CN109806046A - 腿型矫正装置、设备、系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种腿型矫正装置、设备、系统及方法。该装置的一具体实施方式包括：包括处理器、压力装置和至少一个肌音信号传感器；肌音信号传感器用于感测用户腿部的肌音信号；压力装置用于对用户腿部产生压力；处理器被配置为根据用户脚底的压力信号和用户腿部的肌音信号获取用户腿型数据，并根据用户腿型数据控制压力装置对用户腿部产生的压力，以进行腿型矫正。该实施方式可准确获取用户腿型数据并据其自动进行腿型矫正。

Description

腿型矫正装置、设备、系统及方法

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域。更具体地，涉及一种腿型矫正装置、设备、系统及方法。

背景技术

腿部变形主要包括X型腿和O型腿。X型腿，医学上成为“膝外翻”，以两下肢自然伸直或站立时，两膝能相碰，两足内踝分离而不能靠拢为主要表现的畸形疾病。它是由于先天遗传，后天营养不良，幼儿时期坐、走姿势不正确所引起的，造成股骨内收、内旋和股骨外展、外旋所形成的一种骨关节异常现象。O型腿，医学上成为“膝内翻”，指两下肢自然伸直或站立时，两足内踝能相碰而两膝不能靠拢的畸形疾病，会导致身体重量过多集中于膝关节内侧关节面上，导致膝关节内侧软骨面磨损，容易引发关节炎，甚至关节痛，影响正常行走。

目前，对于X型腿及O型腿的主要矫正方式是通过手术或者夹板/矫正带固定矫形。其中，手术矫正的方式是通过矫正关节移位来治疗，通过松弛膝关节内侧副韧带，恢复膝关节内外侧的稳定结构，从而使胫骨外旋，可以马上恢复正常的肢体力线及外观，达到矫正目标，但风险较大；夹板/矫正带固定矫形的方式简单易行，通过夹板/矫正带产生的压力使膝关节处的韧带进行调整，优点是不需要手术，容易操作，缺点是需要长期坚持，而且夹板和矫正带容易对膝关节部位的血管、神经造成损伤，严重的情况下可能会造成神经坏死。这两种矫正方式在矫正过程中均会使得使用者行动受限，且在行动过程中有痛苦感，其中夹板/矫正带固定矫形的方式还存在不能自适应调整施加的压力，使得矫正效果无法保证的问题。

因此，需要提供一种新的腿型矫正装置、设备、系统及方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种腿型矫正装置、设备、系统及方法，以解决现有技术存在的问题中的至少一个。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

本发明第一方面提供了一种腿型矫正装置，包括处理器、压力装置和至少一个肌音信号传感器；

所述肌音信号传感器用于感测用户腿部的肌音信号；

所述压力装置用于对用户腿部产生压力；

所述处理器被配置为根据用户脚底的压力信号和所述肌音信号获取用户腿型数据，并根据所述用户腿型数据控制所述压力装置对用户腿部产生的压力，以进行腿型矫正。

本发明第一方面提供的腿型矫正装置，可根据用户脚底的压力信号及用户腿部的肌音信号准确获取用户腿型数据，进而通过压力装置自动进行腿型矫正。其中，用户腿型数据包括腿部是否变形及变形的程度等。

可选地，该腿型矫正装置包括分别用于感测用户双腿的大腿部及小腿部不同位置的肌音信号的多个肌音信号传感器。

采用此可选方式，扩充了获取用户腿型数据时所依据的数据维度，可进一步提升获取的用户腿型数据的准确性。

可选地，所述压力装置包括进排气电机和气囊，所述处理器被配置根据所述用户腿型数据控制所述进排气电机使所述气囊充放气，以控制所述气囊对用户腿部产生的压力。

采用此可选方式，可保证压力装置在处理器的控制下对用户腿部产生压力的准确性，且可提升用户使用时的舒适性。

可选地，所述气囊包括对应于用户双腿的大腿部的第一气囊及对应于用户双腿的小腿部的第二气囊。

采用此可选方式，可进一步保证腿型矫正的效果，缩短矫正的治疗周期。

可选地，该腿型矫正装置还包括腰带、用于固定第一气囊的第一绑带、用于固定第二气囊的第二绑带、用于连接所述腰带与所述第一绑带的第一连接带和用于连接所述第一绑带与所述第二绑带的第二连接带。

采用此可选方式，易于腿型矫正装置的穿戴固定，能够有效避免第一绑带和第二绑带滑落，且可减弱在日常生活中穿戴腿型矫正装置对美观的影响。

可选地，所述腰带、第一绑带和第二绑带分别为弹性布带，所述第一连接带和所述第二连接带分别为长度可调的连接带。

采用此可选方式，便于用户穿戴及调整腿型矫正装置，并且能够使第一绑带和第二绑带分别收紧绑定在用户双腿的大腿部和小腿部，不会因腿部肌肉的舒展而胀裂，适合腿型矫正装置在日常生活中的使用。

可选地，该腿型矫正装置还包括用于存储压力信号和肌音信号与腿型的对应关系数据的存储器，所述处理器被配置为将所述用户脚底的压力信号和所述肌音信号传感器感测得到的肌音信号与所述对应关系数据进行匹配与所述对应关系数据进行匹配，以获取用户腿型数据。

采用此可选方式，可进一步保证处理器精确快速地获取用户腿型数据。

可选地，该腿型矫正装置还包括用于对所述用户脚底的压力信号和所述肌音信号传感器感测得到的肌音信号进行去噪和放大的前置调理电路，及用于将所述去噪和放大后的压力信号和肌音信号转换为数字信号并输入所述处理器的采集卡。

采用此可选方式，可进一步保证处理器获取用户腿型数据的准确性。

可选地，该腿型矫正装置还包括无线传输装置，所述处理器还被配置为通过所述无线传输装置，将所述用户腿型数据发送至终端设备和/或接收所述终端设备发送的指令并根据所述指令控制所述压力装置对用户腿部产生的压力。

采用此可选方式，一方面便于用户了解自身的腿型，另一方面便于用户主动调节压力装置对用户腿部产生的压力，用户可根据自身情况调整被施加的压力，也有利于提升用户使用时的舒适性。

本发明第二方面提供了一种腿型矫正设备，包括本发明第一方面提供的腿型矫正装置和至少一个用于感测用户脚底的压力信号的压力传感器。

可选地，该设备包括分别用于感测用户双脚的脚底不同位置的压力信号的多个压力传感器。

采用此可选方式，扩充了获取用户腿型数据时所依据的数据维度，可进一步提升获取的用户腿型数据的准确性。

本发明第三方面提供了一种腿型矫正系统，包括本发明第一方面提供的腿型矫正装置和终端设备。

可选地，该腿型矫正系统还包括用于存储压力信号和肌音信号与腿型的对应关系数据的服务器，所述处理器还被配置为通过所述无线传输装置接收所述服务器发送的所述对应关系数据，将所述用户脚底的压力信号和所述肌音信号传感器感测得到的肌音信号与所述对应关系数据进行匹配，以获取用户腿型数据。

采用此可选方式，可进一步保证处理器精确快速地获取用户腿型数据。

本发明第四方面提供了一种基于本发明第一方面提供的装置的腿型矫正方法，包括：

获取用户脚底的压力信号和用户腿部的肌音信号；

根据所述压力信号和所述肌音信号获取用户腿型数据；

根据所述用户腿型数据向用户腿部产生压力，以进行腿型矫正。

本发明的有益效果如下：

本发明所述技术方案可根据用户脚底的压力信号及用户腿部的肌音信号准确获取用户腿型数据，进而通过压力装置自动进行腿型矫正。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明；

图1示出本发明实施例提供的腿型矫正设备的结构框图。

图2示出腿型矫正装置的结构示意图。

图3示出设置有压力传感器的鞋垫的示意图。

图4示出本发明实施例提供的腿型矫正方法的流程图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

如图1和图2所示，本发明的一个实施例提供了一种腿型矫正设备，包括腿型矫正装置和至少一个压力传感器300，腿型矫正装置包括处理器100、压力装置400和至少一个肌音信号传感器200。

肌音信号传感器200用于感测用户腿部的肌音信号；

压力传感器300用于感测用户脚底的压力信号；

压力装置400用于对用户腿部产生压力；

处理器100被配置为根据压力信号和肌音信号获取用户腿型数据，并根据用户腿型数据控制压力装置400对用户腿部产生的压力，以进行腿型矫正。

本实施例提供的腿型矫正设备，可根据感测得到的用户脚底的压力信号和用户腿部的肌音信号准确获取用户腿型数据，进而通过压力装置400自动进行腿型矫正。其中，用户腿型数据包括腿部是否变形及变形的程度等。与肌电信号相比，肌音信号传感器200感测的肌音信号是肌肉发出的一种“声音”，感测肌肉声音信号最终可以理解为感测肌肉的微震动信号，在肌肉收缩疲劳时仍有较高的准确率。另外基于肌音信号的传播特性，肌音信号传感器200不需要固定在特定的位置，而且可以在运动肌肉的末梢感测到，受体表阻抗和外电场的影响较小。

在一个具体示例中，肌音信号传感器200可采用压电加速度传感器。另外，肌音信号传感器200与肌电传感器相比，除了在布设位置上具有便利性，成本也更低。结合肌音信号传感器200感测得到的用户腿部的肌音信号和压力传感器300感测得到的用户脚底的压力信号，处理器100可准确地获取用户腿型数据。在一个具体示例中，处理器100为微处理器，例如单片机等。

在本实施例的一些可选的实现方式中，该腿型矫正设备包括分别用于感测用户双腿的大腿部及小腿部不同位置的肌音信号的多个肌音信号传感器200，和分别用于感测用户双脚的脚底不同位置的压力信号的多个压力传感器300。

在一个具体示例中，如图2所示，用户左腿的大腿部、左腿的小腿部、右腿的大腿部、右腿的小腿部位置分别设置有一个肌音信号传感器200，以分别感测用户左腿的大腿部、左腿的小腿部、右腿的大腿部、右腿的小腿部的肌电信号。

在一个具体示例中，如图3所示，多个压力传感器300设置在鞋垫中，该鞋垫优选采用高密度泡棉用以增强承载力和减震效果，多个压力传感器300通过感测鞋垫上的不同位置的压力信号，感测得到用户脚底不同位置的压力信号，处理器100可据其得到用户脚底的压力分布情况。

采用此实现方式，扩充了获取用户腿型数据时所依据的数据维度，可进一步提升获取的用户腿型数据的准确性。

在本实施例的一些可选的实现方式中，压力装置400包括进排气电机401和气囊，处理器100被配置根据用户腿型数据控制进排气电机401使气囊充放气，以控制气囊对用户腿部产生的压力。

采用此实现方式，可保证压力装置400在处理器100的控制下对用户腿部产生压力的准确性，且可提升用户使用时的舒适性。

进一步，压力装置400还包括在进排气电机401与气囊之间设置的电磁阀(图中未示出)，电磁阀与处理器100连接，用于辅助控制气囊的施加的压力。

在本实施例的一些可选的实现方式中，气囊包括对应于用户双腿的大腿部的第一气囊402及对应于用户双腿的小腿部的第二气囊403。在一个具体示例中，如图2所示，用户左腿的大腿部和右腿的大腿部位置分别设置有一个第一气囊402，左腿的小腿部和右腿的小腿部位置分别设置有一个第二气囊403，以分别实现对用户左腿的大腿部、右腿的大腿部、左腿的小腿部、和右腿的小腿部产生受处理器100控制的压力。

采用此实现方式，可进一步保证腿型矫正的效果，缩短矫正的治疗周期。

在本实施例的一些可选的实现方式中，该腿型矫正装置还包括腰带501、用于固定第一气囊402的第一绑带502、用于固定第二气囊403的第二绑带503、用于连接腰带501与第一绑带502的第一连接带504和用于连接第一绑带502与第二绑带503的第二连接带505。

在一个具体示例中，多个肌音信号传感器200分别布设在相应的第一绑带502和第二绑带503的内侧。处理器100和进排气电机401布设在腰带501中。

采用此实现方式，易于腿型矫正装置的穿戴固定，能够有效避免第一绑带502和第二绑带503滑落，且可减弱在日常生活中穿戴腿型矫正装置对美观的影响。在实际使用时，用户在穿戴腿型矫正装置时可先由腰带501套入双腿，再分别将双腿套入左/右第一绑带502和左/右第二绑带503。

在本实施例的一些可选的实现方式中，腰带501、第一绑带502和第二绑带503分别为弹性布带。为了适应不同腿长的用户的需求，第一连接带504和第二连接带505分别为长度可调的连接带。

采用此实现方式，便于用户穿戴及调整腿型矫正装置，并且能够使第一绑带502和第二绑带503分别收紧绑定在用户双腿的大腿部和小腿部，不会因腿部肌肉的舒展而胀裂，适合腿型矫正装置在日常生活中的使用。另外，第一连接带504和第二连接带505中分别设置有作为气体流动通道的气管(图中未示出)。

在本实施例的一些可选的实现方式中，该腿型矫正装置还包括用于对压力传感器300感测得到的压力信号及肌音信号传感器200感测得到的肌音信号进行去噪和放大的前置调理电路(图中未示出)，及用于将去噪和放大后的压力信号和肌音信号转换为数字信号并输入处理器100的采集卡(图中未示出)。

采用此实现方式，可进一步保证处理器100获取用户腿型数据的准确性。其中，前置调理电路应满足以下指标：高输入阻抗、高共模抑制比、低噪声、低漂移、非线性度小以及合适的频带和动态范围。由于采用了采集卡，处理器100可为数字信号处理器(DSP)。

在本实施例的一些可选的实现方式中，该腿型矫正装置还包括用于存储压力信号和肌音信号与腿型的对应关系数据的存储器(图中未示出)。

在一个具体示例中，可以通过预先采集很多具有不同程度变形腿型的用户的数据，例如包括他们在站立、行走、跑步、蹲坐等时候腿部肌肉变化信号以及脚底的压力(包括腿部不同部位受力的分布图)，然后形成一个数据库，存储于该存储器中。当用户使用该腿型矫正设备时，处理器100对压力传感器300感测得到的压力信号和肌音信号传感器200感测得到的肌音信号进行处理，使用例如信号数据匹配算法将其与存储器中存储的数据库中的对应关系数据进行匹配，以获取用户腿部数据(包括是否变形和变形程度等)。

采用此实现方式，可进一步保证处理器100精确快速地获取用户腿型数据。

在本实施例的一些可选的实现方式中，该腿型矫正装置还包括无线传输装置600，处理器100还被配置为通过无线传输装置600，将用户腿型数据发送至终端设备和/或接收终端设备发送的指令并根据该指令控制压力装置400对用户腿部产生的压力。

采用此实现方式，一方面便于用户了解自身的腿型，另一方面便于用户主动调节压力装置400对用户腿部产生的压力，用户可根据自身情况调整被施加的压力，也有利于提升用户使用时的舒适性。

在一个具体示例中，前述数据库可以存储于服务器中。处理器100还被配置为通过无线传输装置600，将压力传感器300感测得到的压力信号和肌音信号传感器200感测得到的肌音信号直接上传到服务器上进行比对，从而生成用户腿部数据。其中，该服务器优选采用云服务器。

进一步，处理器100还被配置为通过无线传输装置600将用户腿型数据发送至服务器，从而形成恢复曲线图。之后云服务器将用户腿型数据和恢复曲线图发送至用户的终端设备(例如手机)供用户查看。

在腿型矫正装置包括存储器的示例中，该恢复曲线图也可由处理器100生成，并发送至终端设备供用户查看。

用户可以通过手机APP查看自己的腿型数据以及恢复程度，并发送指令以控制压力装置对用户腿部产生的压力，例如自主控制气囊的开启和关闭。

无线传输装置600例如为蓝牙装置、Zigbee装置或WIFI装置。

另外，一方面，如图1所示，处理器100与进排气电机401之间、处理器100与肌音信号传感器200之间及处理器100与压力传感器300之间的信号传输分别可通过无线传输装置600进行。另一方面，处理器100与进排气电机401之间、处理器100与肌音信号传感器200之间及处理器100与压力传感器300之间的信号传输也可通过布设在腰带501、第一连接带504、第一绑带502、第二连接带505及第一绑带502中的传输线(图中未示出)进行。

如图4所示，本发明的另一个实施例提供了一种基于上述腿型矫正设备的腿型矫正方法，包括：

获取用户脚底的压力信号和用户腿部的肌音信号；

根据压力信号和肌音信号获取用户腿型数据；

根据用户腿型数据向用户腿部产生压力，以进行腿型矫正。

需要说明的是，本实施例提供的腿型矫正方法与上述腿型矫正设备的原理及工作流程相似，相关之处可以参照上述说明，在此不再赘述。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

还需要说明的是，在本发明的描述中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于本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，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案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列。

Claims (14)

1.一种腿型矫正装置，其特征在于，包括处理器、压力装置和至少一个肌音信号传感器；

所述肌音信号传感器用于感测用户腿部的肌音信号；

所述压力装置用于对用户腿部产生压力；

所述处理器被配置为根据用户脚底的压力信号和所述肌音信号获取用户腿型数据，并根据所述用户腿型数据控制所述压力装置对用户腿部产生的压力，以进行腿型矫正。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，该腿型矫正装置包括分别用于感测用户双腿的大腿部及小腿部不同位置的肌音信号的多个肌音信号传感器。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述压力装置包括进排气电机和气囊，所述处理器被配置根据所述用户腿型数据控制所述进排气电机使所述气囊充放气，以控制所述气囊对用户腿部产生的压力。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述气囊包括对应于用户双腿的大腿部的第一气囊及对应于用户双腿的小腿部的第二气囊。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，该腿型矫正装置还包括腰带、用于固定第一气囊的第一绑带、用于固定第二气囊的第二绑带、用于连接所述腰带与所述第一绑带的第一连接带和用于连接所述第一绑带与所述第二绑带的第二连接带。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述腰带、第一绑带和第二绑带分别为弹性布带，所述第一连接带和所述第二连接带分别为长度可调的连接带。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，该腿型矫正装置还包括用于存储压力信号和肌音信号与腿型的对应关系数据的存储器，所述处理器被配置为将所述用户脚底的压力信号和所述肌音信号传感器感测得到的肌音信号与所述对应关系数据进行匹配与所述对应关系数据进行匹配，以获取用户腿型数据。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，该腿型矫正装置还包括用于对所述用户脚底的压力信号和所述肌音信号传感器感测得到的肌音信号进行去噪和放大的前置调理电路，及用于将所述去噪和放大后的压力信号和肌音信号转换为数字信号并输入所述处理器的采集卡。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，该腿型矫正装置还包括无线传输装置，所述处理器还被配置为通过所述无线传输装置，将所述用户腿型数据发送至终端设备和/或接收所述终端设备发送的指令并根据所述指令控制所述压力装置对用户腿部产生的压力。

10.一种腿型矫正设备，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述的腿型矫正装置和至少一个用于感测用户脚底的压力信号的压力传感器。

11.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，该设备包括分别用于感测用户双脚的脚底不同位置的压力信号的多个压力传感器。

12.一种腿型矫正系统，其特征在于，包括如权利要求9所述的腿型矫正装置和终端设备。

13.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，该腿型矫正系统还包括用于存储压力信号和肌音信号与腿型的对应关系数据的服务器，所述处理器还被配置为通过所述无线传输装置接收所述服务器发送的所述对应关系数据，将所述用户脚底的压力信号和所述肌音信号传感器感测得到的肌音信号与所述对应关系数据进行匹配，以获取用户腿型数据。

14.一种基于权利要求1-9中任一项所述装置的腿型矫正方法，其特征在于，包括：

获取用户脚底的压力信号和用户腿部的肌音信号；

根据所述压力信号和所述肌音信号获取用户腿型数据；

根据所述用户腿型数据向用户腿部产生压力，以进行腿型矫正。