基于生物反馈的数据处理方法、系统及盆底康复训练装置与流程

本发明涉及数据处理技术和医疗器械设备技术，尤其涉及一种基于生物反馈的数据处理方法、系统及盆底康复训练装置，以实现生物反馈式的产后盆底康复娱乐训练。

背景技术：

通常在产后，孕妇的身体会发生一系列的生理变化，如腹部、腰背部及盆骶肌肉松弛，极易造成妇女产后腰背疼、尿失禁、阴道松弛、反复泌尿系统感染及盆腔脏器下垂等后遗症。目前解决阴道松弛，以及尿失禁等问题，通常采用在阴道内置入刺激电极的方式来进行康复治疗，或者通过凯格尔训练的方式来进行治疗。目前，由于刺激电极与压力电极为独立式设计，电刺激治疗的强度及治疗效果无法实时进行监测，只能在电刺激治疗后，通过压力电极测量，这样仅能获取得到电刺激治疗后的结果，无法达到治疗过程中根据阴道收缩压力实时调整刺激强度的效果。并且由于个体的差异，最好的治疗方案应该是根据患者的实际情况来调整设定，而目前的治疗训练设备均是采用固化的治疗程序，不能做到针对不同的患者，或同一患者在不同时期的个性化治疗训练方案。同时，患者在接受治疗时，康复设备均需要通过连接线与患者身上的电极相连接，由于连接线的长度限制，产妇仅仅局限于很小的范围内活动，便利性和灵活性非常低，且整个治疗训练过程枯燥乏味。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种基于生物反馈的数据处理方法和系统，能够通过实时得到的阴道收缩压力来实时调整刺激强度或者刺激方式，从而更有效地解决产妇阴道松弛、尿失禁等问题，并且以娱乐游戏的方式来让产妇进行治疗训练，提升用户体验感以及增加训练趣味感。

本发明的另一目的是提供一种基于生物反馈的盆底康复训练装置，能够通过实时得到的阴道收缩压力来实时调整刺激强度或者刺激方式，从而更有效地解决产妇阴道松弛、尿失禁等问题，并且解决训练过程中活动不方便的问题。

本发明所采用的第一技术方案是：基于生物反馈的数据处理方法，包括以下步骤：

获取阴道压力值；

根据获取得到的阴道压力值，计算出当前的角色弹跳力，以令角色按照计算出的弹跳力弹跳至相对应的高度；

当角色的弹跳力到达最大弹跳力时，计算出当前的角色弹跳力的瞬时加速度；

根据计算出的瞬时加速度的变化趋势，对刺激模式进行调整。

进一步，所述角色弹跳力的计算公式如下：

rf＝p*logx-rg

式中，rf表示为所需计算的角色弹跳力；p表示为所述获取得到的阴道压力值；x表示为可控模型参数；rg表示为重力属性参数。

进一步，所述瞬时加速度的计算公式如下：

式中，a表示为所需计算的瞬时加速度；p表示为所述获取得到的阴道压力值；pb表示为基线值；x表示为可控模型参数；rg表示为重力属性参数；t2表示为角色的弹跳力到达最大弹跳力的当前时刻；t1表示为角色的弹跳力到达最大弹跳力的前一时刻。

进一步，所述根据计算出的瞬时加速度的变化趋势，对刺激模式进行调整这一步骤，其具体包括：

当在指定时间内计算出的若干个瞬时加速度的变化趋势呈上升趋势时，则计算当前的最大阴道压力值，根据计算出的最大阴道压力值来调整障碍物高度；其中，所述障碍物高度小于等于最大阴道压力值所对应的角色弹跳高度；

或，

当在指定时间内计算出的若干个瞬时加速度的变化趋势呈下降趋势时，则执行训练停止操作。

进一步，所述指定时间为n*t，n表示为正整数，t表示为阴道压力值从基线值到最大阴道压力值的时间间隔。

进一步，所述重力属性参数的数值受灵敏阻度影响：当灵敏阻度越大，重力属性参数的数值越小；当灵敏阻度越小，重力属性参数的数值越大。

本发明所采用的第二技术方案是：基于生物反馈的数据处理系统，包括：

获取模块，用于获取阴道压力值；

第一计算模块，用于根据获取得到的阴道压力值，计算出当前的角色弹跳力，以令角色按照计算出的弹跳力弹跳至相对应的高度；

第二计算模块，用于当角色的弹跳力到达最大弹跳力时，计算出当前的角色弹跳力的瞬时加速度；

调整模块，用于根据计算出的瞬时加速度的变化趋势，对刺激模式进行调整。

本发明所采用的第三技术方案是：基于生物反馈的数据处理系统，包括：

至少一个第一处理器；

至少一个第一存储器，用于存储至少一个程序；

当所述至少一个程序被所述至少一个第一处理器执行，使得所述至少一个第一处理器实现所述基于生物反馈的数据处理方法。

本发明所采用的第四技术方案是：盆底康复训练装置，包括主机以及集成化电极，所述集成化电极包括电刺激模块、压力测量模块以及无线通信模块，所述主机通过无线通信模块分别与电刺激模块和压力测量模块无线连接；

所述主机包括：

至少一个第二处理器；

至少一个第二存储器，用于存储至少一个程序；

当所述至少一个程序被所述至少一个第二处理器执行，使得所述至少一个第二处理器实现所述基于生物反馈的数据处理方法。

进一步，所述集成化电极还包括电源管理模块，所述电源管理模块分别与无线通信模块和压力测量模块连接。

本发明方法及系统的有益效果是：本发明方法及系统通过实时获取得到的阴道压力值来计算出游戏角色中的弹跳力，从而令角色弹跳至相应的高度，以避开游戏中所出现的障碍物，达到寓盆底训练于娱乐这一效果，提升用户体验感以及增加训练趣味感，而且同时根据计算出的瞬时加速度的变化趋势，来对刺激模式进行调整，这样不仅灵活、方便地针对不同患者/同一患者在不同时期进行个性化电刺激训练，有效地解决产妇阴道松弛、尿失禁等问题，而且精准度高，大大提高训练的有效性。

本发明装置的有意效果是：本发明装置中的主机通过从压力测量模块实时获取得到的阴道压力值来计算出游戏角色中的弹跳力，从而令角色弹跳至相应的高度，以避开游戏中所出现的障碍物，达到寓盆底训练于娱乐这一效果，提升用户体验感以及增加训练趣味感，而且同时根据计算出的瞬时加速度的变化趋势，来对刺激模式进行调整，从而对电刺激模块进行相应的控制，这样不仅灵活、方便地针对不同患者/同一患者在不同时期进行个性化电刺激训练，有效地解决产妇阴道松弛、尿失禁等问题，而且精准度高，大大提高训练的有效性；还有，所述主机和集成化电极之间是无线通信的，因此消除了传统有线连接方式所产生的活动范围局限性，大大提高了使用者使用本装置的灵活性和便利性。

附图说明

图1是本发明一种盆底康复训练装置的结构框示意图；

图2是本发明一种基于生物反馈的数据处理方法的步骤流程示意图；

图3是本发明一种基于生物反馈的数据处理系统的一具体实施例结构框示意图；

图4是本发明一种基于生物反馈的数据处理系统的另一具体实施例结构框示意图。

具体实施方式

下面结合附图和最优实施例来对本发明做进一步的详细说明。对于以下实施例中的步骤编号，其仅为了便于阐述说明而设置，对步骤之间的顺序不做任何限定，实施例中的各步骤的执行顺序均可根据本领域技术人员的理解来进行适应性调整。

如图1所示，本发明实施例提供了一种盆底康复训练装置，包括主机以及集成化电极；

所述集成化电极包括电刺激模块、压力测量模块、电源管理模块以及无线通信模块，所述主机通过无线通信模块分别与电刺激模块和压力测量模块无线连接，所述电源管理模块分别与无线通信模块和压力测量模块连接；其中，所述电刺激模块采用刺激电极来实现，所述压力测量模块采用压力电极来实现；

所述主机包括：

至少一个第二处理器；

至少一个第二存储器，用于存储至少一个程序；

当所述至少一个程序被所述至少一个第二处理器执行，使得所述至少一个第二处理器实现以下方法实施例所述的基于生物反馈的数据处理方法。对于所述主机，不仅实现显示指示、输入控制，还实现治疗报告的输出。

如图2所示，本发明实施例还提供了一种基于生物反馈的数据处理方法，其具体步骤如下所示。

步骤一、生物反馈娱乐训练模型的构建步骤。

所述步骤一具体包括：

s101、构建基于凯格尔运动的游戏场景；

所述步骤s101优选包括有：

s1011、构建游戏场景的要素：游戏角色r和障碍物o；

s1012、构建要素的属性：游戏角色的弹跳属性rf和重力属性rg；

s1013、建立游戏角色的弹跳属性模型rf＝p*logx-rg；式中，p表示为阴道压力值，x表示为可控模型参数；

s1014、构建基于凯格尔运动变化的障碍物o，设置所述障碍物的属性：高度oh和出现间隔ot；也就是说，在本实施例中，利用这两个属性，从而控制所述游戏场景中出现的障碍物的高度以及障碍物出现的频率，令障碍物动态出现的变化符合凯格尔运动变化；

s102、用户自主运动模型的建立步骤；

所述步骤s102优选包括有：

s1021、在将阴道电极(即上述的集成化电极)插入后，自动测量无电刺激时，压力测量模块所获得的阴道压力，从而建立得到基线pb，所述基线对应的阴道压力值为基线值；

s1022、启动电刺激(即控制电刺激模块开启工作)，缓慢逐渐增加电刺激强度，同时实时通过压力测量模块检测获得阴道压力，当阴道压力值趋于稳定或受体承受不了更大的电刺激时，终止电刺激，并记录此时的阴道压力值为最大阴道压力值pm，同时记录阴道压力从pb到pm之间所经历的时间间隔t；

s1023、建立步骤s1014中障碍物的高度oh与最大阴道压力值pm之间的映射关系模型，令游戏场景中所出现的障碍物的高度oh不能超过(即小于等于)最大阴道压力值pm所能提供的弹跳高度(即最大阴道压力值pm所对应的角色弹跳高度)，同时满足凯格尔运动曲线。

步骤二、基于构建好的生物反馈娱乐训练模型(包括基于凯格尔运动的游戏场景和用户自主运动模型)，实现生物反馈数据处理步骤。

所述步骤二具体包括以下步骤。

s201、获取阴道压力值。

具体地，在正式治疗训练中，压力测量模块实时将检测得到的阴道压力值p无线传输至主机进行数据处理。

s202、根据获取得到的阴道压力值p，计算出当前的角色弹跳力，以令角色按照计算出的弹跳力弹跳至相对应的高度，从而避让游戏场景中所出现的障碍物，达到寓盆底训练于娱乐的效果。

具体地，在进行治疗训练时，使用者可按照显示的游戏场景中所出现的障碍物，来控制阴道压力值，这样能在达到控制游戏角色跳过障碍物以实现游戏娱乐效果的同时，也达到了盆底训练的效果，可见，通过使用本发明方法，能够寓盆底训练于娱乐，一举两得，而且提高了用户体验以及康复训练的乐趣。

优选地，采用上述步骤s1013中所述的模型rf来计算得出当前角色的弹跳力：

rf＝p*logx-rg

式中，rf即为所需计算出的角色弹跳力；p表示为所述获取得到的阴道压力值(即实时获得的阴道压力值)；x表示为可控模型参数；rg表示为重力属性参数。通过此公式来实现弹跳力的计算，能够准确实时地反映使用者的阴道收缩程度，达到可视化效果，而且还能为后续的刺激模式的调整控制提供可靠的数据源。

s203、当角色的弹跳力到达最大弹跳力时，计算出当前的角色弹跳力(即最大弹跳力)的瞬时加速度。

具体地，在每次弹跳过程中，当角色弹跳到最高点的时候，其对应的弹跳力则为最大弹跳力；在本实施例中，计算角色的弹跳力在弹跳过程中达到最大时所对应的瞬时加速度，其具体采用的公式如下所示：

式中：

a表示为所需计算的瞬时加速度，即在弹跳过程中，弹跳力达到最大时所对应的瞬时加速度；

p表示为所述获取得到的阴道压力值，即实时获取得到的阴道压力值；

pb表示为基线值；

x表示为可控模型参数；

rg表示为重力属性参数；

t2表示为角色的弹跳力到达最大弹跳力的当前时刻；

t1表示为角色的弹跳力到达最大弹跳力的前一时刻。

通过上述公式来计算得出的瞬时加速度，其能够为后续刺激模式的调整控制提供可靠的数据源，令后续刺激模式的调整控制更加符合使用者的情况，准确度和有效性更高。

s204、根据计算出的瞬时加速度的变化趋势，对刺激模式进行调整。

优选地，所述步骤s204包括：

s2041、当在指定时间内计算出的若干个瞬时加速度的变化趋势呈上升趋势时，则计算当前的最大阴道压力值，根据计算出的最大阴道压力值来调整障碍物高度；其中，所述障碍物高度小于等于最大阴道压力值所对应的角色弹跳高度；

具体地，对于若干次弹跳过程中所分别计算得出的若干个所述瞬时加速度a，它们按时间顺序从前之后排列后，数值变化趋势呈上升趋势，那么则认为使用者已经习惯当前电刺激强度，那么则需要重新执行上述步骤s1022，对使用者重新进行电刺激，以重新计算出该使用者所对应的最大阴道压力值(则计算出使用者当前的最大阴道压力值)，并按照障碍物的高度oh与最大阴道压力值pm之间的映射关系模型，从而更新基于凯格尔运动的障碍物高度，加大游戏难度；

或，

s2042、当在指定时间内计算出的若干个瞬时加速度的变化趋势呈下降趋势时，则执行训练停止操作；

具体地，对于若干次弹跳过程中所分别计算得出的若干个所述瞬时加速度a，它们按时间顺序从前之后排列后，数值变化趋势呈下降趋势，那么则执行训练停止操作，例如显示停止建议给使用者看，或者直接停止刺激电极的工作，以达到建议使用者停止训练，稍作休息的目的，令使用更加人性化，而且还能进一步地提高康复训练有效性(因为过多的训练，或者使用者勉强训练，均会令训练效果适得其反)。

优选地，所述指定时间为n*t，n表示为正整数，t表示为阴道压力值从基线值到最大阴道压力值的时间间隔。

优选地，所述重力属性参数rg的数值受灵敏阻度f影响：当灵敏阻度f越大，重力属性参数rg的数值越小；当灵敏阻度f越小，重力属性参数rg的数值越大。

具体地，设置游戏操作灵敏阻度f，这是考虑到在测量阴道压力过程中会有延时发生，因此设置此参数作用于rg的反方向上，这样f越大，重力属性参数rg的数值则越小，则相当于灵敏度越小，这样可接收阴道压力传递的时长增加，大大提高游戏可玩性。

如图3所示，本发明实施例还提供了一种基于生物反馈的数据处理系统，包括：

获取模块，用于获取阴道压力值；

第一计算模块，用于根据获取得到的阴道压力值，计算出当前的角色弹跳力，以令角色按照计算出的弹跳力弹跳至相对应的高度；

第二计算模块，用于当角色的弹跳力到达最大弹跳力时，计算出当前的角色弹跳力的瞬时加速度；

调整模块，用于根据计算出的瞬时加速度的变化趋势，对刺激模式进行调整。

上述处理方法实施例中的内容均适用于本系统实施例中，本系统实施例所具体实现的功能与上述方法实施例相同，并且达到的有益效果与上述方法实施例所达到的有益效果也相同。

如图4所示，本发明实施例还提供了一种基于生物反馈的数据处理系统，包括：

至少一个第一处理器301；

至少一个第一存储器302，用于存储至少一个程序；

当所述至少一个程序被所述至少一个第一处理器301执行，使得所述至少一个第一处理器301实现所述基于生物反馈的数据处理方法。

上述处理方法实施例中的内容均适用于本系统实施例中，本系统实施例所具体实现的功能与上述方法实施例相同，并且达到的有益效果与上述方法实施例所达到的有益效果也相同。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。