CN109363672A - 一种核心肌群的智能监测装置及训练监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种核心肌群的智能监测装置，包括腰带和连接在所述腰带上的本体；所述本体包括处理器模块、监测模块和用于采集肌电信号的肌电采集模块；所述监测模块包括用于对腹壁产生推力的推力驱动模块、用于检测推力信号的压力传感器、以及用于检测腹围变化信号的位移传感器；所述处理器模块分别与所述肌电采集模块、所述推力驱动模块、所述压力传感器以及所述位移传感器电连接。本发明实施例提供的核心肌群的智能监测装置能够实现核心肌群的监测，便于用户轻松掌握自身躯干核心的变化。本发明还提供了一种核心肌群的智能监测装置的训练监测方法。

Description

一种核心肌群的智能监测装置及训练监测方法

技术领域

本发明涉及康复医学领域，尤其是涉及一种核心肌群的智能监测装置及训练监测方法。

背景技术

人体的活动为一连续的链状过程，腰椎与腰间关节部位为人体上下区段间的转折点，能够承受人体活动时产生的压力以及转换肢段而产生力量。其中，核心肌群位于人体的枢纽，训练核心肌群能够使得机体在运动中变得更强、更有技术性以及更为敏捷。

腹内压也被称为躯干内压，腹内压的形成，由腹部肌肉、横隔膜和骨盆底肌共同参与收缩，也即核心肌群的收缩；例如机体短促的吹气活动，腹部的肌肉产生反射性的收缩，而此收缩将引起腹部深层压力的升高。肌肉收缩形式主要有两种，分别为等长收缩和等张收缩，等长收缩又分为向心和离心；当肌群发生的是向心收缩时，使整个圆柱的体积减小，腹围减少，造成内部的压力升高；当腹周肌群发生的是等长收缩而膈肌向心收缩，使整个圆柱的体积减小，但腹围不变，内部的压力也会升高。肌肉收缩为脊椎提供各方向的力量并使其稳定，并降低了脊椎间的压力，能够提供良好的支撑力和缓和躯干轴向旋转带来的效应，从而达到脊椎的安全性和稳定性，因此通过监测压力、腹围变化情况来反应核心肌群的工作方式可行。

现有技术中，主要以肌电图分析腹内压产生时躯干肌肉活动的情形，发现腹内压的启动是由一种准备性运动所引起的，此动作是躯干肌群肌肉的共同收缩作用所造成的。腹内压的启动与核心肌群共同收缩对于提供良好的脊椎稳定扮演着很重要的桥梁作用。腹内压的检测方法主要分两大类：直接测量法和间接测量法，直接测量法是通过腹腔穿刺引流管连进行测压，测量值准确，但此方法为有创操作，加之大多数患者腹腔情况复杂，故临床少用。间接测量法即通过测量腹腔内器官的压力间接反映腹腔内压力，包括测量膀胱压、胃内压、上腔静脉压或下腔静脉压、无创测量法、结肠或子宫放置带气囊的管测量囊内压等，临床上最常用的方法为膀胱测量法。但是这两种方法都会对患者身体造成一定量的创口，均需向腹腔或腹腔内器官置入管道，导致增加了患者感染概率。

人体核心稳定运动可以增进运动表现、预防运动伤害以及下背痛患者康复的功能；目前对于运动过程中心率、足底压力、呼吸等都可以实时监测，但对核心肌群的情况进行监测却很少，一旦涉及到体位要求和日常活动中的监测，则更为缺乏。

发明内容

本发明提供了一种核心肌群的智能监测装置及训练监测方法，以实现核心肌群的监测，便于用户轻松掌握自身躯干核心的变化。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种核心肌群的智能监测装置，包括腰带和连接在所述腰带上的本体；

所述本体包括处理器模块、监测模块和用于采集肌电信号的肌电采集模块；

所述监测模块包括用于对腹壁产生推力的推力驱动模块、用于检测推力信号的压力传感器、以及用于检测腹围变化信号的位移传感器；

所述处理器模块分别与所述肌电采集模块、所述推力驱动模块、所述压力传感器以及所述位移传感器电连接。

作为优选方案，所述推力驱动模块包括推力组件和用于驱动所述推力组件对腹壁产生推力的微型电机，所述微型电机的输出端与所述推力组件的驱动端连接，所述微型电机与所述处理器模块电连接。

作为优选方案，所述推力组件包括蜗轮和蜗杆，所述蜗轮连接在所述微型电机的旋转轴上，所述蜗杆与所述蜗轮啮合连接。

作为优选方案，所述本体还包括显示模块，所述显示模块与所述处理器模块电连接。

作为优选方案，所述本体还包括按键操控模块，所述按键操控模块与所述处理器模块电连接。

作为优选方案，所述腰带包括腰带带体和腰带扣，所述腰带扣固定在所述腰带带体的一端上。

作为优选方案，所述核心肌群的智能监测装置还包括卡头，所述卡头安装在所述腰带带体上，所述本体设于所述卡头上。

作为优选方案，所述腰带带体包括第一带体和第二带体，所述腰带带体上设有伸缩调节装置，所述伸缩调节装置包括设于所述第一带体上的多个凸起部、和连接在所述第二带体上的伸缩调节套，所述伸缩调节套上设有卡槽，所述伸缩调节套所述第一带体套设在所述卡槽套内，且所述卡槽与所述凸起部卡扣配合。

作为优选方案，所述腰带带体的材质为弹性材料。

作为优选方案，所述本体还包括微型充电模块和数据链接模块，所述微型充电模块、所述数据链接模块分别与所述处理器模块电连接。

另一方面，本发明还提供了一种核心肌群的智能监测装置的训练监测方法，适用于如上述的核心肌群的智能监测装置，所述训练监测方法由所述处理器模块执行，包括：

通过所述位移传感器实时检测当前的腹围测量值，通过所述压力传感器实时检测所述推力驱动模块对腹壁产生的当前的压力测量值；

在吸气模式运行时，判断所述当前的腹围测量值是否大于或等于预设的腹围测量值，且所述当前的压力测量值是否小于预设的压力测量值；

当所述当前的腹围测量值大于或等于预设的腹围测量值，且所述当前的压力测量值小于预设的压力测量值时，判定机体吸气反常；

在呼气模式运行时，判断所述当前的腹围测量值是否小于或等于预设的腹围测量值，且所述当前的压力测量值是否大于预设的压力测量值；

当所述当前的腹围测量值小于或等于预设的腹围测量值，且所述当前的压力测量值大于预设的压力测量值时，判定机体呼气反常；

其中，所述预设的腹围测量值为用户穿戴所述核心肌群的智能监测装置时检测到的腹围测量值的初始值或用户设定的腹围测量值的目标值；所述预设的压力测量值为用户穿戴所述核心肌群的智能监测装置时检测到的压力测量值的初始值或用户设定的压力测量值的目标值。

相比于现有技术，本发明实施例具有如下有益效果：

通过所述腰带将所述本体固定在人体的腰腹部位，实现所述智能监测装置的可穿戴功能，以利于所述本体进行核心肌群的监测。通过所述肌电采集模块采集腹横肌肌电活动信号；由于所述腰带会随着人体腹部运动而产生拉伸收缩变化，从而使得所述位移传感器通过所述腰带的位移变化检测到人体腹部运动时腰围变化情况；所述推力驱动模块用于对人体腹壁产生推力，所述压力传感器用于检测推力信号，通过得到外部腹压的方式反映人体腹内压情况；这样，所述智能监测装置能够通过无创实时检测腹围和腹壁张力情况，从而反映人体腹内压情况，以此推断人体整个核心肌群功能情况，进而实现核心肌群的监测，便于用户轻松掌握自身躯干核心的变化。

附图说明

图1是本发明实施例中的核心肌群的智能监测装置的结构示意图；

图2是本发明实施例中的本体的爆炸图；

图3是本发明实施例中的核心肌群的智能监测装置的电路结构图；

图4是本发明实施例中的核心肌群的智能监测装置的原理图；

图5是核心肌群的工作模式图；

图6是核心肌群的工作模式记录示意图；

其中，说明书附图中的附图标记如下：

1、处理器模块；2、监测模块；21、压力传感器；22、位移传感器；23、微型电机；3、肌电采集模块；4、显示模块；5、按键操控模块；6、卡头；7、腰带；71、腰带扣；72、凸起部；73、伸缩调节套；8、微型充电模块；9、数据链接模块；10、微型低频电刺激模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参见图1，本发明优选实施例提供了一种核心肌群的智能监测装置，包括腰带7和连接在所述腰带7上的本体；

所述本体包括处理器模块1、监测模块2和用于采集肌电信号的肌电采集模块3；

所述监测模块2包括用于对腹壁产生推力的推力驱动模块、用于检测推力信号的压力传感器21、以及用于检测腹围变化信号的位移传感器22；

所述处理器模块1分别与所述肌电采集模块3、所述推力驱动模块、所述压力传感器21以及所述位移传感器22电连接。

在本实施例中，通过所述腰带7将所述本体固定在人体的腰腹部位，实现所述智能监测装置的可穿戴功能，以利于所述本体进行核心肌群的监测。通过所述肌电采集模块3采集腹横肌肌电活动信号；由于所述腰带7会随着人体腹部运动而产生拉伸收缩变化，从而使得所述位移传感器22通过所述腰带7的位移变化检测到人体腹部运动时腰围变化情况；所述推力驱动模块用于对人体腹壁产生推力，所述压力传感器21用于检测推力信号，通过得到外部腹压的方式反映人体腹内压情况；这样，所述智能监测装置能够通过无创实时检测腹围和腹壁张力情况，从而反映人体腹内压情况，以此推断人体整个核心肌群功能情况，进而实现核心肌群的监测，便于用户轻松掌握自身躯干核心的变化。

可以理解的是，在本实施例中，所述腰带带体的材质为弹性材料。优选地，所述腰带7材料由具有回弹功能的记忆材料构成，从而便于用户佩戴在腰腹部位，且便于适应腹部运动而进行收缩变化，有利于所述位移传感器22检测到所述腰带7的位移变化信号。

在本发明实施例中，应当说明的是，所述本体还包括微型低频电刺激模块10，所述微型低频电刺激模块10与所述处理器模块1电连接，从而在直接训练时通过所述微型低频电刺激模块10引导人体腹横肌收缩，辅助提前激活腹横肌作用，但不局限于此。

其中，所述监测模块2的检测位点应当位于耻骨联合上方5cm为最佳，所述肌电采集模块3应当位于所述监测模块2的左或右侧5cm为最佳。

在本发明实施例中，所述推力驱动模块包括推力组件和用于驱动所述推力组件对腹壁产生推力的微型电机23，所述微型电机23的输出端与所述推力组件的驱动端连接，所述微型电机23与所述处理器模块1电连接；优选地，所述推力组件包括蜗轮和蜗杆，所述蜗轮连接在所述微型电机23的旋转轴上，所述蜗杆与所述蜗轮啮合连接。

其中，所述微型电机23配合所述推力组件能够提供1cm的线性位移，当采用蜗轮蜗杆机械组件套时，所述微型电机23产生的旋转运动转换成线性运动，从而所述压力传感器21内管记录人体腹壁1cm线性位移的时电机对腹壁的压力，以此得到外部腹压进而反映其腹内压。

在本发明实施例中，所述本体还包括显示模块4，所述显示模块4与所述处理器模块1电连接。

在本实施例中，所述处理器模块1将所检测到的腹内压和采集到肌电活动信号进行信号处理，最后通过所述显示模块4进行显示。

在本发明实施例中，所述本体还包括按键操控模块5，所述按键操控模块5与所述处理器模块1电连接。

在本发明实施例中，所述腰带7包括腰带带体和腰带扣71，所述腰带扣71固定在所述腰带带体的一端上。

在本发明实施例中，所述核心肌群的智能监测装置还包括卡头6，所述卡头6安装在所述腰带带体上，所述本体设于所述卡头6上。

作为进一步地，所述腰带带体包括第一带体和第二带体，所述腰带带体上设有伸缩调节装置，所述伸缩调节装置包括设于所述第一带体上的多个凸起部72、和连接在所述第二带体上的伸缩调节套73，所述伸缩调节套73上设有卡槽，所述伸缩调节套73所述第一带体套设在所述卡槽套内，且所述卡槽与所述凸起部72卡扣配合。

在本实施例中，需要说明的是，所述伸缩调节装置位于所述卡头6和所述腰带7之间的连接部位上，可以根据不同腹围需求调节长度，所述伸缩调节装置在不使用时，保持所述腰带7的初始长度，且能够使得所述卡头6的中心始终位于两侧髂前上棘连线的中点处。

其中，所述位移传感器22设于所述卡头6与所述伸缩调节装置之间，能检测到两者之间的移动位移信号，从而记录腹部运动时腹围变化情况，可以复位和调整检测位移的零点，让不同监测者或者同一个监测者在不同情况下都能适合使用。

请参见图3，在本发明实施例中，所述本体还包括微型充电模块8和数据链接模块9，所述微型充电模块8、所述数据链接模块9分别与所述处理器模块1电连接。

在本实施例中，所述微型充电模块8、所述数据链接模块9均设于所述卡头6内，所述微型充电模块8为所述微型电机23、所述处理器模块1提供电源，所述处理器模块1通过所述数据链接模块9将数据同步传输到云端或互联网平台，作为优选地，所述数据链接模块9包括、但不限于WiFi模块、蓝牙模块、ZigBee模块等等。

请参见图4，在本发明中，所述核心肌群的智能监测装置的工作原理是：

通过所述腰带7将所述本体固定在人体的腰腹部位，实现所述智能监测装置的可穿戴功能，以利于所述本体进行核心肌群的监测，同时通过腹横肌肌电活动采集，提示腹内压变化是否由于核心肌群收缩产生。

通过所述肌电采集模块3采集腹横肌肌电活动信号；由于所述腰带7会随着人体腹部运动而产生拉伸收缩变化，从而使得所述位移传感器22通过所述腰带7的位移变化检测到人体腹部运动时腰围变化情况。

所述推力驱动模块用于对人体腹壁产生推力，所述压力传感器21用于检测推力信号，通过得到外部腹压的方式反映人体腹内压情况。

所述处理器模块1将所采集到的腹内压情况、腹围变化情况、腹壁张力情况等生理性变化信号转换成数据和波形，并通过所述数据链接模块9将数据同步传输到云端、互联网平台或手机客户端。

这样，所述智能监测装置能够通过无创实时检测腹围和腹壁张力情况，从而反映人体腹内压情况，以此推断人体整个核心肌群功能情况，进而实现核心肌群的监测，便于用户轻松掌握自身躯干核心的变化。

另外，本发明还提供了一种核心肌群的智能监测装置的训练监测方法，适用于如上述的核心肌群的智能监测装置，所述训练监测方法由所述处理器模块执行，包括：

通过所述位移传感器实时检测当前的腹围测量值，通过所述压力传感器实时检测所述推力驱动模块对腹壁产生的当前的压力测量值；

在吸气模式运行时，判断所述当前的腹围测量值是否大于或等于预设的腹围测量值，且所述当前的压力测量值是否小于预设的压力测量值；

当所述当前的腹围测量值大于或等于预设的腹围测量值，且所述当前的压力测量值小于预设的压力测量值时，判定机体吸气反常；

在呼气模式运行时，判断所述当前的腹围测量值是否小于或等于预设的腹围测量值，且所述当前的压力测量值是否大于预设的压力测量值；

当所述当前的腹围测量值小于或等于预设的腹围测量值，且所述当前的压力测量值大于预设的压力测量值时，判定机体呼气反常；

其中，所述预设的腹围测量值为用户穿戴所述核心肌群的智能监测装置时检测到的腹围测量值的初始值或用户设定的腹围测量值的目标值；所述预设的压力测量值为用户穿戴所述核心肌群的智能监测装置时检测到的压力测量值的初始值或用户设定的压力测量值的目标值。

在本发明中，压力以及腹围的相关变化将产生九种核心肌群工作模式，每一种模式都有其临床意义；

通过无创智能监测核心肌群目前的工作模式，在对比以及结合临床实际情况，建议使用者在日常生活中使用其中的一两种推荐模式，训练时候或者日常活动中监测使用者压力、腹围的变化以及模式之间的切换；

根据所述智能监测装置监测到的数据，反馈成九种核心肌群工作模式，具体如下：

①腹围不变、压力不变

②腹围不变、压力增大

③腹围不变、压力减少

④腹围增大、压力不变

⑤腹围增大、压力增大

⑥腹围增大、压力减少

⑦腹围减少、压力不变

⑧腹围减少、压力增大

⑨腹围减少、压力减少

结合吸气、屏气、呼气变化时，将产生如图5所示的27种变化情况。示例性的，以腹围不变或者减少为主的工作模式，出现增大就为反常模式；当吸气时，则以腹围不变或增大的工作模式，出现压力减少则为反常模式

本发明通过监测模块监测到核心肌群的工作模式，训练时候将结合临床实际情况，向用户推荐一两种合理的模式结合呼吸控制进行训练和日常活动反馈监测；比如：

以吸气时腹围不变、压力增大；呼气时腹围减少、压力增大的推荐模式进行训练，结合主动呼吸控制，记录吸气维持、屏气和呼气维持的维持时间、腹围、压力、肌电信号等参数，肌电信号将反映腹横肌的工作状态。

本装置通过无创形式实时检测腹围和腹壁张力情况，进而反映腹内压情况，以此推断人体整个核心肌群功能情况；同时监测腹横肌肌电活动采集，提示腹内压变化是否由于核心肌群收缩产生的；并将这种生理性变化它转换成数据和波形，同步到互联网、手机客户端；另外，压力以及腹围的相关变化产生九种核心肌群工作模式，每一种模式都有其临床意义；通过无创智能监测人体目前模式，在对比以及结合临床实际情况，建议使用者在日常生活中使用其中的一两种推荐模式。

请参见图6，在训练方面时，其一是在模式监测引导下，结合意识性以及非意识性的呼吸控制进行训练以及维持，首先通过意识性呼吸控制，逐渐衍化成不需要意识控制的非意识性呼吸控制；其二是通过结合患者的肌电生物反馈提示腹肌主动收缩去自主练习；其三是通过数据共享形式与第三方对接起来，在手机端、电脑端也能掌握其数据变化情况，增加家庭医生、康复治疗师对使用者训练、运动情况的分析和管理掌握；

可以理解的是，所述智能监测装置的特点是无创检测，且能够实时反馈，通过所述腰带7能够便捷地穿戴在人体身上，且容易携带；通过腹内压间接了解核心肌群的情况，也能让使用者轻易掌握自身躯干核心的变化，该装置易穿戴、智能、使用方便、灵活性高。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种核心肌群的智能监测装置，其特征在于，包括腰带和连接在所述腰带上的本体；

所述本体包括处理器模块、监测模块和用于采集肌电信号的肌电采集模块；

所述监测模块包括用于对腹壁产生推力的推力驱动模块、用于检测推力信号的压力传感器、以及用于检测腹围变化信号的位移传感器；

所述处理器模块分别与所述肌电采集模块、所述推力驱动模块、所述压力传感器以及所述位移传感器电连接。

2.如权利要求1所述的核心肌群的智能监测装置，其特征在于，所述推力驱动模块包括推力组件和用于驱动所述推力组件对腹壁产生推力的微型电机，所述微型电机的输出端与所述推力组件的驱动端连接，所述微型电机与所述处理器模块电连接。

3.如权利要求2所述的核心肌群的智能监测装置，其特征在于，所述推力组件包括蜗轮和蜗杆，所述蜗轮连接在所述微型电机的旋转轴上，所述蜗杆与所述蜗轮啮合连接。

4.如权利要求1所述的核心肌群的智能监测装置，其特征在于，所述本体还包括显示模块，所述显示模块与所述处理器模块电连接。

5.如权利要求1所述的核心肌群的智能监测装置，其特征在于，所述本体还包括按键操控模块，所述按键操控模块与所述处理器模块电连接。

6.如权利要求1所述的核心肌群的智能监测装置，其特征在于，所述腰带包括腰带带体和腰带扣，所述腰带扣固定在所述腰带带体的一端上。

7.如权利要求6所述的核心肌群的智能监测装置，其特征在于，所述核心肌群的智能监测装置还包括卡头，所述卡头安装在所述腰带带体上，所述本体设于所述卡头上。

8.如权利要求6所述的核心肌群的智能监测装置，其特征在于，所述腰带带体包括第一带体和第二带体，所述腰带带体上设有伸缩调节装置，所述伸缩调节装置包括设于所述第一带体上的多个凸起部、和连接在所述第二带体上的伸缩调节套，所述伸缩调节套上设有卡槽，所述伸缩调节套所述第一带体套设在所述卡槽套内，且所述卡槽与所述凸起部卡扣配合。

9.如权利要求1所述的核心肌群的智能监测装置，其特征在于，所述本体还包括微型充电模块和数据链接模块，所述微型充电模块、所述数据链接模块分别与所述处理器模块电连接。

10.一种核心肌群的智能监测装置的训练监测方法，适用于如权利要求1～9任一项所述的核心肌群的智能监测装置，所述训练监测方法由所述处理器模块执行，包括：

通过所述位移传感器实时检测当前的腹围测量值，通过所述压力传感器实时检测所述推力驱动模块对腹壁产生的当前的压力测量值；

在吸气模式运行时，判断所述当前的腹围测量值是否大于或等于预设的腹围测量值，且所述当前的压力测量值是否小于预设的压力测量值；

当所述当前的腹围测量值大于或等于预设的腹围测量值，且所述当前的压力测量值小于预设的压力测量值时，判定机体吸气反常；

在呼气模式运行时，判断所述当前的腹围测量值是否小于或等于预设的腹围测量值，且所述当前的压力测量值是否大于预设的压力测量值；

当所述当前的腹围测量值小于或等于预设的腹围测量值，且所述当前的压力测量值大于预设的压力测量值时，判定机体呼气反常；

其中，所述预设的腹围测量值为用户穿戴所述核心肌群的智能监测装置时检测到的腹围测量值的初始值或用户设定的腹围测量值的目标值；所述预设的压力测量值为用户穿戴所述核心肌群的智能监测装置时检测到的压力测量值的初始值或用户设定的压力测量值的目标值。