CN107072865B - 包括至少一个肌肉或关节活动传感器和响应于传感器的至少一个致动器的服装系统 - Google Patents
包括至少一个肌肉或关节活动传感器和响应于传感器的至少一个致动器的服装系统 Download PDFInfo
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Abstract
本文公开的实施方式涉及一种服装系统，其包括至少一个肌肉活动传感器或至少一个关节活动传感器、以及至少一个致动器，所述至少一个致动器响应于来自所述至少一个肌肉活动传感器或所述至少一个关节活动传感器的感测反馈而操作，以使得柔性压迫服装选择性地压迫受试者的至少一个身体部位或选择性地减轻对受试者的至少一个身体部位的压迫。本文公开的实施方式还涉及使用这种服装系统的方法。
Description
背景技术
包括诸如袜子、臂袖、腿袖之类的服装制品的压迫服装可以对穿戴压迫服装的身体部位的肌肉提供支撑。这种支撑对于必须长期站立的人或有流通问题的人来说可能是有用的。
作为特定类型的压迫服装的压迫运动服也可以由运动员在运动期间穿戴。例如，骑自行车的短裤是普通类型的压迫运动服。压迫运动服可以改善肌肉功能，并防止运动期间和运动后的擦伤和皮疹。
压迫服装被认为对使用者有一些积极的影响。例如，压迫服装可以帮助缓解肌肉僵硬和疼痛的痛苦，并减少肌肉修复自身所需的时间。此外，当使用适当的压迫量时，压迫服装可以改善针对工作肌肉的静脉回流和氧合。
发明内容
本文公开的实施方式涉及一种服装系统，其包括至少一个肌肉活动传感器或至少一个关节活动传感器、以及至少一个致动器，所述至少一个致动器响应于来自所述至少一个肌肉活动传感器或所述至少一个关节活动传感器的感测反馈而操作，以使得柔性压迫服装选择性地压迫受试者的至少一个身体部位或选择性地减轻对受试者的至少一个身体部位的压迫。这种针对至少一个身体部位的压迫或减轻压迫可以改善肌肉功能、关节功能，或者可以用于训练或教导活动(例如运动)或用于康复。
在一个实施方式中，服装系统包括：被构造成穿戴在受试者的至少一个身体部位上的至少一个柔性压迫服装；由所述至少一个柔性压迫服装支撑的一个或多个活动传感器；一个或多个致动器，其相对于所述至少一个柔性压迫服装定位并且被配置为使所述至少一个柔性压迫服装选择性地压迫所述至少一个身体部位或选择性地减轻针对所述至少一个身体部位的压迫；以及控制系统，其可操作地耦合到所述一个或多个致动器并且还可操作地耦合到所述一个或多个活动传感器以从其接收一个或多个感测信号。所述至少一个柔性压迫服装限定被配置为容纳所述至少一个身体部位的内部空间。所述一个或多个活动传感器被定位和构造成感测所述至少一个身体部位的至少一个肌肉或至少一个关节的与其肌肉活动或关节活动相关的至少一个特征，所述一个或多个活动传感器还被配置为输出指示所述至少一个特性的一个或多个感测信号。所述控制系统包括控制电路，所述控制电路被配置为响应于来自所述一个或多个活动传感器的所述一个或多个感测信号而引导所述一个或多个致动器以使所述至少一个柔性压迫服装选择性地压迫所述至少一个身体部位或选择性地减轻对所述至少一个身体部位的压迫。
在一个实施方式中，公开了一种使用服装系统的方法。至少一个所述服装系统的至少一个柔性压迫服装被穿戴在受试者的至少一个身体部位上。所述服装系统包括：一个或多个活动传感器，其被配置成感测所述至少一个身体部位的至少一个肌肉或至少一个关节的与其肌肉活动或关节活动有关的至少一个特征；以及一个或多个致动器，其被配置为使所述至少一个柔性压迫服装选择性地压迫所述至少一个身体部位或选择性地减轻对所述至少一个身体部位的压迫。利用所述一个或多个活动传感器感测所述至少一个身体部位的所述至少一个肌肉或所述至少一个关节的所述至少一个特征。响应于通过所述一个或多个活动传感器感测所述至少一个特征，所述一个或多个致动器被致动以使所述至少一个柔性压迫服装选择性地压迫所述至少一个身体部位或选择性地减轻对所述至少一个身体部位的压迫。
来自任何公开的实施方式的特征可以没有限制地彼此组合使用。此外，通过考虑以下详细描述和附图，本公开的其它特征和优点对于本领域普通技术人员将变得显而易见。
上述概述仅是说明性的，并不意图以任何方式进行限制。除了上述说明性方面、实施方式和特征之外，通过参考附图和以下详细描述，其它方面、实施方式和特征将变得显而易见。
附图说明
图1是根据一个实施方式的服装系统的示意图。
图2A是根据一个实施方式的穿戴在图1所示的服装系统的受试者的手臂上的柔性压迫服装的等距剖视图。
图2B是图2A所示的柔性压迫服装的一部分的等距剖视图，没有示出柔性压迫服装穿戴在受试者的手臂上。
图2C是穿戴在受试者的腿上的柔性压迫服装的实施方式的等距剖视图。
图2D是穿戴在受试者的前臂和手上的柔性压迫服装的实施方式的等距剖视图。
图3A是根据实施方式的图1所示的柔性压迫服装的等距剖视图。
图3B是图3A中所示的沿其线3B-3B截取的柔性压迫服装的横截面图。
图3C是在致动一个或多个致动器之前或在低致动水平下图3A 所示的柔性压迫服装的横截面图。
图3D是在致动一个或多个致动器之后或处于比图3C中的致动水平相对较高的致动水平下的图3A所示的柔性压迫服装的横截面视图。
图4是包括多个环形致动器的服装系统的实施方式的等距视图。
图5是服装系统的实施方式的功能框图。
图6是包括运动感测系统的服装系统的实施方式的功能框图。
图7是响应于来自一个或多个活动传感器的感测反馈而选择性地压迫受试者的至少一个身体部位或减轻对受试者的至少一个身体部位的压迫的方法的实施方式的流程图。
图8是其中服装系统从运动感测系统接收输入的方法的实施方式的流程图。
具体实施方式
本文公开的实施方式涉及一种服装系统，其包括至少一个肌肉活动传感器或至少一个关节活动传感器、以及至少一个致动器，所述至少一个致动器响应于来自所述至少一个肌肉活动传感器或所述至少一个关节活动传感器的感测反馈而操作，以使得柔性压迫服装选择性地压迫受试者的至少一个身体部位或选择性地减轻对受试者的至少一个身体部位的压迫。这样的服装系统可以选择性地提供或减轻针对至少一个身体部位的压迫。针对至少一个身体部位的这种选择性压迫或减轻压迫可以改善肌肉功能或关节功能，或者可以用于训练或教导活动(例如，运动)或用于康复。本文公开的实施方式还涉及使用这种服装系统的方法。
在下面的详细描述中，参考构成其一部分的附图。在附图中，相似的符号通常标识相似的组件，除非另有说明。在详细描述、附图和权利要求中描述的说明性实施方式并不意味着限制。在不脱离本文所呈现的主题的精神或范围的情况下，可以利用其他实施方式，并且可以进行其它改变。
图1是根据实施方式的服装系统100的图示。服装系统100包括柔性压迫服装102，柔性压迫服装102被配置为在使用期间穿戴在受试者 106的至少一个身体部位104上。柔性压迫服装102可以是基本上管状的并且构造成在穿戴在至少一个身体部位104上时大体上符合至少一个身体部位 104。
柔性压迫服装102可以由任何合适的材料制成。例如，柔性压迫服装102可以由氯丁橡胶、尼龙、合成橡胶或任何其它合适的合成或天然织物或聚合材料制成。
在所示的实施方式中，至少一个身体部位104是使用者的手臂，使用者的手臂包括被柔性压迫服装102容纳的受试者106的上臂、前臂以及上臂和前臂之间肘关节的一部分。然而，如在下面更详细地讨论的，本文公开的服装系统可以用在许多其它类型的身体部位上。例如，受试者106 的至少一个身体部位104可以包括大腿的至少一部分和/或小腿的至少一部分、或颈部的至少一部分。作为另一示例，柔性压迫服装102可以被配置为衬衫，并且至少一个身体部位104至少包括受试者106的胸部。
服装系统100包括一个或多个活动传感器108，其可安装在柔性压迫服装102上、嵌入柔性压迫服装102中或以其它方式由柔性压迫服装 102支撑。一个或多个活动传感器108相对于至少一个身体部位104定位和构造以感测至少身体部位104的与受试者106的至少身体部位104的至少一个肌肉或至少一个关节的与其肌肉活动或关节活动相关的特征。例如，一个或多个活动传感器108中的每一个或一些可以定位成与期望监控的活动的至少一个肌肉或至少一个关节相邻或接近。在使用期间，一个或多个活动传感器 108输出指示至少一个特征的一个或多个感测信号109。要注意的是，要感测活动的至少一个肌肉或至少一个关节可以包括多个肌肉或多个关节。例如，在其中柔性压迫服装102容纳受试者106的上臂的至少一部分和前臂的至少一部分的情况下，至少一个身体部位104的至少一个肌肉可以包括至少一个身体部位104的上臂和下臂中的每一个中的多个肌肉，并且至少一个身体部位104的至少一个关节可以包括肘关节。
服装系统100还包括一个或多个致动器110。一个或多个致动器110相对于柔性压迫服装102定位，并且构造成响应于由一个或多个活动传感器108输出的一个或多个感测信号109而使柔性压迫服装102针对至少一个身体部位104选择性地压迫或选择性地减轻针对至少一个身体部位104 的压迫。例如，一个或多个致动器110可以嵌入柔性压迫服装102中，安装在柔性压迫服装102的内部内、在其中至少一个身体部位104被容纳的其内部空间中，或者外部安装在柔性压迫服装102上。
服装系统100还包括可操作地耦合到一个或多个活动传感器 108和一个或多个致动器110的控制系统112。例如，控制系统112可以无线可操作地耦合到一个或多个活动传感器108和一个或多个致动器110或经由有线连接(例如电线)可操作地耦合。例如，控制系统112的尺寸可以设置成并且控制系统112可以构造成由受试者106例如经由图1中的受试者106 上所示的带113方便地穿戴或携带。
在一个实施方式中，控制系统112还包括控制电路114，控制电路114被配置为响应于从一个或多个活动传感器108接收一个或多个感测信号109而经由一个或多个致动信号116引导一个或多个致动器110使柔性压迫服装102选择性地压迫至少一个身体部位104或选择性地减轻针对至少一个身体部位104的压迫。在一个实施方式中，控制系统112还包括电源 118(例如，电池、微电池、薄膜电池、可伸缩/柔性电源、燃料电池、能量收集器、动能采集器、摩擦电纳米发生器或其它合适的电源)，电源118能够为服装系统100的至少一些部件(例如，控制电路114、一个或多个活动传感器108、或一个或多个致动器110)供电。
如将在下面更详细地讨论的，使得控制系统112的控制电路 114用于引导和控制一个或多个活动传感器108和一个或多个致动器110的操作的指令可以被预编程在控制电路114中，或由受试者106或其他人(例如，像医生、护士、物理治疗师、教练员等医疗专业人员)编程。例如，控制电路114的编程可以经由软件、固件、可编程逻辑设备或用于以选择的方式控制一个或多个活动传感器108和一个或多个致动器110或服装系统100 的其他部件的其他技术中的至少一种实现。
在一些操作情况下的使用期间，响应于一个或多个活动传感器 108感测至少身体部位104的至少一个肌肉或至少一个关节的与其肌肉活动或关节活动有关的至少一个特征，控制电路114引导一个或多个致动器110 选择性地压迫至少一个身体部位104以向其提供更多的支撑，或者以改善肌肉或关节功能，例如至少一个身体部位104的至少一个肌肉或至少一个关节的增加的血流或增加的氧合(oxygenation)。例如，响应于一个或多个活动传感器108感测至少一个身体部位104的至少一个肌肉或至少一个关节的与其肌肉活动或关节活动相关的至少一个特征超过阈值水平，控制电路114引导一个或多个致动器110选择性地压迫至少一个身体部位104。例如，由一个或多个致动器施加的压迫可以是沿着至少一个身体部位104的压迫梯度。在更具体的实施方式中，控制电路114可以引导所述一个或多个致动器110使柔性压迫服装102以第一压迫水平选择性地压迫至少一个身体部位104的至少一个肌肉的至少一个第一部分，并且以不同于第一压迫水平的第二压迫水平选择性压迫至少一个身体部位104的至少一个肌肉的至少一个第二部分或至少一个身体部位104的第二肌肉。作为另一示例，由一个或多个致动器110 施加的压迫可以是施加到至少一个身体部位104的一个或多个压迫脉冲。
在其他操作情况下使用期间，响应于一个或多个活动传感器 108感测至少一个身体部位104的至少一个肌肉或至少一个关节的与其肌肉活动或关节活动相关的至少一个特征，控制电路114引导一个或多个致动器 110选择性地减轻针对至少一个身体部位104的压迫，例如在运动活动的一部分期间，其中受试者的至少一个肌肉或至少一个关节分别被最低限度地施加或压迫。例如，响应于一个或多个活动传感器108感测至少一个身体部位 104的至少一个肌肉或至少一个关节的与其肌肉活动或关节活动相关的至少一个特征低于阈值水平，控制电路114引导一个或多个致动器110选择性地减轻针对至少一个身体部位104的压迫。
在一个实施方式中，服装系统100也可以根据反馈回路进行操作。例如，控制电路114可以引导一个或多个致动器110针对至少一个身体部位104选择性地压迫第一选定量或选择性地减轻针对至少一个身体部位 104的压迫第一选定量，随后针对至少一个身体部位104选择性地压迫与第一量不同的第二选定量或选择性地减轻针对至少一个身体部位104的压迫与第一量不同的第二选定量。
虽然在图1中仅示出了一个柔性压迫服装102，但是在其他实施方式中，多个柔性压迫服装102可以穿戴在受试者106的不同身体部位上。在这样的实施方式中，多个柔性压迫服装102中的每一个包括其自身的可单独地可操作地耦合到控制系统112并且根据来自控制系统112的指示独立地操作的一个或多个活动传感器和一个或多个致动器。
如上所述，一个或多个活动传感器108可以被配置为感测至少一个身体部位104的至少一个肌肉或至少一个关节的至少一个特征。例如，至少一个特征可以是至少一个身体部位104的至少一个肌肉或至少一个关节的至少一个物理特征、至少一个化学特征(例如，生物化学或生物学)或至少一个生理特征。更具体地，例如，所述至少一个特征可以包括至少一个身体部位104的至少一个肌肉的神经活动、至少一个身体部位104的至少一个肌肉或至少一个关节的温度，所述至少一个身体部位104中的至少一个肌肉或至少一个关节的氧合，来自至少一个身体部位104的至少一个肌肉或至少一个关节的声发射，或可以与肌肉活动或关节活动相关的其他合适特征中的至少一个。在一个实施方式中，一个或多个活动传感器108被配置为仅感测至少一个身体部位104的至少一个肌肉的至少一个特征，而在其他实施方式中，一个或多个活动传感器108被配置为仅感测至少一个身体部位104的至少一个关节的至少一个特征。
为了感测至少一个肌肉或至少一个关节的至少一个特征，可以使用各种不同的活动传感器。例如，在本文公开的任何实施方式中，一个或多个活动传感器108可以包括肌电图传感器、热传感器、肌肉氧合传感器、声学传感器、化学传感器、生化传感器或生物传感器中的至少一个。一个或多个活动传感器108可以至少部分地设置在柔性压迫服装102的限定容纳至少一个身体部位104的内部空间的内表面上，或者至少部分地嵌入在柔性压迫服装102中。
在一个实施方式中，一个或多个活动传感器108被配置为感测至少一个身体部位104的至少一个肌肉的肌肉活动的起始或阈值水平。在这样的实施方式中，控制电路114被配置为响应于一个或多个活动传感器108 感测肌肉活动的起始但在肌肉活动发生之前而引导一个或多个致动器110选择性地压迫所述至少一个身体部位104。被配置为感测指示肌肉活动起始的至少一个肌肉的神经冲动的一个合适的活动传感器包括一个或多个肌电图传感器，一个或多个肌电图传感器可以附着、粘附或嵌入在柔性压迫服装102 内或直接附接到受试者106。例如，响应于通过一个或多个肌电图传感器感测到肌肉活动的起始，控制电路114可以引导一个或多个致动器110使柔性压迫服装102选择性地压迫至少一个身体部位104的至少一个肌肉或至少一个关节。可用于实践本文公开的一个或多个实施方式的合适的肌电图传感器的示例公开于美国专利申请公开号No.20060058694和No.20130041235以及 Kim等人的Science 333,838-843(2011)中，其各自的公开内容通过该引用整体并入本文。
在一个实施方式中，一个或多个活动传感器108可以包括一个或多个被动红外热传感器。例如，每个被动红外热传感器被定位在柔性压迫服装102上或柔性压迫服装102内，并被配置为感测来自至少一个身体部位 104的至少一个肌肉的红外辐射。红外辐射的增加可以指示升高的肌肉温度或与升高的肌肉温度相关，这可以指示肌肉活动增加。红外辐射的降低可以指示降低的肌肉温度或与降低的肌肉温度相关，这可以指示肌肉活动减少。例如，响应于感测红外辐射的增加或阈值水平，控制电路114可引导一个或多个致动器110使柔性压迫服装102选择性地压迫至少一个身体部位104的至少一个肌肉或至少一个关节。作为另一示例，响应于感测到红外辐射阈值水平的降低或小于红外辐射阈值水平，控制电路114可引导一个或多个致动器110使柔性压迫服装102选择性地减轻由于肌肉活动降低而对至少一个身体部位104的至少一个肌肉或至少一个关节的压迫。
当一个或多个活动传感器108被配置为直接或间接地感测至少一个肌肉的温度时，在一个实施方式中，柔性压迫服装102可以包括：冷却剂可以流过其中的一个或多个流体通道，流体冷却剂储存器，以及泵，所述泵被构造成将流体冷却剂从储存器泵送通过所述一个或多个流体通道。因此，在这样的实施方式中，控制电路116可引导泵将流体冷却剂从流体冷却剂储存器泵送通过一个或多个流体通道以帮助冷却至少一个肌肉。
在一个实施方式中，一个或多个活动传感器108可以包括一个或多个肌肉氧合传感器。例如，每个肌肉氧合传感器可以包括近红外传感器，所述近红外传感器被定位和配置为将近红外光谱中的光传送到至少一个身体部位104的至少一个肌肉，并且检测从至少一个肌肉(例如，组织)反射的光，从而感测在氧合组织和脱氧组织方面存在不同的肌肉对近红外光的吸收。用于测量肌肉组织的可用于实践本文公开的一个或多个实施方式的氧合的近红外传感器的实例公开在Hamaoka等人的Phil.Trans.R.Soc.A(2011) 369,4591–4604中，其全部内容通过引用并入本文。来自至少一个肌肉的近红外光的吸收的变化可以与增加的肌肉氧合相关联或可以指示增加的肌肉氧合。例如，近红外光吸收的变化可能与增加的用力(exertion)或减少的肌肉氧合相关联(例如与过度劳累，痉挛或跛行相关联)。
在一个实施方式中，响应于感测肌肉氧合的变化，控制电路 114可引导一个或多个致动器110使柔性压迫服装102针对至少一个身体部位 104的至少一个肌肉或至少一个关节的选择性地压迫或选择性地减轻针对至少一个身体部位104的至少一个肌肉或至少一个关节的压迫。例如，响应于感测肌肉氧合增加到超过阈值水平，控制电路114可以引导一个或多个致动器110使柔性压迫服装102选择性地压迫至少一个身体部位104的至少一个肌肉或至少一个关节。例如，响应于感测肌肉氧合降低到低于阈值水平，由于肌肉活动减少，控制电路114可以引导一个或多个致动器110使柔性压迫服装102选择性地减轻对至少一个身体部位104的至少一个肌肉或至少一个关节的压迫。在其它实施方式中，一个或多个氧合传感器可用于感测关节氧合的变化。
在一个实施方式中，一个或多个活动传感器108可以包括多个近红外源-检测器对，所述多个近红外源-检测器对可测量至少一个身体部位 104的骨骼肌氧合和/或局部变化的空间和区域差异。例如，响应于感测到指示与肌肉痉挛相关的肌肉氧合和血流显著降低的红外辐射局部降低到低于阈值水平，控制电路114可以引导一个或多个致动器110以使柔性压迫服装 102选择性地压迫所述至少一个身体部位104的至少一个肌肉，以提供局部支撑并增加血压。例如，响应于感测到指示与肌肉用力过度相关的减少的肌肉氧合和血流的梯度的红外辐射的变化的减小，控制电路114可引导一个或多个致动器110使柔性压迫服装102选择性地以第一压迫水平压迫至少一个身体部位104的至少一个肌肉的至少一个第一部分，并且选择性地以第二压迫水平压迫至少一个身体部位104的至少一个肌肉的至少一个第二部分或至少一个身体部位104的第二肌肉，或使柔性压迫服装102间歇地选择性地压迫至少一个身体部位104的至少一个肌肉的一部分，以提供局部化以增加到该肌肉的血流。
在一个实施方式中，一个或多个活动传感器108可以包括一个或多个声学换能器，所述一个或多个声学换能器被配置成利用声辐射照射至少一个身体部位104的至少一个肌肉或至少一个关节，并接收响应于此而反射的声辐射。接收到的反射声辐射可以关联于或可以指示至少一个身体部位 104的至少一个肌肉或至少一个关节的肌肉活动或关节活动。例如，相对较强/较强烈的由一个或多个声学换能器接收的反射声辐射可以指示相对较紧张的、较活跃的肌肉，而由一个或多个声学换能器接收的相对较弱/较不强烈的反射声辐射可以指示相对较放松的、较不活跃的肌肉。
在一个实施方式中，声换能器包括超声换能器，声辐射和反射声辐射中的每一种包括超声波辐射。所接收的反射超声辐射可以关联于或可以指示至少一个身体部位104的肌肉活动或关节活动的至少一个特征。例如，由一个或多个声学换能器检测到的改变的回波反射性可以是指示至少一个肌肉的肿胀或炎症。例如，由一个或多个声学换能器检测到的改变的回声反射性可指示至少一个关节的关节积液。例如，至少一个肌肉的多普勒超声检测可以检测至少一个肌肉内的血流量增加，血流量增加表明该至少一个肌肉的活动增加。例如，韧带或肌腱的多普勒超声检测可以检测韧带或肌腱内的有限活动，其指示对该区域的应激。在一个实施方式中，响应于一个或多个声换能器检测到至少一个身体部位104中的至少一个肌肉或至少一个关节的至少一个特征的变化，控制电路114可以引导一个或多个致动器110使柔性压迫服装102针对该至少一个肌肉或至少一个关节的选择性地压迫或选择性地减轻针对该至少一个肌肉或至少一个关节的压迫。例如，响应于感测指示肌肉活动或关节活动的增加的回声反射性，控制电路114可引导一个或多个致动器110以使柔性压迫服装102选择性地压迫至少一个身体部位104的至少一个肌肉或至少一个关节。例如，响应于感测指示肌肉活动或关节活动减少的回声反射性，由于肌肉活动降低，控制电路114可以引导一个或多个致动器110以使柔性压迫服装102选择性地减轻针对至少一个身体部位104 的至少一个肌肉或至少一个关节的压迫。例如，响应于感测指示在至少一个肌肉或至少一个关节中的炎症的回声反射性，控制电路114可以引导一个或多个致动器110以使柔性压迫服装102选择性地压迫所述至少一个身体部位 104中的至少一个肌肉或至少一个关节，从而支撑所述至少一个身体部位104 中的至少一个肌肉或至少一个关节。
在一个实施方式中，一个或多个活动传感器108可以包括定位和配置成感测来自至少一个身体部位104的至少一个肌肉的声发射的一个或多个声学肌成像传感器(acoustic myography sensor)。适用于实践本文公开的一个或多个实施方式的用于感测肌肉的声学肌成像传感器的示例在 Harrison等人的Physiol Rep,1(2):e00029；2013中公开，其公开内容通过引用整体并入本文。例如，响应于通过声学肌成像传感器感测指示增加的肌肉使用的高频率，控制电路114可引导一个或多个致动器110以使柔性压迫服装 102选择性地压迫至少一个身体部位104的至少一个肌肉。
在一个实施方式中，一个或多个活动传感器108可以包括定位和配置成感测来自至少一个身体部位104的至少一个关节的声发射的一个或多个声学传感器。例如，一个或多个声学传感器可以是定位成邻近或接近至少一个关节(例如，如图1所示的肘部、手腕或膝部)，使得一个或多个声学传感器可以接收来自至少一个关节的可以指示关节问题(例如，关节炎或骨关节炎病况的加重和导致的关节痛)的声发射。例如，响应于感测来自至少一个关节的声发射或声发射的增加，控制电路114可以引导一个或多个致动器110以使柔性压迫服装102选择性地压迫所述至少一个身体部位104的至少一个关节周围的至少一个关节和所述至少一个肌肉，从而减轻关节痛。
在一个实施方式中，一个或多个活动传感器108可以包括至少一个化学传感器、至少一个生化传感器、或至少一个生物传感器中的一个或多个，其被配置成检测来自至少一个身体部位104的至少一个肌肉或至少一个关节的分析物。例如，至少一个化学传感器、至少一个生化传感器或至少一个生物传感器可被配置为检测来自至少一个肌肉或至少一种关节的离子、盐、葡萄糖、乳酸盐、乳酸或炎性分子中的至少一种。例如，响应于通过生物传感器感测指示肌肉疲劳的至少一个肌肉中的乳酸的增加，控制电路114 可以引导一个或多个致动器110以使柔性压迫服装102选择性地压迫在至少一个身体部位104的至少一个肌肉。
在一个实施方式中，一个或多个可选的附加类型的活动传感器 108'可以并入到柔性压迫服装102中并且可操作地耦合到控制电路114。例如，一个或多个附加类型的活动传感器可以包括被配置为感测受试者106的心率的一个或多个低调心率传感器。在一个实施方式中，一个或多个心率传感器可以包括心电图传感器或脉搏传感器(例如脉搏血氧定量传感器)。在一个实施方式中，一个或多个心率传感器可以包括用于测量诸如肢体中的外围脉搏的脉搏传感器。因此，在一个实施方式中，脉搏传感器可以选择性地定位在柔性压迫服装102上，以靠近动脉，例如受试者106的至少一个身体部位104上的相对大的动脉。例如，在先前通过引用并入本文的美国专利申请公开No.20060058694和No.20130041235中描述了低调、可伸缩且灵活的心率和心电图传感器。
响应于感测指示增加的肌肉活动的受试者106的心率的增加，控制电路114可以引导一个或多个致动器110以使柔性压迫服装102选择性地压迫至少一个身体部位104的至少一个肌肉或至少一个关节。作为另一示例，响应于感测指示肌肉活动减小的受试者106的心率降低，由于肌肉活动减少，控制电路114可以引导一个或多个致动器110以使得柔性压迫服装 102选择性地减轻对至少一个身体部位104的至少一个肌肉或至少一个关节的压迫。
通过另一个示例并且适用于本文公开的任何活动传感器108或任选的附加类型的活动传感器108'，在一个实施方式中，响应于由一个或多个活动传感器感测到的指示至少一个肌肉受伤或被应变超过应变极限的至少一个特征，致动一个或多个致动器110以使柔性压迫服装102选择性地压迫至少一个身体部位104。在适用于本文公开的任何活动传感器108的另一个实施方式中，响应于由一个或多个活动传感器108感测到的指示至少一个肌肉在用力的至少一个特征，致动一个或多个致动器110以使柔性压迫服装 102选择性地压迫至少一个身体部位104或选择性地减轻针对至少一个身体部位104的压迫。在适用于本文所公开的一个或多个活动传感器108的另一实施方式中，可以响应于所述一个或多个活动传感器108感测到的指示所述至少一个肌肉用力不超过阈值的至少一个特征，致动一个或多个致动器110 以使柔性压迫服装102选择性地压迫至少一个身体部位104或选择性地减轻针对至少一个身体部位104的压迫。例如，一个或多个活动传感器108可以指示至少一个肌肉没有在其生理或功能极限处或附近用力，并且柔性压迫服装102调节例如在力量训练期间施加到至少一个肌肉的压迫量以使肌肉更加努力。
可以从多个合适的不同类型的致动器中选择一个或多个致动器 110。另外，如将在下面更详细地讨论的，一个或多个致动器110可以以多种不同的配置定位。例如，在本文公开的任何实施方式中，一个或多个致动器 110可以包括一个或多个电活性聚合物致动器、一个或多个电活性金属致动器、一个或多个马达、或一个或多个液压致动器中的至少一种。
在一个实施方式中，一个或多个电活性聚合物致动器包括至少部分地由铁电聚合物、介电弹性体或电致伸缩接枝弹性体形成的一个或多个致动器元件。响应于由电源118基于来自控制电路114的指令而施加的电压，电活性聚合物致动器可以根据所施加的电压的极性而增加或减少长度、直径或其它尺寸，以使柔性压迫服装102选择性地压迫至少一个身体部位 104或减轻对至少一个身体部位104的压迫。例如，用于电活性聚合物致动器的合适的电活性聚合物包括NuSil CF19-2186(可从加利福尼亚州卡平特里亚的NuSilTechnology商购)、硅氧烷弹性体、丙烯酸弹性体(例如，可从明尼苏达州圣保罗的3MCorporation商购的VHB 4910丙烯酸弹性体)、聚氨酯、热塑性弹性体、包含聚偏二氟乙烯(“PVDF”)的共聚物、压敏粘合剂、含氟弹性体、包含硅氧烷和丙烯酸部分的聚合物、或其它合适的电活性聚合物中的至少一种。
在一个实施方式中，一个或多个电活性金属致动器包括至少部分地由形状记忆材料形成的一个或多个致动器元件。例如，形状记忆材料可以包括镍-钛形状记忆合金，例如镍钛诺或其它合适的镍-钛合金组合物。响应于电源118根据来自控制电路114的指令而使电流通过形状记忆材料以加热形状记忆材料，电活性金属致动器可根据形状记忆材料被加热到的温度而增加或减少长度、直径或其它尺寸，以使柔性压迫服装102选择性地压迫至少一个身体部位104或减轻对至少一个身体部位104的压迫。
这种镍-钛形状记忆合金的实例目前可从Dynalloy,Inc.商购获得并以商品名
出售。Flexinol
的转变温度约为194°F，活化开始温度约为190°F，活化终止温度约为208°F。当这些镍-钛合金从活化开始温度加热至活化终止温度时，其长度或其他尺寸的长度可逐渐和可控地收缩约 2％至约5％。
在一个实施方式中，一个或多个马达包括一个或多个微机电致动器。例如，一个或多个微机电马达可以包括一个或多个微压电致动器、一个或多个微静电致动器或一个或多个微电磁致动器。在Acoust.Sci.&Tech. 31,2(2010)中公开了可用于实践本文公开的一个或多个实施方式的合适的微机电马达的实例，其公开内容通过引用整体并入本文。作为另一个示例，一个合适的微压电致动器是New Scale的SQUIGGLETM电机。
图2A和2B是根据实施方式的穿戴在受试者106的至少一个身体部位104上的图1所示的服装系统的柔性压迫服装102的实施方式的等距剖视图。在图2A和2B所示的所示实施方式中，至少一个身体部位104是受试者的手臂，其包括上臂104a、前臂104b和连接上臂104a和前臂104b的肘关节104c。柔性压迫服装102限定外部120，并且一个或多个致动器110被配置为围绕柔性压迫服装102的外部120的一部分延伸的单个盘绕致动器。例如，单个盘绕致动器可以以基本上螺旋状的路径沿着柔性压迫服装102的外部120周向延伸，并且被定位和构造成响应于其致动增大或减小由柔性压迫服装102的内表面124(图2B)限定的内部空间122(图2B)。然而，在其他实施方式中，一个或多个致动器110(例如单个盘绕致动器)可以内部地嵌入在柔性压迫服装102内。
参考图2B，在所示实施方式中，活动传感器108可以定位在柔性压迫服装102的内表面124上或至少部分地嵌入在柔性压迫服装102的内表面124内。例如，当活动传感器108中的至少一些被配置为用于感测来自肘关节104c的声发射的声学传感器时，这种活动传感器108可以被定位在柔性压迫服装102的内表面124上或其内使得它们位于肘关节104c(或其他关节，例如可能被关节炎影响的关节)处或其附近，并且仅仅作为示例在图2A 和2B中被标记为活动传感器108”。
如前所述，本文公开的服装系统还可以用于除了手臂之外的多个不同的身体部位上。例如，至少一个身体部位104可以包括大腿的一部分、小腿的一部分、手的一部分、脚的一部分或颈部的一部分。图2C是穿戴在受试者106的腿126上的柔性压迫服装102的实施方式的等距剖视图。柔性压迫服装102可以被配置为围绕大腿126a、小腿126b和将大腿126a和小腿126b连接在一起的膝部126c延伸。作为另一示例，图2D是被配置为穿戴在受试者106的前臂200、手202和手腕204上的柔性压迫服装102的实施方式的等距剖视图。当然，在其他实施方式中，柔性压迫服装102可以被配置为用于受试者106的其他身体部位，例如上臂和肩部或颈部。在其他实施方式中，柔性压迫服装102可以被配置为不包括关节的其他身体部位，例如受试者106的肢体的一部分，其包括但不限于大腿、小腿、前臂或上臂的全部或部分。
图3A和3B是根据实施方式的图1所示的柔性压迫服装102的等距剖视图和横截面图。在图示的实施方式中，柔性压迫服装102包括以同心方式布置的内衣主体302、外衣主体304和设置在内衣主体302和外衣主体304之间的基本上管状的致动器306。例如，基本上管状的致动器306被示出为嵌入在柔性压迫服装102内并且保持在内衣主体302和外衣主体304 之间。仅作为示例，基本上管状的致动器306可以由电活性聚合物或响应于来自控制系统112的电源116的适当的致动激励的形状记忆合金管制成，使得由内衣主体302限定的内部空间310的体积可以响应于致动基本上管状致动器306而增加或减小。
在所示实施方式中，一个或多个活动传感器108设置在内衣主体302的限定内部空间310的内表面308上。然而，在其他实施方式中，一个或多个活动传感器108可以至少部分地嵌入在内衣主体302内。
在一些操作情况下使用期间，响应于一个或多个活动传感器 108感测至少身体部位104的至少一个肌肉或至少一个关节的与其肌肉活动或关节活动有关的至少一个特征，控制系统112的控制电路114引导基本上管状的致动器306选择性地压迫至少一个身体部位104以向其提供更多的支撑或改善肌肉或关节功能。在其他操作情况下使用期间，响应于一个或多个活动传感器108感测至少一个身体部位104的至少一个肌肉或至少一个关节的与其肌肉活动或关节活动相关的至少一个特征，例如在其中受试者的至少一个肌肉或者至少一个关节相应地被最小化地用力或紧张的运动活动的一部分期间，控制系统112的控制电路114引导基本上管状的致动器306选择性地减轻针对至少一个身体部位104的压迫。在其他操作情况下使用期间，响应于一个或多个活动传感器108感测至少一个身体部位104的至少一个肌肉或至少一个关节的与其肌肉活动或关节活动相关的至少一个特征，控制系统112的控制电路114引导基本上管状的致动器306选择性地压迫至少一个身体部位104或者选择性地减轻针对至少一个身体部位104的压迫，例如以帮助至少一个肌肉或至少一个关节的特定动作。例如，特定动作可以是由至少一个特定肢体进行的运动动作，例如摆动球拍或棒的手臂。
图3C和3D是图3A所示的柔性压迫服装102在致动器306的致动之前或在低致动水平下以及在致动器306的致动之后或处于比图3C中相对较高的致动水平下的横截面视图。如图3C所示，致动器306的先前致动或处于低致动水平下，柔性压迫服装102的内部空间310表现出相对较大的直径D1或其他横向尺寸。如图3D所示，在致动器306的致动之后或处于比图 3C中相对更高的致动水平下，致动器306选择性地将柔性压迫服装102压迫在受试者的至少一个身体部位上，使得柔性压迫服装102的内部空间310表现出相对较小的直径D2或其他横向尺寸。柔性压迫服装102的这种收缩可用于将选择量的压迫力施加到受试者的至少一个身体部位。例如，致动器 306可以使基本上整个柔性压迫服装102变窄到较小直径D2。
图4是包括多个环形致动器402的服装系统400的实施方式的等距视图。服装系统400包括可由与柔性压迫服装102相同的材料制成的柔性压迫服装404。柔性压迫服装404限定用于容纳受试者的诸如手臂、腿或其他身体部位之类的至少一个身体部位的内部空间403。
多个环形致动器402彼此纵向间隔开。在所示实施方式中，多个环形致动器402围绕柔性压迫服装404的外部周向地设置。然而，在其他实施方式中，多个环形致动器402可以至少部分地嵌入柔性压迫服装404 内。仅作为一个示例，多个环形致动器402中的每一个可以由环形电活性聚合物或响应于来自控制系统412的电源416的适当的致动刺激412的形状记忆合金环制成。
服装系统400还包括可被配置为本文公开的任何活动传感器的一个或多个活动传感器406。在所示实施方式中，一个或多个活动传感器406 设置在柔性压迫服装402的内部空间403内。然而，在其他实施方式中，一个或多个活动传感器408可嵌入在柔性压迫服装402内。
控制系统412的功能与图1中的控制系统112的功能相同或类似。例如，控制系统412可操作地耦合到一个或多个活动传感器408和多个环形致动器402。因此，在一些操作情况下使用期间，响应于一个或多个活动传感器408感测至少一个身体部位的至少一个肌肉或至少一个关节的与其肌肉活动或关节活动相关的至少一个特征，控制系统412的控制电路414引导多个环形致动器402选择性地压迫至少一个身体部位以向其提供更多支撑或改善肌肉或关节功能。因此，多个环形致动器402中的每一个的致动减小其直径。在其他操作情况下使用期间，响应于一个或多个活动传感器408感测至少一个身体部位的至少一个肌肉或至少一个关节的与其肌肉活动或关节活动有关的至少一个特征，例如在其中受试者的至少一个肌肉或至少一个关节分别被最小程度地用力或紧张的运动活动的一部分期间，控制系统412的控制电路414引导多个环形致动器402选择性地减轻针对至少一个身体部位的压迫。因此，多个环形致动器402中的每一个的致动增加其直径。
在一些实施方式中，本文公开的服装系统可以包括存储器和用户界面，用户界面使得受试者或其他人能够对服装系统操作的方式进行编程。例如，图5是服装系统500的实施方式的功能框图。服装系统500包括压迫服装502，压迫服装502包括一个或多个活动传感器504和一个或多个致动器506，如所公开的任何实施方式中所描述的。服装系统500还包括可操作地耦合到一个或多个活动传感器504和一个或多个致动器506的控制系统508。控制系统508包括：控制一个或多个活动传感器504或一个或多个致动器506的操作的控制电路510，可操作地耦合到可以经由用户界面514 利用指令编程的控制电路510的存储器512，以及为服装系统500的部分或全部部件供电的电源516。
存储器512可以经由用户界面514编程，使得用于服装系统 500的操作的指令被存储在其上。例如，用户界面514可以包括可操作地耦合到控制系统508的控制电路510的键盘、监控器、触摸屏、语音命令识别、台式计算机、膝上型计算机、手机或其组合。用户界面504可以经由无线或有线通信连接可操作地耦合到控制电路510。穿戴服装系统500的受试者或另一方(例如，医疗专业人员)可以将指令编程到存储器512中，以用于经由用户界面514操作一个或多个活动传感器504和一个或多个致动器 506。根据需要或期望，可以利用适当的指令将本文公开的任何服装系统的操作方法编程到存储器512中。在一个实施方式中，存储器512被配置为存储对应于来自一个或多个活动传感器504的一个或多个感测信号的感测数据和对应于柔性压迫服装502的选择性压迫或选择性减轻压迫的致动数据。这样的感测数据和致动数据可以被受试者或其他人(例如，医学专业人士)下载以进行分析。
在操作期间，控制电路510访问和接收来自存储器512的指令，并且至少部分地基于存储在存储器512中的指令引导一个或多个活动传感器504的感测操作和一个或多个致动器506的致动。例如，响应于存储在存储器512中的指令，控制系统508可以响应于一个或多个活动传感器504 感测受试者的增加的或足够的肌肉活动或关节活动而引导一个或多个致动器 504使得压迫服装502选择性地压迫穿戴压迫服装502的受试者的至少一个部位。作为另一示例，响应于存储在存储器512中的指令，控制系统508可以响应于一个或多个活动传感器504感测受试者的降低的或相对较低的肌肉活动或关节活动而引导一个或多个致动器504以使压迫服装502选择性地减轻对穿戴压迫服装502的受试者的至少一个部位的压迫。
在一个实施方式中，存储器512存储对应于来自一个或多个活动传感器504的一个或多个感测信号的感测数据，并且存储对应于柔性压迫服装502的选择性压迫或选择性减轻压迫的致动数据，其可以由本文公开的任何用户界面514(例如，手机、台式计算机或膝上型计算机)或其他计算设备下载。例如，用户界面514可以通过柔性压迫服装502下载感测数据和致动数据，例如至少一个身体部位的压迫和减压的频率和持续时间。
本文公开的服装系统还可以与用于在不同活动(例如，步行、跑步、跳跃或特定运动活动)期间教导或校正受试者的运动的运动感测系统一起使用。图6是服装系统600的实施方式的功能框图，其包括运动感测系统602和被配置为由受试者606穿戴的压迫服装604。例如，运动感测系统 602可以是Microsoft KinectTM系统或被配置为跟踪受试者606的身体运动 (例如，受试者的一个或多个肢体的运动)的机器视觉感测系统。例如，这样的身体运动可以是诸如棒球棒摆动、高尔夫挥杆、网球拍摆动或其他类型的活动之类的体育活动，或用于物理治疗的一般运动(例如，步行或手臂运动)。压迫服装604包括示意性地示出的可以被配置为本文公开的任何活动传感器和致动器的一个或多个活动传感器608和一个或多个致动器610。
服装系统600还包括具有控制电路614的控制系统612，控制电路614被配置为响应于从一个或多个活动传感器608接收一个或多个感测信号以及从运动感测系统602接收一个或多个运动信号606而经由一个或多个致动信号616引导一个或多个致动器610以使柔性压迫服装604选择性地压迫受试者606的至少一个身体部位或选择性地减轻针对受试者606的至少一个身体部位的压迫。控制系统612还包括可操作地耦合到可以利用指令经由用户界面622进行编程的控制电路614的存储器620，以及能够为服装系统600的至少一些部件(例如，控制电路614、一个或多个活动传感器608、或一个或多个致动器610)供电的电源618(例如，电池或其他合适的电源)。
可以经由用户界面622对存储器620进行编程，从而将用于服装系统600的操作的指令存储在存储器620上。例如，用户界面622可以包括可操作地耦合到控制系统612的控制电路614的键盘、监控器、触摸屏、语音命令识别或其组合。穿戴服装系统600的受试者或另一方(例如，医疗或运动专业人员)可以通过用户界面622编程用于一个或多个活动传感器608或一个或多个致动器610的操作的指令。
在操作中，响应于从一个或多个活动传感器608接收一个或多个感测信号和从运动感测系统602接收一个或多个运动信号609，控制系统 612的控制电路614引导一个或多个致动器610以使柔性压迫服装604选择性地压迫受试者606的至少一个身体部位或选择性地减轻针对受试者606的至少一个身体部位的压迫。提供选择性的压迫或压迫释放以指导受试者606的运动以对应于存储在控制系统612的控制电路614中的运动或运动模式。例如，存储的运动或运动模式可以是高尔夫专业人员或其他运动专业人士经由用户界面622输入的模范的高尔夫挥杆或其他竞技运动。提供对至少一个身体部位(例如，受试者606的臂)的选择性压迫或选择性压迫减轻来指导受试者606的运动，以对应于并且基本上遵循存储在存储器620中的运动或运动模式。因此，服装系统600可以用于在体育活动的特定运动或一般运动 (例如用于物理疗法的步行)方面辅助训练受试者606。在另一个实施方式中，响应于经由一个或多个运动感测信号609从运动感测系统602接收输入，存储器620可以利用至少一个操作程序进行编程，根据该操作程序发生一个或多个致动器610的启动。
图7是响应于来自一个或多个活动传感器的感测反馈而选择性地压迫受试者的至少一个身体部位或减轻对受试者的至少一个身体部位的压迫的方法700的实施方式的流程图。用于本文公开的任何方法的指令可以存储在诸如服装系统500的存储器512之类的服装系统的存储器中。
方法700包括将服装系统的至少一个柔性压迫服装穿戴在受试者的至少一个身体部位上的动作702。例如，穿戴至少一个柔性压迫服装的至少一个身体部位包括：手臂的至少一部分、前臂的至少一部分、手腕的至少一部分、大腿的至少一部分、小腿的至少一部分、颈部的至少一部分、或胸部的至少一部分。服装系统包括被配置为感测至少一个身体部位的至少一个肌肉或至少一个关节的与其肌肉活动或关节活动相关的至少一个特征的一个或多个活动传感器，以及被配置成使所述至少一个柔性压迫服装选择性地压迫所述至少一个身体部位或选择性地减轻针对所述至少一个身体部位的压迫的一个或多个致动器，如本文所公开的任何服装系统中所公开的，例如图 1所示的服装系统100中所公开的。
方法700还包括利用一个或多个活动传感器感测至少一个身体部位的至少一个肌肉或至少一个关节的至少一个特征的动作704。如前所述，至少一个特征可以包括：至少一个身体部位的至少一个肌肉的神经活动，至少一个身体部位的至少一个肌肉或至少一个关节的温度、至少一个身体部位的至少一个肌肉的氧合、来自至少一个身体部位的至少一个关节的声发射、或可与肌肉活动或关节活动相关的其它合适的特征。此外，在一个或多个实施方式中，一个或多个活动传感器可仅感测肌肉活动(例如，一个或多个肌肉活动传感器)或仅感知关节活动(例如，一个或多个关节活动传感器)。
方法700还包括响应于经由一个或多个活动传感器感测至少一个特征而致动一个或多个致动器以使至少一个柔性压迫服装选择性地压迫至少一个身体部位或选择性地减轻压迫至少一个身体部位的动作706。例如，在一个实施方式中，致动所述一个或多个致动器以使所述至少一个柔性压迫服装针对所述至少一个身体部位选择性地压迫是响应于由一个或多个活动传感器感测到的至少一个特征超过或低于阈值水平，例如指示至少一个肌肉受伤、用力或应变超过应变极限。例如，这样的阈值水平可以存储在诸如服装系统500的存储器512之类的服装系统的存储器中。
参考图8，方法800的实施方式包括当受试者移动时从运动感测系统接收输入的动作802。方法800还包括动作804，动作804响应于接收输入而将至少一个操作程序编程到至少一个服装的控制系统中，根据该操作程序发生一个或多个致动器的致动。
因此，在一个实施方式中，根据预编程的至少一个操作程序致动一个或多个致动器以使至少一个柔性压迫服装选择性地压迫至少一个身体部位或选择性地减轻针对至少一个身体部位的压迫。例如，至少一个操作程序可被编程到控制系统的存储器中，该控制系统控制一个或多个致动器，例如图5所示的服装系统500。在一个实施方式中，至少一个操作程序与至少一项选定的活动的技能训练(例如，力量训练、高尔夫、棒球、篮球、手球、网球、足球、台球、飞镖或飞盘、或物理治疗)相关。
读者将会认识到，现有技术水平进步到系统方面的硬件和软件实现之间几乎没有区别；硬件或软件的使用通常(但不总是这样，因为在某些情况下，硬件和软件之间的选择可能会变得很重要)是代表成本与效率的权衡的设计选择。读者应理解，存在可以实现本文所描述的过程和/或系统和/ 或其他技术的各种工具(例如，硬件、软件和/或固件)，并且优选的工具将随着其中部署过程和/或系统和/或其他技术的环境的变化而变化。例如，如果实施者确定速度和准确性是至关重要的，则实施者可以主要选择硬件和/或固件工具；或者，如果灵活性是至关重要的，则实施者可以主要选择软件实现；或者，再次可选地，实施者可以选择硬件、软件和/或固件的某种组合。因此，存在几种可能的工具，通过该工具可以实现本文描述的过程和/或设备和/或其他技术，其中任何一种工具都不固有地优于另一种，因为任何待使用的工具是依赖于其中将部署工具的环境以及实施者的具体关注(例如，速度、灵活性或可预测性)的选择，其中的任何一种都可能会改变。读者将认识到，实现的光学方面通常将采用光学取向的硬件、软件和/或固件。
前面的详细描述已经通过使用框图、流程图和/或示例阐述了设备和/或过程的各种实施方式。只要这些框图、流程图和/或示例包含一个或多个功能和/或操作，本领域技术人员将会理解，可以通过各种硬件，软件，固件或实际上其任何组合单独地和/或共同地实现这些框图、流程图或示例中的每个功能和/或操作。在一个实施方式中，本文描述的主题的几个部分可以通过专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)或其他集成格式来实现。然而，本领域技术人员将认识到，本文公开的实施方式的一些方面可以全部或部分地等效地在集成电路中实现为：在一个或多个计算机上运行的一个或多个计算机程序(例如，在一个或多个计算机系统上运行的一个或多个计算机程序)、在一个或多个处理器上运行的一个或多个程序(例如，在一个或多个微处理器上运行的一个或多个程序)、固件或实际上其任何组合，根据本公开，设计电路和/或编写软件和/或固件的代码将在本领域技术人员的技术范围内。此外，读者应理解，本文描述的主题的机制能够分布为各种形式的程序产品，并且不管用于实际进行分布的信号承载介质的特定类型如何，本文描述的主题的说明性实施方式都适用。信号承载介质的示例包括但不限于以下：可记录型介质，例如，软盘、硬盘驱动器、压迫盘(CD)、数字视频盘(DVD)、数字磁带、电脑内存等；以及传输类型介质，例如，数字和/或模拟通信介质(例如，纤维光缆、波导、有线通信链路、无线通信链路等)。
在一般意义上，本文描述的各种实施方式可以通过各种类型的机电系统单独地和/或共同地实现，所述机电系统具有宽范围的电气部件(例如硬件、软件、固件或实际上其任何组合)以及可以赋予机械力或运动的宽范围的部件(例如刚体，弹簧或扭转体，液压装置和电磁致动装置，或其实际上其任何组合)。因此，如本文所使用的，“机电系统”包括但不限于：与换能器(例如，致动器、马达、压电晶体等)可操作地耦合的电路，具有至少一个离散电路的电路，具有至少一个集成电路的电路，具有至少一个专用集成电路的电路，形成由计算机程序配置的通用计算设备(例如，由至少部分地执行本文描述的过程和/或设备的计算机程序配置的通用计算机、或由至少部分地执行本文描述的过程和/或设备的计算机程序配置的微处理器)的电路，形成存储设备(例如随机存取存储器的形式)的电路，形成通信设备 (例如，调制解调器、通信交换机或光电设备)的电路、以及其任何非电气模拟物(如光学模拟物或其他模拟物)。本领域技术人员还应理解，机电系统的示例包括但不限于各种消费电子系统以及其他系统(例如电动运输系统、工厂自动化系统、安全系统和通信/计算系统)。本领域技术人员将认识到，如本文所使用的机系统电不一定限于具有电致动和机械致动两者的系统，除非上下文另有规定。
在一般意义上，可以通过广泛范围的硬件、软件、固件和/或其任何组合来单独地和/或共同地实现的本文描述的各个方面可以被视为由各种类型的“电路”组成。因此，如本文所使用的“电路”包括但不限于：具有至少一个离散电路的电路、具有至少一个集成电路的电路、具有至少一个专用集成电路的电路、形成由计算机程序配置的通用计算设备(例如，由至少部分地执行本文所述的处理和/或设备的计算机程序配置的通用计算机，或由至少部分地执行本文中所描述的处理和/或设备的计算机程序配置的微处理器)的电路、形成存储器装置(例如随机存取存储器的形式)的电路，形成通信设备(例如，调制解调器、通信交换机或光电设备)的电路。本文所描述的主题可以以模拟或数字方式或其某种组合来实现。
为了概念清晰起见，使用本文所描述的部件(例如，步骤)、设备和对象以及与之相关的讨论。因此，如本文所使用的，所阐述的具体示例和所附讨论旨在代表它们较一般的类别。通常，本文中使用任何具体示例也旨在表示其类别，并且不应该将本文中不包括这些特定部件(例如，步骤)、设备和对象认为是指示需要限制。
关于在本文中使用基本上任何复数和/或单数术语，读者可以根据适用于上下文和/或应用从复数转换为单数形式和/或从单数转换为复数形式。为了清楚起见，这里没有明确阐述各种单数/复数置换。
本文描述的主题有时示出包含在不同的其它部件内或与不同的其它部件连接的不同部件。应当理解，这样描述的体系结构仅仅是示例性的，并且实际上可以实施实现相同功能的许多其他体系结构。在构思意义上，实现相同功能的部件的任何布置被有效地“关联”，使得实现期望的功能。因此，本文中组合以实现特定功能的任何两个组件可被视为彼此“相关联”，使得实现所需功能，而与架构或中间组件无关。同样地，这样相关联的任何两个部件也可以被视为彼此“可操作地连接”或“可操作地耦合”以实现期望的功能，并且能够这样相关联的任何两个部件也可以被视为彼此“可操作地可耦合”以实现期望的功能。可操作地可耦合的具体示例包括但不限于：物理上可配对和/或物理交互的组件、和/或无线可交互的和/或无线交互的组件、和/或逻辑上交互的和/或逻辑上可交互的组件。
在一些情况下，一个或多个组件在本文中可被称为“配置为”。读者将认识到，“配置为”通常可以包括活动状态组件和/或非活动状态组件和/或待机状态组件，除非上下文另有要求。
尽管已经示出和描述了本文描述的本主题的特定方面，但是对本领域技术人员将显而易见的是，基于本文的教导，在不脱离本文所述的主题及其更广泛的方面的情况下可以进行改变和修改，并且因此，所附权利要求在其范围内包括在本文描述的主题的真实精神和范围内的所有这些改变和修改。此外，应当理解，本发明由所附权利要求限定。一般来说，本文使用的术语，特别是所附权利要求书(例如所附权利要求书的主体)中的术语通常旨在作为“开放”术语(例如，术语“包括”应被解释为“包括但不限于”，“术语“具有”应被解释为“至少具有”，术语“包含”应被解释为“包含但不限于”等)。本领域技术人员还应理解，如果意图在引入权利要求表述对象的特定数量，则这样的意图将在权利要求中被明确地陈述，并且在没有这样的陈述的情况下，不存在这样的意图。例如，为了帮助理解，以下所附权利要求可以包含引入性短语“至少一个”和“一个或多个”的使用以引入权利要求表述对象。然而，这样的短语的使用不应被解释为暗示通过不定冠词“一”或“一个”引入权利要求表述对象将包含这种引入的权利要求表述对象的任何特定权利要求限制为仅包含一个这样的表述对象的发明，即使当相同的权利要求包括引入性短语“一个或多个”或“至少一个”以及诸如“一”或“一个”之类的不定冠词(例如，“一”或“一个”应典型地解释为意指“至少一个”或“一个或多个”)也如此；这同样适用于用于引入权利要求表述对象的定冠词的使用。另外，即使明确地叙述了所引入的权利要求表述对象的特定数量，本领域技术人员也应认识到，这种表述对象通常应被解释为意指至少所陈述的数量(例如，没有其他修饰语的无修饰表述“两个表述对象”，通常意指至少两个表述对象，或两个或两个以上表述对象)。此外，在使用类似于“A、B和C等中的至少一个”的惯用语的那些情况下，一般来说，这种结构意指本领域技术人员会理解的惯用意义(例如，“具有A、B和C中的至少一个的系统”将包括但不限于：仅具有A的系统、仅具有B的系统、仅具有C的系统、同时具有A和B的系统、同时具有A和C的系统、同时具有B和C的系统、和/或同时具有A、B和C的系统等)。在使用类似于“A、B或C中的至少一个等”的惯用语的那些情况下，一般来说，这种结构意指惯用意义(例如，“具有A、B或C中的至少一个的系统”将包括但不限于：仅具有A的系统、仅具有B的系统、仅具有 C的系统、同时具有A和B的系统、同时具有A和C的系统、同时具有B和 C的系统、和/或同时具有A、B和C的系统等)。实际上，连接两或更多可选择项的选言词和/或短语，无论是在说明书、权利要求书、或附图中，都应当被理解为预计包括其中一项、任一项、或两项的可能性。例如，短语“A或 B”通常应被理解为包括“A”或“B”或“A和B”的可能性。
关于所附权利要求，其中所陈述的操作通常可以以任何顺序执行。除非上下文另有规定，这种替换排序的示例可以包括重叠、交错、中断、重新排序、增量、预备、补充、同时、反向或其他变体排序。关于上下文，除非上下文另有规定，否则甚至诸如“响应于”、“与...相关”或其他过去时态形容词之类的术语通常不意图排除这样的变体。
虽然本文已经公开了各个方面和实施方式，但是这里公开的各个方面和实施方式是为了说明的目的，并且不旨在是限制性的，其真实范围和精神由所附权利要求书指出。
Claims (40)
1.一种服装系统，其包括：
至少一个柔性压迫服装，其被配置为穿戴在受试者的至少一个身体部位上，所述至少一个柔性压迫服装限定被配置为容纳所述至少一个身体部位的内部空间；
一个或多个活动传感器，其由所述至少一个柔性压迫服装支撑，所述一个或多个活动传感器被定位和配置成感测所述至少一个身体部位的至少一个肌肉的与其肌肉活动有关的至少一个特征，所述一个或多个活动传感器还被配置为输出指示所述至少一个特征的一个或多个感测信号，其中所述一个或多个活动传感器被配置为感测所述至少一个肌肉的肌肉活动的起始；
一个或多个致动器，其相对于所述至少一个柔性压迫服装定位并且被配置为使所述至少一个柔性压迫服装选择性地压迫所述至少一个身体部位或选择性地减轻对所述至少一个身体部位的压迫；以及
控制系统，其能操作地耦合到所述一个或多个致动器，并且还能操作地耦合到所述一个或多个活动传感器以从其接收所述一个或多个感测信号，所述控制系统包括控制电路，所述控制电路被配置为响应于来自所述一个或多个活动传感器的所述一个或多个感测信号而引导所述一个或多个致动器以使所述至少一个柔性压迫服装选择性地压迫所述至少一个身体部位或选择性地减轻对所述至少一个身体部位的压迫，其中所述控制电路被配置为响应于感测肌肉活动的所述起始但在所述肌肉活动发生之前而引导所述一个或多个致动器选择性地压迫所述至少一个身体部位。
2.根据权利要求1所述的服装系统，其中所述至少一个柔性压迫服装至少部分地由尼龙、合成橡胶或织物中的至少一种形成。
3.根据权利要求2所述的服装系统，其中所述合成橡胶是氯丁橡胶。
4.根据权利要求1所述的服装系统，其中所述至少一个柔性压迫服装基本上是管状的，该管状被构造成大体上符合所述至少一个身体部位，其中所述至少一个身体部位包括：手臂的至少一部分、手腕的至少一部分、手的至少一部分、大腿的至少一部分、小腿的至少一部分、脚的至少一部分、颈部的至少一部分、或胸部的至少一部分。
5.根据权利要求4所述的服装系统，其中所述手臂是前臂。
6.根据权利要求1所述的服装系统，其中所述一个或多个活动传感器被配置为仅感测所述至少一个肌肉的所述至少一个特征。
7.根据权利要求1所述的服装系统，其中所述至少一个身体部位的所述至少一个肌肉的所述至少一个特征包括所述至少一个肌肉的神经活动、所述至少一个肌肉的温度、来自所述至少一个肌肉的声发射、或所述至少一个肌肉的生化活性中的至少一个。
8.根据权利要求7所述的服装系统，其中所述至少一个身体部位的所述至少一个肌肉的所述至少一个特征包括所述至少一个肌肉的氧合。
9.根据权利要求1所述的服装系统，其中所述一个或多个活动传感器包括肌电图传感器、热传感器、肌肉氧合传感器、化学传感器或声学传感器中的至少一个。
10.根据权利要求1所述的服装系统，其中，所述一个或多个活动传感器被配置为感测指示所述肌肉活动的起始的所述至少一个肌肉的神经冲动。
11.根据权利要求10所述的服装系统，其中所述一个或多个活动传感器包括肌电图传感器。
12.根据权利要求9所述的服装系统，其中所述热传感器包括被定位和配置为感测来自所述至少一个身体部位的所述至少一个肌肉的红外辐射的被动式红外传感器。
13.根据权利要求9所述的服装系统，其中所述肌肉氧合传感器包括被定位和配置为感测来自所述至少一个身体部位的所述至少一个肌肉的红外辐射的被动式红外传感器。
14.根据权利要求9所述的服装系统，其中，所述声学传感器包括声学换能器，所述声学换能器被配置为利用声辐射来照射所述至少一个身体部位的所述至少一个肌肉并且响应于此而接收反射的声辐射。
15.根据权利要求14所述的服装系统，其中所述声辐射和所述反射的声辐射中的每一个包括超声波辐射。
16.根据权利要求1所述的服装系统，其中所述柔性压迫服装包括限定所述内部空间的内表面，并且其中所述一个或多个活动传感器至少部分地设置在所述内表面上。
17.根据权利要求1所述的服装系统，其中所述一个或多个致动器包括一个或多个电活性聚合物致动器、一个或多个电活性金属致动器、一个或多个马达、或一个或多个液压致动器中的至少一种。
18.根据权利要求17所述的服装系统，其中所述一个或多个电活性聚合物致动器包括至少部分地由铁电聚合物、介电弹性体或电致伸缩接枝弹性体形成的一个或多个致动器元件。
19.根据权利要求17所述的服装系统，其中所述一个或多个电活性金属致动器包括至少部分地由形状记忆材料形成的一个或多个致动器元件。
20.根据权利要求19所述的服装系统，其中所述形状记忆材料包括镍-钛形状记忆合金。
21.根据权利要求17所述的服装系统，其中所述一个或多个马达包括一个或多个微机电马达。
22.根据权利要求1所述的服装系统，其中所述一个或多个致动器沿着所述至少一个柔性压迫服装周向地延伸，并且被定位和构造成响应于其致动而增大或减小所述至少一个柔性压迫服装的所述内部空间。
23.根据权利要求22所述的服装系统，其中所述一个或多个致动器包括多个致动器，每个致动器围绕所述至少一个柔性压迫服装周向地延伸。
24.根据权利要求1所述的服装系统，其中所述一个或多个致动器包括基本上管状的致动器。
25.根据权利要求1所述的服装系统，其中所述一个或多个致动器至少部分地嵌入所述柔性压迫服装内。
26.根据权利要求1所述的服装系统，其中所述柔性压迫服装限定外部，并且其中所述一个或多个致动器围绕所述柔性压迫服装的所述外部的至少一部分延伸。
27.根据权利要求1所述的服装系统，其中所述控制系统包括：
能操作地耦合到所述一个或多个致动器和所述控制电路的电源；并且
其中所述控制系统的所述控制电路被配置为响应于来自所述一个或多个活动传感器的所述一个或多个感测信号而引导所述电源改变对所述一个或多个致动器的导致其致动的致动激励。
28.根据权利要求27所述的服装系统，其中所述一个或多个致动器包括一个或多个电活性聚合物致动器，并且其中所述电源包括被配置为向所述一个或多个电活性聚合物致动器施加电压以引起其致动的电压源。
29.根据权利要求27所述的服装系统，其中所述一个或多个致动器包括一个或多个电活性金属致动器，并且其中所述电源被配置为向所述一个或多个电活性金属致动器施加电流以引起其致动。
30.根据权利要求1所述的服装系统，其中，所述控制系统的所述控制电路被配置为响应于来自所述一个或多个活动传感器的所述一个或多个感测信号而引导所述一个或多个致动器沿所述至少一个身体部位施加压迫梯度。
31.根据权利要求1所述的服装系统，其中，所述控制系统的所述控制电路被配置为响应于来自所述一个或多个活动传感器的所述一个或多个感测信号而引导所述一个或多个致动器向所述至少一个身体部位施加压迫脉冲。
32.根据权利要求1所述的服装系统，其中所述控制系统包括存储器，所述存储器被配置为存储对应于所述一个或多个感测信号的数据和对应于所述至少一个柔性压迫服装的所述选择性压迫或对应于对所述至少一个柔性压迫服装的压迫的所述选择性减轻的数据。
33.根据权利要求1所述的服装系统，其中，所述控制系统的所述控制电路被配置为响应于来自所述一个或多个活动传感器的指示所述至少一个特征低于或高于阈值水平的所述一个或多个感测信号而引导所述一个或多个致动器以使所述至少一个柔性压迫服装选择性地压迫所述至少一个身体部位。
34.根据权利要求1所述的服装系统，其中，所述控制系统的所述控制电路被配置为响应于来自所述一个或多个活动传感器的指示所述至少一个肌肉应变超过应变极限或受伤的所述一个或多个感测信号而引导所述一个或多个致动器以使所述至少一个柔性压迫服装选择性地压迫所述至少一个身体部位。
35.根据权利要求1所述的服装系统，其中，所述控制系统的所述控制电路被配置为响应于来自所述一个或多个活动传感器的指示所述至少一个肌肉用力的一个或多个感测信号而引导所述一个或多个致动器以使所述至少一个柔性压迫服装选择性地压迫所述至少一个身体部位。
36.根据权利要求1所述的服装系统，其中所述控制系统包括用户界面，通过所述用户界面，所述控制系统可以利用至少一个操作程序进行编程，所述至少一个操作程序控制由所述一个或多个致动器施加的选择性压迫的量。
37.根据权利要求36所述的服装系统，其中所述至少一个操作程序与针对至少一种选定活动的技能训练有关。
38.根据权利要求37所述的服装系统，其中所述至少一种选定活动包括力量训练、高尔夫、棒球、篮球、手球、网球、足球、台球、飞镖或飞盘中的至少一种。
39.根据权利要求1所述的服装系统，其还包括：
一个或多个附加传感器，其被配置为感测所述受试者的心率；并且
其中所述控制系统的所述控制电路被配置成响应于感测所述心率的所述一个或多个附加传感器而引导所述一个或多个致动器以使所述至少一个柔性压迫服装选择性地压迫所述至少一个身体部位或选择性地减轻对所述至少一个身体部位的压迫。
40.一种服装系统，其包括：
至少一个柔性压迫服装，其被配置为穿戴在受试者的至少一个身体部位上，所述至少一个柔性压迫服装限定被配置为容纳所述至少一个身体部位的内部空间；
一个或多个肌肉活动传感器，其由所述至少一个柔性压迫服装支撑，所述一个或多个肌肉活动传感器被定位和构造成感测所述至少一个身体部位的至少一个肌肉的与其肌肉活动相关的至少一个特征，所述一个或多个肌肉活动传感器还被配置为输出指示所述至少一个特征的一个或多个感测信号；
一个或多个致动器，其相对于所述至少一个柔性压迫服装定位并且被配置为使所述至少一个柔性压迫服装选择性地压迫所述至少一个身体部位或选择性地减轻对所述至少一个身体部位的压迫；以及
控制系统，其能操作地耦合到所述一个或多个致动器，并且还能操作地耦合到所述一个或多个肌肉活动传感器以从其接收所述一个或多个感测信号，所述控制系统包括控制电路，所述控制电路被配置为响应于来自所述一个或多个肌肉活动传感器的指示所述肌肉活动超过或低于阈值水平的所述一个或多个感测信号而引导所述一个或多个致动器以使所述至少一个柔性压迫服装选择性地压迫所述至少一个身体部位。
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