用于測(cè)試和鍛煉骨盆底肌肉組織的設(shè)備、系統(tǒng)和方法
【專利摘要】一種用于測(cè)試和鍛煉骨盆底肌肉組織的器械（100），該器械包括適合于骨盆底孔的細(xì)長的殼體（101）。殼體（101）容納振蕩器（120）和連接到被配置為傳達(dá)表示從加速度計(jì)（130）讀取的值的信號(hào)的信號(hào)處理器（140）的加速度計(jì)（130）。從施加的振蕩和測(cè)量的響應(yīng)計(jì)算的結(jié)果被用于表征肌肉組織。在一種實(shí)施方式中，導(dǎo)致來自肌肉組織的最大響應(yīng)的頻率被測(cè)量，并且該頻率在鍛煉期間被應(yīng)用。
【專利說明】用于測(cè)試和鍛煉骨盆底肌肉組織的設(shè)備、系統(tǒng)和方法
[0001]背景
[0002]本發(fā)明涉及用于測(cè)試和鍛煉骨盆底肌肉組織的器械、系統(tǒng)和方法。
[0003]骨盆底肌肉是受意識(shí)控制和分層的肌群，其環(huán)繞尿道、陰道和直腸并且其與括約肌一起起著控制這些開口的作用。該肌肉組織也用來支撐尿道、膀胱和子宮，以及抵抗在體力活動(dòng)期間產(chǎn)生的腹壓的任何增加。肌群包括縱肌和環(huán)肌兩者。
[0004]對(duì)骨盆底肌肉組織的訓(xùn)練已經(jīng)證明在預(yù)防和治療數(shù)種狀況，例如失禁方面是有效的。存在用于訓(xùn)練骨盆底肌肉組織的許多運(yùn)動(dòng)。由于許多原因，這些鍛煉的效果因人而異。同時(shí)，已知應(yīng)用于組織的在約120Hz以下的范圍中的機(jī)械振動(dòng)改善了這樣的運(yùn)動(dòng)的訓(xùn)練效果。隨著肌肉組織變得更強(qiáng)壯，有可能通過測(cè)量肌肉組織的收縮能力來衡量訓(xùn)練效果。
[0005]測(cè)量原理和測(cè)量參數(shù)
[0006]較強(qiáng)壯的肌肉比較弱的肌肉可期望阻尼應(yīng)用到其的振蕩的振幅。測(cè)量的第一原理因此可以是測(cè)量施加的振蕩的振幅阻尼。測(cè)得的振幅可描述為A~AtlSin (?t)。相對(duì)振幅阻尼被定義為:
[0007]A A= (A-A0) /A0 ⑴
[0008]其中
[0009]A是測(cè)量的振幅，
[0010]Atl是施加的振幅，
[0011]w是施加的振蕩的角頻率，以及
[0012]t是時(shí)間。
[0013]本領(lǐng)域的技術(shù)人員熟知來自加速度計(jì)的輸出信號(hào)可代表可被整合以獲得速度和第二次獲得位移或偏移的加速度。并且眾所周知，同樣大小并且相反方向的加速度、速度和位移具有為零的平均值，并且有意義的參數(shù)因此必須根據(jù)絕對(duì)值，例如，諸如最大加速度、速度或振幅。鑒于上述情況，很清楚無量綱衰減AA可從以_為單位的位移、以m/s為單位的速度、以m/s2為單位的加速度和/或輸入到振蕩器和從加速度計(jì)輸出的電氣信號(hào)計(jì)算。在任何情況下，衰減AA可以dB為單位來表示，根據(jù)需要和以本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的方式被標(biāo)定以顯示以牛頓為單位的力。
[0014]在運(yùn)動(dòng)期間，肌肉細(xì)胞的體積增加并且細(xì)胞的骨架變得更具剛性。在另一個(gè)模型中，因此骨盆底肌肉組織可被視為粘彈性材料，即被視為具有在完全彈性材料以及完全剛性和無彈性(粘性)材料之間的性質(zhì)的材料。例如，松弛或虛弱的肌肉可被預(yù)料呈現(xiàn)相對(duì)“彈性”的性質(zhì)，然而緊的或強(qiáng)壯的肌肉可被預(yù)料產(chǎn)生更多的阻力并且因此相對(duì)“粘性”的性質(zhì)。通常:
[0015]-應(yīng)力是作用以抵抗施加的變化的被力作用在其上的面積相除的力。因此，應(yīng)力是壓強(qiáng)，并且以帕斯卡(Pa)為單位進(jìn)行測(cè)量，并且
[0016]-應(yīng)變是被應(yīng)力導(dǎo)致的變化和對(duì)象的松弛的結(jié)構(gòu)之間的比率。因此，應(yīng)變是無量綱的量。
[0017]彈性模量被定義為比值X =應(yīng)力/應(yīng)變。當(dāng)應(yīng)力產(chǎn)生于施加的振蕩時(shí)，動(dòng)態(tài)模量是相同的比率。當(dāng)振蕩施加在純彈性材料中時(shí)，測(cè)得的伸長率與施加的振蕩同相，即應(yīng)變與施加的振蕩同時(shí)發(fā)生。當(dāng)振蕩施加在純粘性材料中時(shí)，應(yīng)變滯后應(yīng)力90° (^1/2弧度)。粘彈性材料表現(xiàn)為純彈性材料和純粘性材料的組合。因此，應(yīng)變滯后施加的振蕩O和π /2之間的相位差。上述可通過以下等式表示:
[0018]
【權(quán)利要求】
1.一種用于測(cè)試和鍛煉骨盆底肌肉組織的器械(100)，所述器械包括適合于骨盆底開口的細(xì)長的殼體(101 )，所述殼體包括振蕩器(120)， 其特征在于所述殼體(101)容納加速度計(jì)(130)，該加速度計(jì)(130)連接到信號(hào)處理器(140)，該信號(hào)處理器(140)被配置用于傳達(dá)表示從所述加速度計(jì)讀取的值的信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器械，其中所述振蕩器(120)沿互相垂直的一個(gè)或多個(gè)振蕩器軸(X, y, z)振蕩。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的器械，其中所述加速度計(jì)(130)測(cè)量沿平行于所述振蕩器軸的測(cè)量軸的響應(yīng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的器械，其中控制器(112)以獨(dú)立于沿其它的振蕩器軸的振蕩的方式來調(diào)整所述振蕩器(120)沿所述振蕩器軸中的每一個(gè)的振幅(A)和/或頻率(w )。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中的任何一項(xiàng)所述的器械，其中所述振蕩器(120)被配置為以15Hz到120Hz的范圍中的頻率(《 )沿所述振蕩器軸中的每一個(gè)振蕩。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5的任何一項(xiàng)所述的器械，其中所述殼體(101)被涂有醫(yī)用硅(102)。
7.一種用于使用根據(jù)權(quán)利要求1-6中的任何一項(xiàng)的器械(100)來測(cè)試和鍛煉骨盆底肌肉組織的系統(tǒng)， 其特征在于所述系統(tǒng)包括: -控制模塊(230)，其被配置為確定在至少一個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)的振蕩器參數(shù)(《，A)，并且被配置為將所述振蕩器參數(shù)提供給所述控制器(112)； -數(shù)據(jù)采集模塊(210)，其被配置為接收來自所述加速度計(jì)(130)的響應(yīng)(a)和計(jì)算作為所述振蕩器參數(shù)和所接收的響應(yīng)的函數(shù)的結(jié)果(R); -分析模塊(220)，其被配置為基于振蕩器參數(shù)和它們的結(jié)果的測(cè)量系列計(jì)算至少一個(gè)組值(、，S)； -數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(201 )，其被配置為存儲(chǔ)和檢索至少一個(gè)數(shù)據(jù)值，所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)值選自由下列項(xiàng)構(gòu)成的組:振蕩器參數(shù)(《，A)、響應(yīng)(a)、計(jì)算結(jié)果(R)和組值S)，以及 -通信裝置(205 )，其被配置為在所述模塊(210，220，230 )和所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(201)之間傳送所述數(shù)據(jù)值。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中下列項(xiàng)中的至少一個(gè)被布置在所述器械的所述殼體(101)內(nèi):電源(111a)、控制器(112)、信號(hào)處理器(140)、數(shù)據(jù)采集模塊(210)、分析模塊(220)、控制模塊(230)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(201)和通信裝置(205)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的系統(tǒng)，還包括被配置為顯示至少一個(gè)數(shù)據(jù)值的顯示裝置(202)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7-9中的任何一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中來自所述數(shù)據(jù)采集模塊(210)的所述結(jié)果(R)選自由施加的信號(hào)和測(cè)量的信號(hào)之間的相對(duì)振幅阻尼(AA)、動(dòng)態(tài)模量(入)和相移(9?)組成的組。
11.根據(jù)權(quán)利要求7-10中的任何一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中來自所述分析模塊(220)的所述組值S)選自由最大響應(yīng)頻率(和15Hz到120Hz的頻率范圍的子區(qū)間組成的組。
12.一種用于測(cè)試和鍛煉骨盆底肌肉組織的方法，其中振蕩施加在所述肌肉組織上，其特征在于以下步驟: -使用加速度計(jì)(130)測(cè)量來自所述肌肉組織的響應(yīng)，及 -基于對(duì)所施加的振蕩的所述響應(yīng)來表征所述肌肉組織。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述振蕩沿互相垂直的一個(gè)或多個(gè)振蕩器軸(x, y, z)被施加。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述加速度計(jì)(130)測(cè)量沿與所述振蕩器軸平行的測(cè)量軸的響應(yīng)。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的方法，其中所述振蕩的振幅(A)和/或頻率(《)沿所述振蕩器軸中的每一個(gè)且獨(dú)立于沿其它的振蕩器軸的振蕩被調(diào)整。
16.根據(jù)權(quán)利要求12-15中的任何一項(xiàng)所述的方法，其中沿所述振蕩器軸中的每一個(gè)以15Hz到120Hz范圍內(nèi)的頻率(《 )施加所述振蕩。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的方法，還包括以下步驟: a)確定在至少一個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)的振蕩器參數(shù)(《，A); b)使用在所述時(shí)間間隔內(nèi)的所述振蕩器參數(shù)實(shí)現(xiàn)振蕩； c)獲得作為所述振蕩器參數(shù)和所測(cè)量的響應(yīng)的函數(shù)的結(jié)果(R)； d)在具有數(shù)個(gè)離散的時(shí)間間隔的測(cè)量系列中重復(fù)步驟a)到c);以及 e)基于所述振蕩器參數(shù)和它們的結(jié)果的測(cè)量系列計(jì)算至少一個(gè)組值S)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述結(jié)果(R)是施加的信號(hào)和測(cè)量的信號(hào)之間的相對(duì)振幅阻尼(A A)、動(dòng)態(tài)模量(X )和/或相移((p )。
19.根據(jù)權(quán)利要求17或18所述的方法，還包括以下步驟:施加最大響應(yīng)頻率(附近的頻率的振蕩，由此導(dǎo)致的結(jié)果表明在所述骨盆底肌肉組織的訓(xùn)練期間的響應(yīng)最大。
20.根據(jù)權(quán)利要求17-19中的任何一項(xiàng)所述的方法，還包括為許多測(cè)量系列存儲(chǔ)和/或顯示組值的步驟。
21.根據(jù)權(quán)利要求17-20中的任何一項(xiàng)所述的方法，還包括以下步驟:使用至少一個(gè)存儲(chǔ)的頻率值用于估計(jì)在15Hz到120Hz的頻率范圍內(nèi)的子區(qū)間，結(jié)果或組值被期望以預(yù)定的概率落入所述區(qū)間內(nèi)。
【文檔編號(hào)】A63B23/20GK103702610SQ201280027724
【公開日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2012年4月3日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月5日
【發(fā)明者】貢納爾·萊夫賽斯, 奧雷·雅各布·奧爾森 申請(qǐng)人:佩爾維塔公司