CN108635762A - 一种核心肌力生物反馈治疗系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种核心肌力生物反馈治疗系统，所述治疗系统，由体位调整治疗床、气压传感模块、检测控制模块、触屏电脑等组成，所述气压传感模块与所述检测控制模块存在电连接并作为一个整体安装在所述体位调整治疗床的靠背部位，所述触屏电脑安装在所述治疗床的前部，所述检测控制模块通过无线通信方式，实现与所述触屏电脑的通信联络，向电脑传递数据，接收电脑传递的控制指令。所述治疗仪能够调节用户的姿势，监测用户腰腹部核心肌群的力量，并根据检测结果，指导用户按照处方进行针对性的练习。所述治疗系统满足了患者需求，填补了市场空白，具有广阔的推广应用前景。

Description

一种核心肌力生物反馈治疗系统
技术领域
本发明属于医疗器械设计制造技术领域，具体涉及一种核心肌力生物反馈治疗系统。
背景技术
压力性尿失禁(Stress Urinary Incontinence,SUI)指喷嚏或咳嗽等腹压增高时出现不自主的尿液自尿道外口渗漏。症状表现为咳嗽、喷嚏、大笑等腹压增加时不自主溢尿。体征是腹压增加时，能观测到尿液不自主地从尿道流出。尿动力学检查表现为充盈性膀胱测压时，在腹压增加而无逼尿肌收缩的情况下出现不随意漏尿。
腰椎疾病(腰椎间盘突出、慢性腰痛、急性腰扭伤、压缩性骨折、滑脱症)、腹压性尿失禁是高发病率、高患病率的疾病，严重威胁着人类的健康及生活质量。根据统计表明约有百分之八十的人一生会出现一次以上腰痛症状。我国逐渐步入老龄社会，老年人口迅速增加，老年人口比例不断增长，慢性腰痛及尿失禁的发病率和患病率随着年龄的增长而不断增加，必将给社会和家庭带来更加沉重的负担。
慢性腰痛及尿失禁发生后会导致腹腔周围的核心肌群(腹横肌，多裂肌，盆底肌等)能力下降，从而出现运动障碍。现有科研表明，促使腹横肌与盆底肌同时收缩是针对慢性腰痛及尿失禁最为有利的治疗手法，但是如何正确地指导患者做腹横肌与盆底肌同时收缩活动是治疗中的难点。因为大多数患者无法领悟动作要领，从而无法正确地完成训练动作，难以实现预期的训练效果。
因此，如何研发一种设备，能够提高对腹横肌与盆底肌的治疗效率，以提高对腰椎疾病及尿失禁的治疗效果，成为业界亟待解决的重要课题。
发明内容
为了正确地指导患者做腹横肌与盆底肌同时收缩运动，促进对慢性腰痛及尿失禁的治疗，本发明提供一种核心肌力生物反馈治疗系统，所述治疗系统能够调节用户的姿势，监测用户腰腹部核心肌群的力量，并根据检测结果，指导用户按照处方进行针对性的练习。
为实现上述目标，本发明采用以下技术方案：
一种核心肌力生物反馈治疗系统，由体位调整治疗床、气压传感模块、检测控制模块、触屏电脑等组成。所述气压传感模块与所述检测控制模块存在电连接并作为一个整体安装在所述体位调整治疗床的靠背部位，所述触屏电脑安装在所述治疗床的前部，所述检测控制模块通过无线通信方式，实现与所述触屏电脑的通信联络，向电脑传递数据，接收电脑传递的控制指令。
所述气压传感模块由气袋、气管等组成，通过气管将气袋与检测控制模块的传感器连接，检测患者腰部动作对气袋压迫强度，间接反馈核心肌力强度。
所述检测控制模块由主板电路和机壳线路组成。其中主板电路由处理器、无线通信电路、气压检测与控制电路、复位电路和电源电路等组成。
所述主板气压检测与控制电路由气压传感器、运算放大器、三极管和插座等组成。所述气压传感模块通过气管连接主板气压检测电路的传感器；所述气压检测电路通过气压传感器、运算放大器将气压强度转换成电压大小送到ARM处理器；所述ARM处理器通过三极管控制气泵充气、气阀放气。
所述主板电源电路由稳压器、DC-DC电路、USB电源插座、电源开关等组成。
所述机壳线路由气泵、气阀和电池等组成，所述气泵、气阀与所述气压传感模块相连接，所述电池通过USB数据线与主板电源电路相连接，为主板电路、气泵、气阀等提供电能。
所述触屏电脑包括电脑硬件和运行在其中的训练管理软件，所述训练管理软件包括：专家处方存储管理模块，训练方案管理模块，自编处方模块，病案管理模块，显示模块，语音提示模块，充放气控制模块，设置和功能选择模块，电量报警模块，通信模块等。所述专家处方存储管理模块提供存储和管理专家处方参数的功能，所述训练方案管理模块负责执行训练流程，所述自编处方模块为用户提供编辑处方功能，所述病案管理模块提供对用户病案的存储和管理功能，所述显示模块负责显示气压传感模块的检测数据、处方号、训练时间、检测控制模块状态、电量等信息，所述语音提示模块提示患者训练方式和内容，所述充放气控制模块控制所述气泵进行充气，控制所述气阀进行放气，所述设置和功能选择模块提供对所述治疗仪的各种设置和功能选择，所述电量报警模块监测电池电量，并在电量低于设定值时提供报警功能，所述通信模块提供电脑与控制模块间的无线通信功能。
优选的，所述无线通信采用WIFI通信方式。
所述检测控制模块实现以下功能：检测气压传感模块的压力数据，控制气泵充气、气阀放气，通过无线通信方式与触屏电脑进行数据通信，供电电压转换。
所述气压传感模块实现以下功能：将患者腹部核心肌群(腹横肌、多裂肌、盆底肌等)肌肉绷紧、放松的状态转换为气压压力，并将该压力大小传送到检测控制模块电路转变成数字信号。
所述体位调整治疗床实现以下功能：通过治疗床调整，使患者前半身为30-50度、臀部为10度，使患者腹部核心肌群(腹横肌、多裂肌、盆底肌等)处于最佳训练、治疗体位。
所述腰椎疾病和腹压性尿失禁治疗仪的工作原理是：
通过治疗床调整患者前半身和臀部体位(分别为30-50度和10度)使患者腹部核心肌群(腹横肌、多裂肌、盆底肌等)处于最佳训练、治疗体位，通过气压传感模块和检测控制模块经由压力检测实时掌握患者腹部核心肌群收缩(如压力大于70mmHg)和放松(如压力小于40mmHg)的状态，电脑根据存储的专家训练方案(处方)以及压力变化数据，发送让患者腹部核心肌群绷紧和放松的语音提示，患者根据语音提示进行核心肌力训练，以达到治疗腰椎疾病(腰椎间盘突出、慢性腰痛、急性腰扭伤、压缩性骨折、滑脱症)、腹压性尿失禁等疾病的目的。
本发明的优点和有益效果为：
(1)所述腰椎疾病和腹压性尿失禁治疗仪通过患者反复挤压气袋，使患者腹腔周围的核心肌群(腹横肌，多裂肌，盆底肌等)绷紧、放松，使核心肌群能力得到了加强，进而使腰椎疾病(腰椎间盘突出、慢性腰痛、急性腰扭伤、压缩性骨折、滑脱症)、腹压性尿失禁等疾病获得了治愈。
(2)所述腰椎疾病和腹压性尿失禁治疗仪提供的专家电子处方为一组特定的气压阀值、时间长度及循环次数等参数，训练过程中，患者根据气压数值和提示音，即可按照专家设计的方案进行科学训练，迅速达到使腰椎疾病、腹压性尿失禁等疾病治愈的目的。
(3)目前市场上还没有同时具有以上2项功能的产品，所述腰椎疾病和腹压性尿失禁治疗仪具有非常好的推广应用价值。
附图说明
附图1是本发明所述一种核心肌力生物反馈治疗系统的逻辑结构图。
附图2是本发明所述检测控制模块的逻辑结构图。
附图3是本发明所述检测控制模块中主板处理器和WIFI电路图。
附图4是本发明所述检测控制模块中主板气压检测与控制电路图。
附图5是本发明所述检测控制模块中主板电源电路图。
附图6是本发明所述检测控制模块中机壳线路图。
附图7是本发明所述体位调整治疗床的结构图。
具体实施方式
参见附图1、附图2，一种核心肌力生物反馈治疗系统，由体位调整治疗床、气压传感模块、检测控制模块、触屏电脑等组成。所述气压传感模块与所述检测控制模块存在电连接并作为一个整体安装在所述体位调整治疗床的靠背部位，所述触屏电脑安装在所述治疗床的前部，所述检测控制模块通过无线通信方式，实现与所述触屏电脑的通信联络，向电脑传递数据，接收电脑传递的控制指令。
气压传感模块由气袋、气管等组成，通过气管将气袋与检测控制模块的传感器连接，检测患者腰部动作对气袋压迫强度，间接反馈核心肌力强度。
所述检测控制模块由主板电路和机壳线路组成。其中主板电路由处理器、无线通信电路、气压检测与控制电路、复位电路和电源电路等组成。
所述主板气压检测与控制电路由气压传感器、运算放大器、三极管和插座等组成。所述气压传感模块通过气管连接主板气压检测电路的传感器；所述气压检测电路通过气压传感器、运算放大器将气压强度转换成电压大小送到ARM处理器；所述ARM处理器通过三极管控制气泵充气、气阀放气。
所述主板电源电路由稳压器、DC-DC电路、USB电源插座、电源开关等组成。
所述机壳线路由气泵、气阀和电池等组成，所述气泵、气阀与所述气压传感模块相连接，所述电池通过USB数据线与主板电源电路相连接，为主板电路、气泵、气阀等提供电能。
所述触屏电脑包括电脑硬件和运行在其中的训练管理软件，所述训练管理软件包括：专家处方存储管理模块，训练方案管理模块，自编处方模块，病案管理模块，显示模块，语音提示模块，充放气控制模块，设置和功能选择模块，电量报警模块，通信模块等。所述专家处方存储管理模块提供存储和管理专家处方参数的功能，所述训练方案管理模块负责执行训练流程，所述自编处方模块为用户提供编辑处方功能，所述病案管理模块提供对用户病案的存储和管理功能，所述显示模块负责显示气压传感模块的检测数据、处方号、训练时间、检测控制模块状态、电量等信息，所述语音提示模块提示患者训练方式和内容，所述充放气控制模块控制所述气泵进行充气，控制所述气阀进行放气，所述设置和功能选择模块提供对所述治疗仪的各种设置和功能选择，所述电量报警模块监测电池电量，并在电量低于设定值时提供报警功能，所述通信模块提供电脑与控制模块间的无线通信功能。
优选的，所述无线通信采用WIFI通信方式。
实施例
一种核心肌力生物反馈治疗系统，由体位调整治疗床、气压传感模块、检测控制模块、触屏电脑等组成。所述气压传感模块与所述检测控制模块存在电连接并作为一个整体安装在所述体位调整治疗床的靠背部位，所述触屏电脑安装在所述治疗床的前部，所述检测控制模块通过WIFI通信方式，实现与所述触屏电脑的通信联络，向电脑传递数据，接收电脑传递的控制指令。
所述治疗床具有前半身体位0-50度调整机构、臀部0-10度调整机构组成。所述气压传感模块由气袋、气管等组成，通过气管将气袋与检测控制模块的传感器连接，检测患者腰部动作对气袋压迫强度，间接反馈核心肌力强度。
所述检测控制模块由主板电路和机壳线路组成。其中主板电路由处理器和WIFI电路、气压检测与控制电路、电源电路等组成。所述处理器和WIFI电路如附图3所示，由ARM处理器(STM32F103RCT6)、WIFI模块(EMW3162-E)、复位电路(SP06)等组成。所述气压检测与控制电路如附图4所示，由气压传感器(PSG010R)、运算放大器(LM348)、三极管(9012、9013)和插座CONTROL(CH2.54-4)等组成。所述主板电源电路如附图5所示，由稳压器(SPX1117_M_3.3)、DC-DC电路(MC34063)、USB电源插座(RS232-USB)、电源开关(DYKG)等组成。所述机壳线路如附图6所示，由气泵(MAP-AM-265)、气阀(JQF-3A/DC3V)、电池(5V充电宝)等组成。
所述触屏电脑包括电脑硬件和运行在其中的训练管理软件，所述硬件为15寸触摸屏一体机，所述训练管理软件包括：专家处方存储管理模块，训练方案管理模块，自编处方模块，病案管理模块，显示模块，语音提示模块，充放气控制模块，设置和功能选择模块，电量报警模块，通信模块等。所述专家处方存储管理模块提供存储和管理专家处方参数的功能，所述训练方案管理模块负责执行训练流程，所述自编处方模块为用户提供编辑处方功能，所述病案管理模块提供对用户病案的存储和管理功能，所述显示模块负责显示气压传感模块的检测数据、处方号、训练时间、检测控制模块状态、电量等信息，所述语音提示模块提示患者训练方式和内容，所述充放气控制模块控制所述气泵进行充气，控制所述气阀进行放气，所述设置和功能选择模块提供对所述治疗仪的各种设置和功能选择，所述电量报警模块监测电池电量，并在电量低于设定值时提供报警功能，所述通信模块提供电脑与控制模块间的无线通信功能。
所述治疗床主要部件的尺寸如表1所示。
表1治疗床主要部件的尺寸
名称内容 床整体 前床身(头背部) 臀部板 后床身(腿部)
项目 长*宽*高 长*宽*高，角度 长*宽*高，角度 长*宽*高
参数(cm) 199*91*(62-107), 99*91*(62-107)，80° 31*91*(62-107)，40° 66*91*(62-107)
所述专家处方存储管理模块存储和管理的专家处方如表2至表12所示。
表2普通处方1
表3普通处方2
表4普通处方3
表5普通处方4
表6普通处方5
表7产前处方
表8产后初期(分娩后1-2周)处方
表9产后中期(分娩后3-4周)处方
表10产后后期(分娩5周后-3个月)处方
表11老年人处方1
表12老年人处方2
所述治疗仪的功能和技术指标如下：
1.工作电压和输入功率：电脑---交流220V±10％、50Hz，120W；
测控盒---电池4.5-6V，2.6VA。
2.工作条件：环境温度5℃～40℃，相对湿度≤80％。
3.充气气压：0-200mmHg，±10％。
4.放气气压：200-0mmHg，误差±10％。
5.漏气：所配传感模块充气40mmHg时漏气不超过5mmHg/2min。
6.耐压力：所配230mm×170mm传感模块和整个管路承受的内部压力不小于200mmHg。
7.计时：0-60分钟，误差±10％。
8.低电压提示：检测盒电池电压低于4.5V时，电脑低电压提示信息。
9.处方功能：自动充气、手动补气、手动放气，计时功能。
10.自编处方功能：根据个人身体状况，设置训练参数。
11.病案管理：记录个人信息和训练处方、病症等信息，并有查询、删除记录等。
12.语音播报：通过语音提示即可进行绷紧和放松训练。
13.语音收听选择：喇叭或耳机。
14.处方：11个专业训练处方(1-11号)；899个自编处方(101-999号)。
15.连续工作时间：不小于4h。
最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种核心肌力生物反馈治疗系统，其特征在于，所述治疗系统，由体位调整治疗床、气压传感模块、检测控制模块、触屏电脑等组成，所述气压传感模块与所述检测控制模块存在电连接并作为一个整体安装在所述体位调整治疗床的靠背部位，所述触屏电脑安装在所述治疗床的前部，所述检测控制模块通过无线通信方式，实现与所述触屏电脑的通信联络，向电脑传递数据，接收电脑传递的控制指令。
2.根据权利要求1所述的一种核心肌力生物反馈治疗系统，其特征在于：所述气压传感模块由气袋、气管等组成，通过气管将气袋与检测控制模块的传感器连接，检测患者腰部动作对气袋压迫强度，间接反馈核心肌力强度。
3.根据权利要求1所述的一种核心肌力生物反馈治疗系统，其特征在于：所述检测控制模块由主板电路和机壳线路组成，所述主板电路由处理器、无线通信电路、气压检测与控制电路、复位电路和电源电路等组成；所述机壳线路由气泵、气阀和电池等组成，所述气泵、气阀与所述气压传感模块相连接，所述电池通过USB数据线与主板电源电路相连接，为主板电路、气泵、气阀等提供电能。
4.根据权利要求1或3所述的一种核心肌力生物反馈治疗系统，其特征在于：所述主板气压检测与控制电路由气压传感器、运算放大器、三极管和插座等组成；所述气压传感模块通过气管连接主板气压检测电路的传感器；所述气压检测电路通过气压传感器、运算放大器将气压强度转换成电压大小送到ARM处理器；所述ARM处理器通过三极管控制气泵充气、气阀放气。
5.根据权利要求1或3所述的一种核心肌力生物反馈治疗系统，其特征在于：所述主板电源电路由稳压器、DC-DC电路、USB电源插座、电源开关等组成。
6.根据权利要求1所述的一种核心肌力生物反馈治疗系统，其特征在于，所述触屏电脑包括电脑硬件和运行在其中的训练管理软件，所述训练管理软件包括：专家处方存储管理模块，训练方案管理模块，自编处方模块，病案管理模块，显示模块，语音提示模块，充放气控制模块，设置和功能选择模块，电量报警模块，通信模块等。
7.根据权利要求1所述的一种核心肌力生物反馈治疗系统，其特征在于：所述无线通信采用WIFI通信方式。
8.根据权利要求1所述的一种核心肌力生物反馈治疗系统，其特征在于：所述治疗床具有前半身体位0-50度调整机构、臀部0-10度调整机构。
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