TW201722352A - 人體關節運動量管理系統及方法 - Google Patents

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Abstract

一種人體關節運動量管理系統。包括一角度偵測單元、一儲存單元、一微處理器及一回饋單元。該角度偵測單元係配載於一使用者之一關節對應部位，並記錄該使用者之該關節在執行關節活動或運動訓練時的角度，以得到一量測值。該儲存單元係儲存該使用者之該關節在執行活動或訓練時之一預設目標值。透過微處理器判斷是否達成該目標值，並利用回饋單元可讓該使用者了解達到運動目標。本發明更揭露一種人體關節運動量管理方法，透過上述之結構與方法，可用以設計一個人健康管理或是居家運動訓練的裝置，達到隨身量測、操作簡易、及智慧管理之目標。

Description

人體關節運動量管理系統及方法
本發明係為一種人體關節運動量管理系統及方法，特別是可用於個人健康管理或居家運動訓練，達到隨身量測、操作簡易、及智慧管理之目標。並可做為臨床訓練和評估使用者運動成效的基礎之人體關節運動量管理系統及方法。
運動訓練是種容易執行且經濟實惠的促進健康方式，之前的臨床研究結果建議：1.運動訓練必需是任務導向且適合居家環境執行；2.必需發展出能夠偵測關節活動量改變的量測方式，量化運動訓練對於改善動作問題的成效，進而修正運動訓練內容，以達到最佳的運動效果。
一般的運動計劃包括各種牽拉及伸展運動，以冀改善關節活動度，並充分伸展肌肉，以減少肌肉僵硬或是活動時拉傷的情形。在這些運動計劃中，通常需要求執行者達到正確的關節動作，以及足夠的運動程度。兩者缺一不可。然而傳統上採用心跳帶或是計步器等，記錄整體的活動量。或是以精密的動作分析系統，分析關節動作的精確度。尚未有可讓執行者隨身執行運動計劃、並給予回饋正確動作及運動量的方式。
然而，以往的運動計劃通常需要訓練者至健身房、或是患者密集回到醫院接受運動訓練，常因為距離或時間安排等因素，願意規律至這些單位接受運動訓練的比例並不高，且訓練次數易受訓練人力或空間的限制。之前的研究也提出，個人的自主意願 (motivation)、運動的可近性 (accessibility)、以及訓練內容的複雜度 (complexity)，是顯著影響個體運動訓練接受度 (compliance)的重要因子，而居家隨身訓練方式可有效提高接受度。
綜上所述，即使有良好的運動訓練內容，若個體沒有做到正確的動作、達到有效的運動量，以及無法配合養成固定的運動習慣，其運動效益可能無法完全呈現，或甚至造成運動傷害。因此如何讓個人以簡單方便的方式在日常生活中或在家執行正確的運動計劃，成為影響運動成效上的一大問題。
中華民國專利公開第201300078號，揭露一種步態模式中以關節角度量測肌肉使用效率的方法，其包含:先對受測者的關節實施角度量測，相對取得至少一角度數值，再讓受測者進行步態模式測試，並相對取得步態數值，及將步態數值以功率運算單元進行運算，再結合角度數值與步態數值比較分析。此方法在受測者的動態行為中，以外在的關節角度量測對人體的軟組織-肌肉進行使用情況的分析。
中華民國專利公告第477219號，揭露一種人體關節角度量測裝置，包含有二固定支桿、二從動支桿以及三電位計。該二固定支桿可分別固定於人體某一關節(例如腕關節)二側之肢幹(手掌以及前臂)上；該二從動支桿之一端分別樞設於該等固定支桿之外端，另一端相互樞接；該等電位計分別設於該等支桿之樞設位置上，每一電位計可依據對應支桿之樞設角度，提供一電氣訊號，並傳送至一電腦，藉以計算出該關節之彎曲角度。
然而，上述專利由於無法隨身量測、操作複雜，亦無法即時回饋使用者是否達到動作目標，無法運用於個人健康管理或居家運動訓練。
本發明人有鑑於習知技術之關節角度量測裝置由於無法隨身量測、操作複雜，亦無法即時回饋使用者是否達到動作目標，無法運用於個人健康管理或居家運動訓練，而降低使用者的訓練意願之缺失，乃積極著手進行開發，以期可以改進上述既有之缺點，經過不斷地試驗及努力，終於開發出本發明。
本發明之目的，係提供一種可用於居家運動訓練，達到隨身量測、操作簡易、及智慧管理之目標，以增進訓練意願。並可做為臨床訓練和評估使用者運動成效的基礎之人體關節運動量管理系統。
為了達成上述之目的，本發明之人體關節運動量管理系統係應用於一使用者，可用於偵測關節角度、分析運動目標、回饋使用者知悉是否達到目標。該人體關節運動量管理系統係包括一角度偵測單元、一儲存單元、一微處理器以及一回饋單元。
該角度偵測單元係配載於該使用者之一關節對應部位，並記錄該使用者之該關節在執行運動訓練時的角度，以得到一量測值。該儲存單元係儲存該使用者預設於該關節需執行的運動訓練之一預設目標值，記錄各次運動結果，並可進一步轉存至一外部可攜式電子裝置以做為運動記錄及分析。
該微處理器係與該角度偵測單元以及該儲存單元連結，計算該預設目標值和該量測值間的差異，判斷該量測值是否到達該預設目標值。該回饋單元係與該微處理器連結，當該量測值到達該預設目標值時，該回饋單元發出一回饋訊號 (配合圖1保留上述系統元件) 。而透過上述系統內的動作量回饋方式，使用者可利用單一裝置，同時達成運動量的記錄、分析、回饋功能，確實符合本發明之目的，即提供一種可用於居家運動訓練，達到隨身量測、操作簡易、及智慧管理之目標，以增進患者的訓練意願。並可做為臨床訓練和評估使用者運動成效的基礎之運動量量測方法。為了達成上述之目的，本發明之人體關節運動量管理方法係應用於一使用者，該人體關節運動量管理方法係包括步驟： 步驟A：提供一角度偵測單元、一儲存單元、一微處理器以及一回饋單元，該角度偵測單元係配載於該使用者之一關節對應部位； 步驟B：該儲存單元儲存該使用者之該關節在執行運動訓練時之一預設目標值； 步驟C：該角度偵測單元記錄該使用者之該關節在執行運動訓練時的角度，以得到一量測值； 步驟D：該微處理器計算該預設目標值和該量測值間的差異，並判斷該量測值是否到達該預設目標值；以及 步驟E：當該量測值到達該預設目標值時，該回饋單元發出一回饋訊號。
藉由上述之結構及方法，本發明可用以設計一個人健康管理或是居家運動訓練的裝置，達到隨身量測、操作簡易、及智慧管理之目標。亦可做為有關節活動問題患者之臨床訓練和評估使用者運動成效的基礎。
為使熟悉該項技藝人士瞭解本發明之目的，兹配合圖式將本發明之較佳實施例詳細說明如下。
請參考圖1所示，本發明之人體關節運動量管理系統(1)係應用於一使用者，該人體關節運動量管理系統(1)係包括一角度偵測單元(10)、一儲存單元(11)、一微處理器(12)以及一回饋單元(13)。
該角度偵測單元(10)係配載於該使用者之一關節對應部位，並記錄該使用者之該關節在執行運動訓練時的角度，以得到一量測值。該儲存單元(11) 係儲存該使用者預設於該關節需執行的運動訓練之一預設目標值，記錄各次運動結果，並轉存至一外部可攜式電子裝置(圖未示)以做為運動記錄及分析。在本發明之一較佳實施例中，該可攜式電子裝置係為手機，但本發明並不以此為限，該可攜式電子裝置亦可為平板電腦或個人電腦。
該微處理器(12)係與該角度偵測單元(10)以及該儲存單元(11)連結，計算該預設目標值和該量測值間的差異，判斷該量測值是否到達該預設目標值。該回饋單元(13)係與該微處理器(12)連結，當該量測值到達該預設目標值時，該回饋單元(13)發出一回饋訊號，以提醒該使用者達到該預設目標值。
在本發明之一較佳實施例中，該回饋單元(13)係為一蜂鳴器，該回饋訊號係為聲音訊號。但本發明並不以此為限，在本發明之另一實施例中，該回饋單元(13)係為一微型馬達，該回饋訊號係為震動訊號。並將回饋結果傳送並儲存至該儲存單元(11)。此外，在本發明之一較佳實施例中，該儲存單元(11)係透過一記憶卡(圖未示)被讀取，或是透過藍芽傳輸至該可攜式電子裝置。
在本發明之再一較佳實施例中，更包括一電池單元(圖未示)，該電池單元係與該角度偵測單元(10)、該儲存單元(11)、該微處理器(12)以及該回饋單元(13)連結，以驅動該角度偵測單元(10)、該儲存單元(11)、該微處理器(12)以及該回饋單元(13)。
在本發明之另一較佳實施例中，該角度偵測單元(10)係為一方位儀。但本發明並不以此為限，在本發明之另一實施例中，該角度偵測單元(10)係為一角度計。
請參考圖1以及圖2所示，本發明之人體關節運動量管理方法(2)係應用於一使用者，該人體關節運動量管理方法(2)係包括步驟： 步驟200：提供一角度偵測單元(10)、一儲存單元(11)、一微處理器(12)以及一回饋單元(13)，該角度偵測單元(10)係配載於該使用者之一關節對應部位； 步驟201：該儲存單元(11)儲存該使用者之該關節在執行運動訓練時之一預設目標值； 步驟202：該角度偵測單元(10)記錄該使用者之該關節在執行運動訓練時的角度，以得到一量測值； 步驟203：該微處理器(12)計算該預設目標值和該量測值間的差異，並判斷該量測值是否到達該預設目標值；以及 步驟204：當該量測值到達該預設目標值時，該回饋單元(13)發出一回饋訊號。
在本發明之一較佳實施例中，該步驟201中，此運動目標值，可基於使用者需求或動作功能的進步而調整，調整方式可利用應用本發明所建構之裝置上的控制鈕，增加運動角度或運動頻率。但本發明並不以此為限，在本發明之另一實施例中，可利用內建的演算法分析使用者的運動情形，並據以自動調整目標值，可達到智慧管理個人運動量的目的。
在本發明之一較佳實施例中，該步驟204中，當該微處理器(12) 判斷該量測值未到達該預設目標值時，繼續執行步驟203。
在本發明之一較佳實施例中，該回饋單元(13)係為一蜂鳴器，該回饋訊號係為聲音訊號。但本發明並不以此為限，在本發明之另一實施例中，該回饋單元(13)係為一微型馬達，該回饋訊號係為震動訊號。
在本發明之又一較佳實施例中，該角度偵測單元(10)係為一方位儀。但本發明並不以此為限，在本發明之另一實施例中，該角度偵測單元(10)係為一角度計。
此方法可應用在頭部運動、軀幹運動、上肢運動、及下肢運動的實施方式。為了讓審查委員更容易瞭解本發明之創作內容，特舉一實施方式說明如下：
根據臨床使用的需求，一般健康人在頸屈曲的主動活動度約為50~60度，頸伸展約為70~80度，左右軸向旋轉各約為70~80度，因此本發明之該角度偵測單元(10)在三個軸向上各有±90度的動態範圍。
舉例來說，某一頸部活動度限制的患者，將該預設目標值設為頸屈40度，執行10次，該角度偵測單元(10)係配載於該使用者之頸關節對應部位：頭部。
當該使用者之頸關節在執行頸屈曲運動訓練時，可得到一量測值，該預設目標值係為該使用者之頸關節在執行運動訓練時的角度超過40度之次數10次，因此當該使用者之頸關節在執行運動訓練時的角度超過頸屈曲40度10次時，該微處理器(12)判斷該量測值已到達該預設目標值，該回饋單元(13)發出一回饋訊號，以提醒該使用者達到該預設目標值。而隨著患者動作功能的進步，可以調整增加運動角度(如:50度)或運動頻率(如:20次)，以有效達到增加活動度的目的。
透過上述之結構及方法，本發明可用於居家運動訓練，配合臨床治療師或是運動訓練教練所建議的運動目標，此系統能達到隨身量測、操作簡易、及智慧管理之目標，以增進使用者的訓練意願。並可做為臨床訓練和評估使用者運動成效的基礎，因此本創作可被應用於運動訓練輔具領域。再者，其結構型態並非所屬技術領域中之人士所能輕易思及而達成者，實具有新穎性以及進步性無疑。
透過上述之詳細說明，即可充分顯示本發明之目的及功效上均具有實施之進步性，極具產業之利用性價值，且為目前市面上前所未見之新發明，完全符合發明專利要件，爰依法提出申請。唯以上所述著僅為本發明之較佳實施例而已，當不能用以限定本發明所實施之範圍。即凡依本發明專利範圍所作之均等變化與修飾，皆應屬於本發明專利涵蓋之範圍內，謹請 貴審查委員明鑑，並祈惠准，是所至禱。
(1)‧‧‧人體關節運動量管理系統
(10)‧‧‧角度偵測單元
(11)‧‧‧儲存單元
(12)‧‧‧微處理器
(13)‧‧‧回饋單元
(2)‧‧‧人體關節運動量管理方法
200‧‧‧步驟
201‧‧‧步驟
202‧‧‧步驟
203‧‧‧步驟
204‧‧‧步驟
圖1係本發明之人體關節運動量管理系統之系統架構圖；以及 圖2係本發明之人體關節運動量管理方法之方法流程圖。
(1)‧‧‧人體關節運動量管理系統
(10)‧‧‧角度偵測單元
(11)‧‧‧儲存單元
(12)‧‧‧微處理器
(13)‧‧‧回饋單元

Claims (7)

  1. 一種人體關節運動量管理系統，係應用於一使用者，該人體關節運動量管理系統係包括：            一角度偵測單元，係配載於該使用者之一關節對應部位，並記錄該使用者之該關節在執行運動訓練時的角度，以得到一量測值；            一儲存單元，係儲存該使用者預設於該關節需執行的運動訓練之一預設目標值，和記錄各次運動結果。並可轉存至一外部可攜式電子裝置以做為運動記錄及分析；            一微處理器，係與該角度偵測單元以及該儲存單元連結，計算該預設目標值和該量測值間的差異，判斷該量測值是否到達該預設目標值；以及            一回饋單元，係與該微處理器連結，當該量測值到達該預設目標值時，該回饋單元發出一回饋訊號。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之人體關節運動量管理系統，其中該回饋單元係為一蜂鳴器或一微型馬達，該回饋訊號係為聲音訊號或震動訊號。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之人體關節運動量管理系統，其中該角度偵測單元係為一方位儀或一角度計。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之人體關節運動量管理系統，其中該角度偵測單元係為一方位儀或一角度計。
  5. 一種人體關節運動量管理方法，係應用於一使用者，該人體關節運動量管理方法係包括步驟：         步驟A：提供一角度偵測單元、一儲存單元、一微處理器以及一回饋單元，該角度偵測單元係配載於該使用者之一關節對應部位；         步驟B：該儲存單元儲存該使用者之該關節在執行運動訓練時之一預設目標值；          步驟C：該角度偵測單元記錄該使用者之該關節在執行運動訓練時的角度，以得到一量測值；          步驟D：該微處理器計算該預設目標值和該量測值間的差異，並判斷該量測值是否到達該預設目標值；以及          步驟E：當該量測值到達該預設目標值時，該回饋單元發出一回饋訊號。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之人體關節運動量管理方法，其中該回饋單元係為一蜂鳴器或一微型馬達，該回饋訊號係為聲音訊號或震動訊號。
  7. 如申請專利範圍第5項或第6項所述之人體關節運動量管理方法，其中該角度偵測單元係為一方位儀或一角度計。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI726361B (zh) * 2019-07-22 2021-05-01 財團法人工業技術研究院 重量訓練方法及系統

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114391828B (zh) * 2022-03-01 2023-06-06 郑州大学 一种用于脑卒中患者的积极心理护理干预系统

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002263213A (ja) * 2001-03-08 2002-09-17 Combi Corp トレーニング機器運用システムおよびその方法
FI117959B (fi) * 2003-04-29 2007-05-15 Polar Electro Oy Menetelmä ja laite ihmisen painon hallintaan
US7491153B2 (en) * 2006-04-12 2009-02-17 Mitac Technology Corp. Combined exercise management and entertainment unit
WO2009107242A1 (ja) * 2008-02-29 2009-09-03 パナソニック電工株式会社 運動機器システム
TW201300078A (zh) * 2011-06-16 2013-01-01 Univ Hungkuang 步態模式中以關節角度量測肌肉使用效率的方法
TWI501187B (zh) * 2013-07-04 2015-09-21 A sports health management system and its method
TWI501180B (zh) * 2013-09-02 2015-09-21 Tonic Fitness Technology Inc Sports training and management system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI726361B (zh) * 2019-07-22 2021-05-01 財團法人工業技術研究院 重量訓練方法及系統
US11305157B2 (en) 2019-07-22 2022-04-19 Industrial Technology Research Institute Weight training method, apparatus and system

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