CN114569983A - 一种便携式生物反馈自适应凯格尔训练康复装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种便携式生物反馈自适应凯格尔训练康复装置，包括充气球囊、压力检测单元、充气单元、压力保护单元、加热单元、显示单元和控制单元；充气球囊内设有加热模块，加热模块与加热单元连接，充气球囊与压力检测单元、充气单元、压力保护单元均连接，充气单元、加热单元、压力检测单元和显示单元均与控制单元连接控制单元通过充气单元向充气球囊内充气，压力检测单元实时监测球囊内压力，在充气球囊内压力达到第一预设值时停止向充气球囊内充气，可进行凯格尔训练，当充气球囊内的压力达到第二预设值时压力保护单元泄放充气球囊内的气体，显示单元用于显示凯格尔训练时充气球囊内的实时压力值。本发明具有反馈、直观展示且易携带的优点。

Description

一种便携式生物反馈自适应凯格尔训练康复装置
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，更具体地说，特别涉及一种便携式生物反馈自适应凯格尔训练康复装置。
背景技术
凯格尔运动，又称为骨盆运动，由重复缩放部分的骨盆肌肉以进行，凯格尔运动的目的在于借着伸展骨盆底的耻骨尾骨肌来增强肌肉张力。凯格尔运动是一个对怀孕妇女的处方指定运动，用来让骨盆底做好诸如怀孕后期和生产所造成之生理压力的准备。
当前主动训练的凯格尔训练仪，主要是无源的凯格尔球，其没有反馈性，用户训练的效果不能直观的展示，训练过程比较枯燥。而市面上有一些有源的凯格尔训练设备，比较笨重、调节麻烦且用户不易携带，同时坐垫的结构固定，对不同体型的用户适应性比较差，且训练过程调节比较麻烦。为此，有必要开发一种便携式生物反馈自适应凯格尔训练康复装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种便携式生物反馈自适应凯格尔训练康复装置，以克服现有技术所存在的缺陷。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种便携式生物反馈自适应凯格尔训练康复装置，包括充气球囊、压力检测单元、充气单元、压力保护单元、加热单元、显示单元和控制单元；所述充气球囊内设有加热模块，所述加热模块与加热单元连接，所述充气球囊与压力检测单元、充气单元、压力保护单元均连接，所述充气单元、加热单元、压力检测单元和显示单元均与控制单元连接，在所述控制单元通过充气单元向所述充气球囊内充气时，压力检测单元实时检测球囊压力，在所述充气球囊内压力达到第一预设值时停止向所述充气球囊内充气，若在进行凯格尔训练时所述充气球囊内的压力达到第二预设值时所述压力保护单元泄放充气球囊内的气体，所述第二预设值大于所述第一预设值，所述显示单元用于显示凯格尔训练时所述充气球囊内的实时压力值。
进一步地，所述充气球囊与充气单元之间的管道上安装有主流阀门，所述主流阀门与所述控制单元连接。
进一步地，所述充气球囊还连接有排气管道，所述排气管道上安装有保护阀门，所述压力保护单元包括控制器和备用压力检测模块，所述备用压力检测模块用于检测充气球囊内的压力，在所述压力值大于第二预设值时通过所述控制器控制所述保护阀门开启。
进一步地，所述加热模块为贴附在所述充气球囊内表面的加热膜片。
进一步地，还包括与所述控制单元连接的移动终端，所述移动终端内包括评估模块和训练模块，所述评估模块采用压力变化瞬时分析算法对凯格尔训练时充气球囊内的实时压力值进行计算，分析出快肌、慢肌的肌力水平，根据所述快肌、慢肌的肌力水平得到肌力评估结果，所述训练模块根据所述肌力评估结果制定进阶式训练方案。
进一步地，所述压力变化瞬时分析算法包括：在进行快肌评估和训练时，逐点计算压力值的上升斜率并记录上升斜率在零值附近的压力值p0i，标记所述压力值p0i为极大值，每隔设定时间对所述上升斜率和极大值采用中值滤波和去除噪点，将上升斜率和极大值作为快肌的肌力水平，在进行慢肌评估和训练时，计算压力达到最大值后用户盆底肌持续收缩保持压力期间压力的下降斜率，将所述压力下降斜率和压力值作为慢肌的肌力水平评估的依据。
进一步地，所述充气球囊采用可拆卸式结构安装。
进一步地，所述控制单元内包括标准体重压力模型，在所述压力检测单元检测到压力时所述控制单元根据标准体重压力模型控制所述充气单元向所述充气球囊内充气。
进一步地，所述第一预设值为160-200mmHg，所述第二预设值为300mmHg。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明提供的一种便携式生物反馈自适应凯格尔训练康复装置，当用户坐上坐垫后，设备感受到压力，启动开机，此时控制单元会根据用户的坐姿进行充气，当充气球囊的压力达到第一预设值时，关闭主流阀门和保护阀门，让充气球囊保持压力。此时用户可以启动凯格尔训练，如果充气球囊压力超过第二预设值时，表征球囊压力过高，压力保护单元会自动启动，主动泄放球囊压力，避免设备的损坏和潜在的用户伤害。正常工作时，实时监测压力值，将用户的训练压力的值显示给用户。进一步的，用户也可以选择将压力值通过蓝牙传输到移动终端，以便移动终端提供一个更人性化，更全面的评估和训练方案。另外，充气球囊的内表面会贴附一个加热模块，在用户选择加热时，启动加热，让充气球囊表面保持在一个合适的温度范围内，提升寒冷天气时的用户的体验。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明便携式生物反馈自适应凯格尔训练康复装置的原理图。
图2是本发明中移动终端的框架图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
参阅图1所示，本实施例公开了一种便携式生物反馈自适应凯格尔训练康复装置，包括充气球囊、压力检测单元、充气单元、压力保护单元、加热单元、显示单元和控制单元；所述充气球囊内设有加热模块，所述加热模块与加热单元连接，所述充气球囊与压力检测单元、充气单元、压力保护单元均连接，所述充气单元、加热单元、压力检测单元和显示单元均与控制单元连接，在所述控制单元通过充气单元向所述充气球囊内充气时，压力检测单元实时检测球囊压力，在所述充气球囊内压力达到第一预设值时停止向所述充气球囊内充气，若在进行凯格尔训练时所述充气球囊内的压力达到第二预设值时所述压力保护单元泄放充气球囊内的气体，所述第二预设值大于所述第一预设值，所述显示单元用于显示凯格尔训练时所述充气球囊内的实时压力值。
本实施例中，所述充气球囊与充气单元之间的管道上安装有主流阀门，主流阀门与所述控制单元连接，通过控制主流阀门的启闭可以控制充气球囊的充气。
本实施例中，所述充气球囊还连接有排气管道，排气管道上安装有保护阀门，压力保护单元包括控制器和备用压力检测模块，备用压力检测模块用于检测充气球囊内的压力，在压力值大于第二预设值时通过控制器控制所述保护阀门开启，压力保护单元可以保证用户在进行凯格尔训练时防止充气球囊的压力过高，避免设备的损坏和潜在的用户伤害。
本实施例中，所述加热模块为贴附在所述充气球囊内表面的加热膜片，加热膜片可以让充气球囊表面保持在一个合适的温度范围内，提升寒冷天气时的用户的体验，一般的可以将温度设置在35℃。
参阅图2所示，本实施例还包括与控制单元连接的移动终端，可以采用无线网络连接（例如蓝牙、wifi等），移动终端内包括评估模块和训练模块，评估模块采用压力变化瞬时分析算法对凯格尔训练时充气球囊内的实时压力值进行计算，分析出快肌、慢肌的肌力水平，根据快肌、慢肌的肌力水平得到肌力评估结果，训练模块根据所述肌力评估结果制定进阶式训练方案。
所述压力变化瞬时分析算法包括：快肌的评估算法和慢肌的评估算法。
其中，快肌的评估算法是通过计算在1~3秒的短时内盆底肌肉从收缩到放松的瞬态过程中压力峰值和斜率，用来评估快肌的肌力水平。具体实现如下：设置ADC采样率小于100Hz，通常选择20Hz采样率，采样率记为fs。采样的数据缓存后，逐点计算压力值的上升斜率记为，并记录上升斜率在零值附近的压力值p0i，作为最大压力值的当前参考值，每三秒根据前面计算的上升斜率和极大值，采用中值滤波，去除噪点。记录单次评估的压力峰值和上升斜率作为快肌肌力爆发水平。
慢肌的评估算法是通过记录在肌力达到最大时，保持时（3~5s）的肌力水平。基于快肌的评估算法，当检测到压力达到最大时，开始记录保持状态时的压力下降斜率，持续时间一般设置在3-5s，下降斜率越接近零，慢肌的状态就越好。记录单次评估的压力值和下降斜率作为慢肌的肌力水平。
本实施例中，所述充气球囊采用可拆卸式结构安装，以便于球囊的拆卸更换。
本实施例中，在充气球囊的上方设置坐垫，坐垫采用非侵入式设计，用户可以穿着居家的衣服，在坐垫上就可以进行训练，坐垫易清洁消毒，更自由，操作更简单。
作为优选，所述坐垫的大小为20cm*20cm以内，比较容易携带。
本实施例中，所述控制单元内包括标准体重压力模型，即每个体重对应的充气气囊的压力和充气量，在压力检测单元检测到压力时控制单元根据标准体重压力模型控制充气单元向所述充气球囊内充气，坐垫训练时初始气囊压力根据体重自适应调节，适应不同体重的训练需求。
本实施例中，所述第一预设值为160-200mmHg，所述第二预设值为300mmHg。
本发明通过充气球囊的方式，更好的满足不同体型用户的使用要求，自带坐垫加热功能，更好的满足日常的家用训练需求。
本发明的工作原理为：当用户坐上坐垫后，设备感受到压力，启动开机，此时控制单元会根据用户的坐姿进行充气，当充气球囊的压力达到第一预设值时，关闭主流阀门和保护阀门，让充气球囊保持压力。此时用户可以启动凯格尔训练，如果充气球囊压力超过第二预设值时，压力保护单元会自动启动，主动泄放球囊压力，避免设备的损坏和潜在的用户伤害。正常工作时，实时监测压力值，将用户的训练压力的值显示给用户。进一步的，用户也可以选择将压力值通过蓝牙传输到移动终端，以便移动终端提供一个更人性化，更全面的评估和训练方案。另外，充气球囊的内表面会贴附一个加热模块，在用户选择加热时，启动加热，让充气球囊表面保持在一个合适的温度范围内，提升寒冷天气时的用户的体验。当用户离开坐垫五分钟之后，设备自动关机。
本发明自带的训练方案和算法，可以及时给与用户训练反馈，并制定适合用户的训练方案。提供更友好，更易用的训练仪。
虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是专利所有者可以在所附权利要求的范围之内做出各种变形或修改，只要不超过本发明的权利要求所描述的保护范围，都应当在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种便携式生物反馈自适应凯格尔训练康复装置，其特征在于，包括充气球囊、压力检测单元、充气单元、压力保护单元、加热单元、显示单元和控制单元；所述充气球囊内设有加热模块，所述加热模块与加热单元连接，所述充气球囊与压力检测单元、充气单元、压力保护单元均连接，所述充气单元、加热单元、压力检测单元和显示单元均与控制单元连接，在所述控制单元通过充气单元向所述充气球囊内充气时，压力检测单元实时检测球囊压力，在所述充气球囊内压力达到第一预设值时停止向所述充气球囊内充气，若在进行凯格尔训练时所述充气球囊内的压力达到第二预设值时所述压力保护单元泄放充气球囊内的气体，所述第二预设值大于所述第一预设值，所述显示单元用于显示凯格尔训练时所述充气球囊内的实时压力值。
2.根据权利要求1所述的便携式生物反馈自适应凯格尔训练康复装置，其特征在于，所述充气球囊与充气单元之间的管道上安装有主流阀门，所述主流阀门与所述控制单元连接。
3.根据权利要求1所述的便携式生物反馈自适应凯格尔训练康复装置，其特征在于，所述充气球囊还连接有排气管道，所述排气管道上安装有保护阀门，所述压力保护单元包括控制器和备用压力检测模块，所述备用压力检测模块用于检测充气球囊内的压力，在所述压力值大于第二预设值时通过所述控制器控制所述保护阀门开启。
4.根据权利要求1所述的便携式生物反馈自适应凯格尔训练康复装置，其特征在于，所述加热模块为贴附在所述充气球囊内表面的加热膜片。
5.根据权利要求1所述的便携式生物反馈自适应凯格尔训练康复装置，其特征在于，还包括与所述控制单元连接的移动终端，所述移动终端内包括评估模块和训练模块，所述评估模块采用压力变化瞬时分析算法对凯格尔训练时充气球囊内的实时压力值进行计算，分析出快肌、慢肌的肌力水平，根据所述快肌、慢肌的肌力水平得到肌力评估结果，所述训练模块根据所述肌力评估结果制定进阶式训练方案。
6.根据权利要求5所述的便携式生物反馈自适应凯格尔训练康复装置，其特征在于，所述压力变化瞬时分析算法包括：在进行快肌评估和训练时，逐点计算压力值的上升斜率并记录上升斜率在零值附近的压力值p0i，标记所述压力值p0i为极大值，每隔设定时间对所述上升斜率和极大值采用中值滤波和去除噪点，将上升斜率和极大值作为快肌的肌力水平，在进行慢肌评估和训练时，计算压力达到最大值后用户盆底肌持续收缩保持压力期间压力的下降斜率，将所述压力下降斜率和压力值作为慢肌的肌力水平评估的依据。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的便携式生物反馈自适应凯格尔训练康复装置，其特征在于，所述充气球囊采用可拆卸式结构安装。
8.根据权利要求1-6任意一项所述的便携式生物反馈自适应凯格尔训练康复装置，其特征在于，所述控制单元内包括标准体重压力模型，在所述压力检测单元检测到压力时所述控制单元根据标准体重压力模型控制所述充气单元向所述充气球囊内充气。
9.根据权利要求1-6任意一项所述的便携式生物反馈自适应凯格尔训练康复装置，其特征在于，所述第一预设值为160-200mmHg，所述第二预设值为300mmHg。
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