用于测试和锻炼骨盆底肌肉组织的设备、系统和方法
【专利摘要】一种用于测试和锻炼骨盆底肌肉组织的器械（100），该器械包括适合于骨盆底孔的细长的壳体（101）。壳体（101）容纳振荡器（120）和连接到被配置为传达表示从加速度计（130）读取的值的信号的信号处理器（140）的加速度计（130）。从施加的振荡和测量的响应计算的结果被用于表征肌肉组织。在一种实施方式中，导致来自肌肉组织的最大响应的频率被测量，并且该频率在锻炼期间被应用。
【专利说明】用于测试和锻炼骨盆底肌肉组织的设备、系统和方法
[0001]背景
[0002]本发明涉及用于测试和锻炼骨盆底肌肉组织的器械、系统和方法。
[0003]骨盆底肌肉是受意识控制和分层的肌群，其环绕尿道、阴道和直肠并且其与括约肌一起起着控制这些开口的作用。该肌肉组织也用来支撑尿道、膀胱和子宫，以及抵抗在体力活动期间产生的腹压的任何增加。肌群包括纵肌和环肌两者。
[0004]对骨盆底肌肉组织的训练已经证明在预防和治疗数种状况，例如失禁方面是有效的。存在用于训练骨盆底肌肉组织的许多运动。由于许多原因，这些锻炼的效果因人而异。同时，已知应用于组织的在约120Hz以下的范围中的机械振动改善了这样的运动的训练效果。随着肌肉组织变得更强壮，有可能通过测量肌肉组织的收缩能力来衡量训练效果。
[0005]测量原理和测量参数
[0006]较强壮的肌肉比较弱的肌肉可期望阻尼应用到其的振荡的振幅。测量的第一原理因此可以是测量施加的振荡的振幅阻尼。测得的振幅可描述为A~AtlSin (?t)。相对振幅阻尼被定义为:
[0007]A A= (A-A0) /A0 ⑴
[0008]其中
[0009]A是测量的振幅，
[0010]Atl是施加的振幅，
[0011]w是施加的振荡的角频率，以及
[0012]t是时间。
[0013]本领域的技术人员熟知来自加速度计的输出信号可代表可被整合以获得速度和第二次获得位移或偏移的加速度。并且众所周知，同样大小并且相反方向的加速度、速度和位移具有为零的平均值，并且有意义的参数因此必须根据绝对值，例如，诸如最大加速度、速度或振幅。鉴于上述情况，很清楚无量纲衰减AA可从以_为单位的位移、以m/s为单位的速度、以m/s2为单位的加速度和/或输入到振荡器和从加速度计输出的电气信号计算。在任何情况下，衰减AA可以dB为单位来表示，根据需要和以本领域的技术人员已知的方式被标定以显示以牛顿为单位的力。
[0014]在运动期间，肌肉细胞的体积增加并且细胞的骨架变得更具刚性。在另一个模型中，因此骨盆底肌肉组织可被视为粘弹性材料，即被视为具有在完全弹性材料以及完全刚性和无弹性(粘性)材料之间的性质的材料。例如，松弛或虚弱的肌肉可被预料呈现相对“弹性”的性质，然而紧的或强壮的肌肉可被预料产生更多的阻力并且因此相对“粘性”的性质。通常:
[0015]-应力是作用以抵抗施加的变化的被力作用在其上的面积相除的力。因此，应力是压强，并且以帕斯卡(Pa)为单位进行测量，并且
[0016]-应变是被应力导致的变化和对象的松弛的结构之间的比率。因此，应变是无量纲的量。
[0017]弹性模量被定义为比值X =应力/应变。当应力产生于施加的振荡时，动态模量是相同的比率。当振荡施加在纯弹性材料中时，测得的伸长率与施加的振荡同相，即应变与施加的振荡同时发生。当振荡施加在纯粘性材料中时，应变滞后应力90° (^1/2弧度)。粘弹性材料表现为纯弹性材料和纯粘性材料的组合。因此，应变滞后施加的振荡O和π /2之间的相位差。上述可通过以下等式表示:
[0018]
【权利要求】
1.一种用于测试和锻炼骨盆底肌肉组织的器械(100)，所述器械包括适合于骨盆底开口的细长的壳体(101 )，所述壳体包括振荡器(120)， 其特征在于所述壳体(101)容纳加速度计(130)，该加速度计(130)连接到信号处理器(140)，该信号处理器(140)被配置用于传达表示从所述加速度计读取的值的信号。
2.根据权利要求1所述的器械，其中所述振荡器(120)沿互相垂直的一个或多个振荡器轴(X, y, z)振荡。
3.根据权利要求2所述的器械，其中所述加速度计(130)测量沿平行于所述振荡器轴的测量轴的响应。
4.根据权利要求2或3所述的器械，其中控制器(112)以独立于沿其它的振荡器轴的振荡的方式来调整所述振荡器(120)沿所述振荡器轴中的每一个的振幅(A)和/或频率(w )。
5.根据权利要求1-4中的任何一项所述的器械，其中所述振荡器(120)被配置为以15Hz到120Hz的范围中的频率(《 )沿所述振荡器轴中的每一个振荡。
6.根据权利要求1-5的任何一项所述的器械，其中所述壳体(101)被涂有医用硅(102)。
7.一种用于使用根据权利要求1-6中的任何一项的器械(100)来测试和锻炼骨盆底肌肉组织的系统， 其特征在于所述系统包括: -控制模块(230)，其被配置为确定在至少一个时间间隔内的振荡器参数(《，A)，并且被配置为将所述振荡器参数提供给所述控制器(112)； -数据采集模块(210)，其被配置为接收来自所述加速度计(130)的响应(a)和计算作为所述振荡器参数和所接收的响应的函数的结果(R); -分析模块(220)，其被配置为基于振荡器参数和它们的结果的测量系列计算至少一个组值(、，S)； -数据存储器(201 )，其被配置为存储和检索至少一个数据值，所述至少一个数据值选自由下列项构成的组:振荡器参数(《，A)、响应(a)、计算结果(R)和组值S)，以及 -通信装置(205 )，其被配置为在所述模块(210，220，230 )和所述数据存储器(201)之间传送所述数据值。
8.根据权利要求7所述的系统，其中下列项中的至少一个被布置在所述器械的所述壳体(101)内:电源(111a)、控制器(112)、信号处理器(140)、数据采集模块(210)、分析模块(220)、控制模块(230)、数据存储器(201)和通信装置(205)。
9.根据权利要求7或8所述的系统，还包括被配置为显示至少一个数据值的显示装置(202)。
10.根据权利要求7-9中的任何一项所述的系统，其中来自所述数据采集模块(210)的所述结果(R)选自由施加的信号和测量的信号之间的相对振幅阻尼(AA)、动态模量(入)和相移(9?)组成的组。
11.根据权利要求7-10中的任何一项所述的系统，其中来自所述分析模块(220)的所述组值S)选自由最大响应频率(和15Hz到120Hz的频率范围的子区间组成的组。
12.一种用于测试和锻炼骨盆底肌肉组织的方法，其中振荡施加在所述肌肉组织上，其特征在于以下步骤: -使用加速度计(130)测量来自所述肌肉组织的响应，及 -基于对所施加的振荡的所述响应来表征所述肌肉组织。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述振荡沿互相垂直的一个或多个振荡器轴(x, y, z)被施加。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述加速度计(130)测量沿与所述振荡器轴平行的测量轴的响应。
15.根据权利要求13或14所述的方法，其中所述振荡的振幅(A)和/或频率(《)沿所述振荡器轴中的每一个且独立于沿其它的振荡器轴的振荡被调整。
16.根据权利要求12-15中的任何一项所述的方法，其中沿所述振荡器轴中的每一个以15Hz到120Hz范围内的频率(《 )施加所述振荡。
17.根据权利要求15或16所述的方法，还包括以下步骤: a)确定在至少一个时间间隔内的振荡器参数(《，A); b)使用在所述时间间隔内的所述振荡器参数实现振荡； c)获得作为所述振荡器参数和所测量的响应的函数的结果(R)； d)在具有数个离散的时间间隔的测量系列中重复步骤a)到c);以及 e)基于所述振荡器参数和它们的结果的测量系列计算至少一个组值S)。
18.根据权利要求17所述的方法，其中所述结果(R)是施加的信号和测量的信号之间的相对振幅阻尼(A A)、动态模量(X )和/或相移((p )。
19.根据权利要求17或18所述的方法，还包括以下步骤:施加最大响应频率(附近的频率的振荡，由此导致的结果表明在所述骨盆底肌肉组织的训练期间的响应最大。
20.根据权利要求17-19中的任何一项所述的方法，还包括为许多测量系列存储和/或显示组值的步骤。
21.根据权利要求17-20中的任何一项所述的方法，还包括以下步骤:使用至少一个存储的频率值用于估计在15Hz到120Hz的频率范围内的子区间，结果或组值被期望以预定的概率落入所述区间内。
【文档编号】A63B23/20GK103702610SQ201280027724
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2012年4月3日 优先权日:2011年4月5日
【发明者】贡纳尔·莱夫赛斯, 奥雷·雅各布·奥尔森 申请人:佩尔维塔公司