第二无线通讯模块,所述第二控制模块获得处理后的压力信号,并将压力的大小转换为电信号,反馈至所述第一无线通讯模块,再传输至所述第一控制模块(7),最后控制所述的体感训练模块产生相应的振动强度;
训练本体可以根据患者的年龄段、患病程度进行针对性的训练课程,避免治疗不足或过度治疗。
优选地,所述无线智能控制终端包括以下控制模式:音乐控制模式、声音控制模式、体感控制模式、后台控制模式、自定义控制模式、游戏互动模式、Kegel练习模式;
优选地,所述无线智能控制终端中的音乐播放器采集音乐信号的信息,输入所述第二控制模块,处理后的数据通过所述第二无线通讯模块发送至与所述第二无线通讯模块无线连接的所述第一无线通讯模块,所述第一控制模块得到所述第一无线通讯模块中的信号,控制所述体感训练模块做出相应的振动。
优选地,所述无线智能控制终端通过麦克风采集环境中的声音信息并转化成相应的电信号,输入所述第二控制模块,处理后的数据通过所述第二无线通讯模块发送至与所述第二无线通讯模块无线连接的所述第一无线通讯模块,所述第一控制模块得到所述第一无线通讯模块中的信号,控制所述体感训练模块做出相应的振动。
优选地,所述无线智能控制终端包括体感探测器,可以采集重力响应信号,并转化成相应的电信号,输入所述第二控制模块,处理后的数据通过所述第二无线通讯模块发送至与所述第二无线通讯模块无线连接的所述第一无线通讯模块,所述第一控制模块得到所述第一无线通讯模块中的信号,控制所述体感训练模块做出相应的振动。
优选地,所述无线智能控制终端可以运行第三方多媒体应用,将远程的音频信号并转化成相应的电信号,输入所述第二控制模块,处理后的数据通过所述第二无线通讯模块发送至与所述第二无线通讯模块无线连接的所述第一无线通讯模块,所述第一控制模块得到所述第一无线通讯模块中的信号,控制所述体感训练模块做出相应的振动。
优选地,所述的无线智能控制终端支持用户通过输入模块进行各种振动模式、振动强度的自由组合,从而建立私人订制模式,所述第二控制模块将相应的私人订制模式的控制信号通过所述第二无线通讯模块发送至与所述第二无线通讯模块无线连接的所述第一无线通讯模块,所述第一控制模块得到所述第一无线通讯模块中的信号,控制所述体感训练模块做出相应的振动。
优选地,所述的无线智能控制终端存储体感模式的人机交互游戏,所述的人机交互游戏与所述训练本体的振动模式具有两种互动方式:
(I)所述的聚偏氟乙烯压电薄膜传感器采集盆底肌肉压力信号,所述的压力信号通过所述第一控制模块处理后,通过所述第一无线通讯模块发送至所述第二无线通讯模块,所述第二控制模块得到压力信号后,根据压力的大小,控制游戏中的角色做出动作,在所述显示模块中显示出来;
(II)用户在人机交互游戏中的控制游戏角色经历各种运动和碰撞,所述的运动和碰撞通过所述第二控制模块处理,产生控制振动的信号,所述振动的信号通过所述第二无线通讯模块发送至与所述第二无线通讯模块无线连接的所述第一无线通讯模块,所述第一控制模块得到所述第一无线通讯模块中的信号,控制所述体感训练模块做出相应的振动。
优选地,所述无线智能控制终端存储凯格尔(Kegel)练习方案,所述凯格尔(Kegel)练习方案控制训练本体产生多种振动模式。
优选地,所述体感训练模块为振动马达;
优选地,所述训练本体和无线智能控制终端的通讯方式包括:蓝牙、WiFi、3G或4G等本领域常见的无线通讯手段;
优选地,所述的无线智能控制终端包括:智能手机、平板电脑等终端设备;
优选地,所述的开关模块和第一控制模块电连接,用于接收开关机设置信号和模式选择信号,既可以用来开启和关闭训练本体,又可以手动模式控制训练本体的振动。
优选地,所述的指示模块用于对训练本体的工作状态进行指示,例如,指示模块包括两个LED灯,一个为蓝色LED灯,另一个为红色LED灯。
实施本发明的技术方案,当训练本体与无线智能控制终端建立通信连接后,用户可通过无线智能控制终端查看当前的盆底肌肉压力数值和压力的变化幅度,并通过无线智能控制终端输入相应的参数设定值,从而操作训练本体根据该参数设定值自动调节振动强度,具有生物反馈和人机互动的功能。本产品采用聚偏氟乙烯压电薄膜传感器作为盆底肌肉压力的感受器,其具有压电常数高、柔性和加工性能好、声阻抗低、频响宽等优良的电学性质,可以灵敏地感受使用者盆底肌肉张力的微小变化,目前国内外现有的同类产品中从未使用该类型的压力感受器。同时训练本体可以根据患者的年龄段、患病程度进行针对性的训练课程,避免治疗不足或过度治疗。本产品与凯格尔运动模式紧密结合,科学系统地帮助使用者快速、有效地恢复和治疗。
附图说明
图1训练本体的结构框图;
图2无线智能控制终端的结构框图;
图3压力反馈流程图。
具体实施方式
以下结合附图进一步说明本发明的实施例。
如图1和2所示,本发明的实施例提供的无线智能Kegel盆底肌肉训练装置,包括:
训练本体(1)和无线智能控制终端(2);
所述的训练本体(1)包括:电源模块(3)、第一无线通信模块(4)、指示模块(5)、开关模块(6)、第一控制模块(7)、压力感受模块(8)、体感训练模块(9);
所述无线智能控制终端(2)包括:第二无线通讯模块(10)、第二控制模块(11)、显示模块(12)、输入模块(13);
所述的压力感受模块(8)薄膜传感器,优选为压电薄膜传感器,优选为聚偏氟乙烯压电薄膜传感器,所述的聚偏氟乙烯压电薄膜传感器是三层结构,上下两层是铝电极层,中间层是聚偏氟乙烯压电薄膜,其中压电薄膜的厚度为28um,三层结构的总厚度为50um,聚偏氟乙烯压电薄膜的宽频带为0.001Hz~1000MHz,压力响应的宽动态范围为10-8~106PSI,所述的压力响应在11个数量级范围内线性分布;
所述的训练本体(1)为哑铃形状,分为前后外壳,所述的前后外壳之间通过插嵌连接,在所述的前后外壳内部设有防水层;所述的聚偏氟乙烯压电薄膜传感器为圆环状,围绕贴附在前外壳的内表面,所述的圆环状形成的截面与所述训练本体(1)的纵向轴线垂直;
所述的聚偏氟乙烯压电薄膜传感器采集盆底肌肉压力信号,所述的压力信号经过所述第一控制模块(7)处理后,通过所述第一无线通讯模块(4)发送至所述第二无线通讯模块(10),所述第二控制模块(11)获得处理后的压力信号,并将压力的大小转换为电信号,反馈至所述第一无线通讯模块(4),再传输至所述第一控制模块(7),最后控制所述的体感训练模块(9)产生相应的振动强度;
在对盆底肌肉受损的患者进行训练之前,需要接受常规盆底功能检查,对盆底肌肉张力进行定量评估,按照肌肉力量的大小依次分为3级、2级、1级和0级,并按照年龄段分成七个不同的组别:20-22岁、23-25岁、26-29岁、30-34岁、35-39岁、40-50岁以及50岁以上,针对训练前的个体病患所获取的盆底肌肉张力数据全部存储在电子病案数据库中,作为历史数据进行训练和治疗过程中的参考对照。
随后,针对各个年龄段人群和患病程度的不同,设计有不同的训练课程,每组课程均为递进式训练模式。每个年龄段组的人群分别对应标准盆底肌肉张力的数值范围(前述的第3级),如果某个患者的治疗前的肌肉张力等级为1级,那么第一控制模块(7)向体感训练模块(9)发出指令,进行“1级-2级”的振动模式,在进行一个周期的治疗之后,如果患者的盆底肌肉张力的数值范围达到了2级标准,训练本体(1)的第一控制模块(7)将该患者当前的盆底肌肉张力数值传送同电子病案数据库,使得可以更新该患者的肌肉张力数据记录。接下来的训练中,第一控制模块(7)则向体感训练模块(9)发出指令,进行“2级-3级”的振动模式,直到患者的盆底肌肉张力数值达到3级的标准数值范围,终止治疗。
每次进行治疗之前,训练本体(1)可以自动识别患者当前的盆底肌肉张力数值,并立即与电子病案数据库中的历史数据进行比对,第一控制模块(7)向体感训练模块(9)发出指令,进行相应的训练课程。
训练本体(1)以如上所述的方式来优化盆底肌肉张力的训练周期。
所述无线智能控制终端(2)包括以下控制模式:音乐控制模式、声音控制模式、体感控制模式、后台控制模式、自定义控制模式、游戏互动模式、Kegel练习模式;
所述无线智能控制终端(2)中的音乐播放器采集音乐信号的信息,输入所述第二控制模块(11),处理后的数据通过所述第二无线通讯模块(10)发送至与所述第二无线通讯模块(10)无线连接的所述第一无线通讯模块(4),所述第一控制模块(7)得到所述第一无线通讯模块(4)中的信号,控制所述体感训练模块(9)做出相应的振动。
所述无线智能控制终端(2)通过麦克风采集环境中的声音信息并转化成相应的电信号,输入所述第二控制模块(11),处理后的数据通过所述第二无线通讯模块(10)发送至与所述第二无线通讯模块(10)无线连接的所述第一无线通讯模块(4),所述第一控制模块(7)得到所述第一无线通讯模块(4)中的信号,控制所述体感训练模块(9)做出相应的振动。
所述无线智能控制终端(2)包括体感探测器,可以采集重力响应信号,并转化成相应的电信号,输入所述第二控制模块(11),处理后的数据通过所述第二无线通讯模块(10)发送至与所述第二无线通讯模块(10)无线连接的所述第一无线通讯模块(4),所述第一控制模块(7)得到所述第一无线通讯模块(4)中的信号,控制所述体感训练模块(9)做出相应的振动。
所述无线智能控制终端(2)可以运行第三方多媒体应用,将远程的音频信号并转化成相应的电信号,输入所述第二控制模块(11),处理后的数据通过所述第二无线通讯模块(10)发送至与所述第二无线通讯模块(10)无线连接的所述第一无线通讯模块(4),所述第一控制模块(7)得到所述第一无线通讯模块(4)中的信号,控制所述体感训练模块(9)做出相应的振动。
所述的无线智能控制终端(2)支持用户通过输入模块(14)进行各种振动模式、振动强度的自由组合,从而建立私人订制模式,所述第二控制模块(11)将相应的私人订制模式的控制信号通过所述第二无线通讯模块(10)发送至与所述第二无线通讯模块(10)无线连接的所述第一无线通讯模块(4),所述第一控制模块(7)得到所述第一无线通讯模块(4)中的信号,控制所述体感训练模块(9)做出相应的振动。
所述的无线智能控制终端(2)存储体感模式的人机交互游戏,所述的人机交互游戏与所述训练本体(1)的振动模式具有两种互动方式:
(I)、所述的聚偏氟乙烯压电薄膜传感器采集盆底肌肉压力信号,所述的压力信号通过所述第一控制模块(7)处理后,通过所述第一无线通讯模块(4)发送至所述第二无线通讯模块(10),所述第二控制模块(11)得到压力信号后,根据压力的大小,控制游戏中的角色做出动作,在所述显示模块(12)中显示出来;
(II)、用户在人机交互游戏中的控制游戏角色经历各种运动和碰撞,所述的运动和碰撞通过所述第二控制模块(11)处理,产生控制振动的信号,所述振动的信号通过所述第二无线通讯模块(10)发送至与所述第二无线通讯模块(10)无线连接的所述第一无线通讯模块(4),所述第一控制模块(7)得到所述第一无线通讯模块(4)中的信号,控制所述体感训练模块(9)做出相应的振动。
所述无线智能控制终端(2)存储凯格尔(Kegel)练习方案,所述凯格尔(Kegel)练习方案控制训练本体(1)产生多种振动模式。通过传感器采集数据,记录每次Kegel练习的压力数据,反映盆底肌肉的松紧情况,用户通过发现自己多次练习后的进步,激励自身练习的兴趣和耐心,并且可以和各地的用户对比。采用大数据,更有效的管理、查询、推荐Kegel练习方案。为激励用户兴趣,还可以推出虚拟货币等功能。
所述体感训练模块(9)为振动马达;
所述训练本体(1)和无线智能控制终端(2)的通讯方式包括:蓝牙、WiFi、3G或4G等本领域常见的无线通讯手段;
所述的无线智能控制终端(2)包括:智能手机、平板电脑等终端设备;
所述的开关模块(6)和第一控制模块(7)电连接,用于接收开关机设置信号和模式选择信号,既可以用来开启和关闭训练本体(1),又可以手动模式控制训练本体(1)的振动。
所述的指示模块(5)用于对训练本体(1)的工作状态进行指示,例如,指示模块(5)包括两个LED灯,一个为蓝色LED灯,另一个为红色LED灯。
训练本体还可以包括温度/PH值传感器,用于对训练本体的温度和PH值进行实时检测,并发送至第一控制模块,第一控制模块对所检测的温度值和PH值进行处理后,通过第一无线通讯模块发送至无线智能控制终端。无线智能控制终端的第二控制模块对通过第二无线通讯模块所接收的温度检测值和PH检测值进行处理,并通过显示模块显示该温度检测值和PH检测值。同时,无线智能控制终端的第二控制模块对通过输入模块所接收的温度设定值和PH设定值进行处理,开通过第二无线通讯模块发送至训练本体。
优选地,训练本体的第一控制模块对通过第一无线通讯模块所接收的温度设定值进行处得,并根据温度设定值控制电热丝模块进行加热。
训练本体还可以包括防丢失模块,所述防丢失模块连接扬声器,所述防丢失模块与第一控制模块相连接,当训练本体距离无线智能控制终端超过一定距离,扬声器便会发出警报声音,提醒使用者及时整理训练本体;当扬声器持续发出警报声音达到设定的时间后,第一控制模块通过第一无线通讯模块将相关位置信息传输到无线智能控制终端,所述无线智能控制终端的第二控制模块对通过所述第二无线通讯模块所接收的位置信息进行处理,并通过所述显示模块显示所述位置信息,实现训练本体的定位和防丢失。
训练本体还可以采用电池供电方式代替充电电池模块,所述充电电池可以选择有线充电方式或者无线充电方式。
训练本体还可包括检测模块,该检测模块用于检测所述电源模块的电量。同时,第一控制模块对所检测的电量信息进行处理,并通过第一无线通讯模块发送至无线智能控制终端。然后,无线智能控制终端的第二控制模块对通过第二无线通讯模块所接收的电量信息进行处理,并通过显示模块显示。
优选地,该检测模块除可检测电源模块的电量信息外,还可用于检测电源管理模块所输出的电压,及在充电时检测外部电源的电压,并反馈至第一控制模块。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改、组合和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的权利要求范围之内。