用于测试和锻炼骨盆底肌肉组织的器械和系统

申请号 CN201280027724.4 申请日 2012-04-03 公开(公告)号 CN103702610B 公开(公告)日 2017-02-15
申请人 佩尔维塔公司; 发明人 贡纳尔·莱夫赛斯; 奥雷·雅各布·奥尔森;
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。
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),
其特征在于所述壳体(101)容纳振荡器(120)和加速度计(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(130)读取的值的信号,其中所述加速度计(130)的x轴被布置成与所述振荡器(120)的x轴平行,所述振荡器(120)被布置成用于沿垂直于所述器械(100)的纵向轴或主z轴的x轴施加受控制的振荡,其中所述振荡器(120)适合于在所述骨盆底肌肉组织上施加至少一个振荡,并且所述加速度计(130)适合于测量来自所述骨盆底肌肉组织的响应,并且所述信号处理器(140)适合于借助于来自所述加速度计(130)的所测量的响应而关于所施加的至少一个振荡表征所述骨盆底肌肉组织,从而来自所述振荡器(120)的振荡关于由所述加速度计(130)测量的来自所述骨盆底肌肉组织的所述响应被控制。
2.根据权利要求1所述的器械,其中所述振荡器(120)沿互相垂直的多于一个振荡器轴(x,y,z)振荡,并且其中所述振荡的频率沿所述振荡器轴(x,y,z)被彼此独立地控制。
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(ω)。
5.根据权利要求2或3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(ω)沿所述振荡器轴中的每一个振荡。
6.根据权利要求1-3中的任何一项所述的器械,其中所述壳体(101)被涂有医用(102)。
7.根据权利要求1所述的器械,其中从所述加速度计(130)所产生的输出信号被用来借助于所述信号处理器(140)计算以下属性中的至少一种属性:加速度、速度、位移、相对振幅衰减、相移、应、应变和动态模量,以利用所计算出的至少一种属性进一步表征所述骨盆底肌肉组织,从而关于由所述加速度计(130)测量的来自所述骨盆底肌肉组织的所述响应控制来自所述振荡器(120)的振荡。
8.一种用于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:
-根据权利要求1-7中的任何一项所述的器械(100),所述器械包括振荡器(120)和连接到信号处理器(140)的加速度计(130);
-控制模(230),其被配置为确定在至少一个时间间隔内的振荡器参数(ω,A),并且被配置为将所述振荡器参数提供给控制器(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(ωr,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(ω,A)、响应(a)、计算结果(R)和组值(ωr,S),以及-通信装置(205),其被配置为在所述数据采集模块(210)、所述分析模块(220)、所述控制模块(230)和所述数据存储器(201)之间传送所述至少一个数据值,其中所述振荡器(120)的振荡关于由所述加速度计(130)测量的来自所述骨盆底肌肉组织的响应被控制。
9.根据权利要求8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)。
10.根据权利要求8或9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)。
11.根据权利要求8或9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(ΔA)、动态模量(λ)和相移 组成的组。
12.根据权利要求8或9所述的系统,其中来自所述分析模块(220)的所述组值(ωr,S)选自由最大响应频率(ωr)和15Hz到120Hz的频率范围的子区间组成的组。

说明书全文

用于测试和锻炼骨盆底肌肉组织的器械和系统

技术领域

[0001] 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。

背景技术

[0002] 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。
[0003] 对骨盆底肌肉组织的训练已经证明在预防治疗数种状况,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。
[0004] 测量原理和测量参数
[0005] 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~A0sin(ωt)。相对振幅阻尼被定义为:
[0006] ΔA=(A-A0)/A0  (1)
[0007] 其中
[0008] A是测量的振幅,
[0009] A0是施加的振幅,
[0010] ω是施加的振荡的频率,以及
[0011] t是时间。
[0012] 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ΔA可从以mm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ΔA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顿为单位的力。
[0013] 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:
[0014] -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
[0015] -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。
[0016] 弹性模量被定义为比值λ=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°(π/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0和π/2之间的相位差。上述可通过以下等式表示:
[0017] σ=σ0sin(ωt)    (2)
[0018]
[0019] λ=σ/ε          (4)
[0020] 其中
[0021] σ是来自施加的振荡的应力(Pa)
[0022] ε是应变(无量纲)
[0023] ω是振荡器频率(Hz)
[0024] t是时间(s),
[0025] 是在0(纯弹性)和π/2(纯粘性)之间变化的相位差,以及
[0026] λ是动态模量。
[0027] 生物力学上,这可解释为较强壮的肌肉增加了抵抗振荡的力,从而“延迟”被加速度计测量的振动。这等价于强壮的肌肉比松弛的、凝胶状的和“更有弹性”的肌肉更硬或“更有粘性”。
[0028] 在该领域的现有技术中的一般问题是经常通过例如以毫米柱为单位的压强给出测量值。压强是被面积相除的力,报告的压强将取决于测量器械的面积,因此取决于供应商。因此,在该领域的文献中,测量值经常以例如“<供应商名称>mm H20”的格式给出。反过来,这导致来自不同器械的测量值不可直接比较,并且因此在本发明的领域中存在对于供应商的单独的测量值的需要。
[0029] US6,059,740公开了用于测试和锻炼骨盆底肌肉组织的器械。该器械包括适合于插入到骨盆底孔中的细长的壳体。壳体被纵向分成两半,并且包括振荡器以及切断装置和用于测量来自骨盆底肌肉组织的应用到两半壳体的压强的设备。器械指示将两半压在一起的以牛顿(N)为单位的力,并且本质上测量径向地作用在壳体上的肌肉的训练效果。
[0030] 存在对于也测量和训练与器械或骨盆底开口的纵向方向平行地延伸的肌肉组织的器械的需要。

发明内容

[0031] 本发明的目标是解决上述问题中的一个或多个,同时保持现有技术的优点。
[0032] 根据本发明,这通过用于测试和锻炼骨盆底肌肉组织的器械来实现,该器械包括适合于骨盆底开口的细长的壳体,壳体包括振荡器,其特征在于壳体包括连接到被配置为用于传达表示从加速度计读取的值的信号的信号处理器的加速度计。
[0033] 使用加速度计来测量响应使得有可能使用封闭的壳体,简化了剩余的结构,并且提高了测量的精度。也有可能计算一个或多个维度中的相对振幅衰减\相位延迟和/或动态模量。这些参数,结合或单独地,可用于以比现有技术可能实现的更准确和详细的方式表征肌肉组织。
[0034] 同时,沿几个轴施加振荡和/或测量响应允许调整对骨盆底中的特定肌群的训练和测试。
[0035] 在另一方面,本发明涉及使用具有被配置为控制振荡的频率和/或振幅的控制器的器械的系统。系统的特征在于它还包括控制模,其被配置为确定至少一个时间间隔内的振荡器参数和将振荡器参数提供给控制器;数据采集模块,其被配置为接收来自加速度计的响应并且计算作为振荡器参数和接收的响应的函数的结果;分析模块,其被配置为基于振荡器参数的测量值和它们的结果的系列来计算至少一个组值;数据存储器,其被配置为存储和检索来自由振荡器参数、响应、计算结果和组值组成的组的至少一个数据值;和通信装置,其被配置为在模块和数据存储器之间传送数据值。
[0036] 在第三方面,本发明涉及用于测试和锻炼骨盆底肌肉组织的方法,其中振荡被施加在肌肉组织上,其特征在于使用加速度计测量来自肌肉组织的响应并且基于对施加的振荡的响应表征肌肉组织。
[0037] 适合的测量参数,如相对振幅衰减、相位延迟和/或动态模量可指示骨盆底中的各种肌群的力和/或弹性等。
[0038] 在优选的实施方式中,在肌肉组织训练期间肌肉组织被施加等于或接近最大响应频率的频率的振荡。最大响应频率被假定随时间变化并且尤其为了证明训练效果可单独或与一个或多个其它参数组合被显示和/或记录。
[0039] 另外的特征和实施方式将从所附的专利权利要求变得明显。附图说明
[0040] 本发明将参考附图在下面的详细描述中被更详细地描述,其中:
[0041] 图1是器械的纵向示意剖面;
[0042] 图2图示了图1中的器械的三轴加速度计的校准;
[0043] 图3(现有技术)示出了振荡器的原理;
[0044] 图4(现有技术)示出了加速度计的原理;
[0045] 图5是根据本发明的系统的示意图;
[0046] 图6是系统的功能的示意性图示;
[0047] 图7是图示根据本发明的方法的流程图;以及
[0048] 图8A-8D图示了根据本发明的信号处理器的更详细的实施方式。

具体实施方式

[0049] 图1是根据本发明的器械100的纵向示意剖面。该器械包括细长的、圆柱形的壳体101,壳体101可由较硬的塑料材料制成。有利的是,由医用制成的外壳102可设置在壳体
101的外侧上。壳体的大小适合于骨盆底中的开口。
[0050] 壳体101包括能够沿一个轴、两个轴或三个轴振荡的振荡器120,和能够测量沿一个轴、两个轴或三个轴的加速度的加速度计130。优选地,加速度计的轴与振荡器的轴对准,原因如下:
[0051] 假设振荡器120使器械产生沿x轴的振荡,并且沿与x轴形成角度α的x'轴测量响应。如果沿x轴的响应是B,那么沿x'轴的响应B'=B·cosα。当cosα=1时B'具有最大值,即α=0并且x'轴与x轴平行。相应地,当加速度计的轴垂直于振荡(cos90°=0)时B'=0。因此,通过与振荡器120的x轴平行地布置加速度计130的x轴,我们期望可能的最大信号并且因此可能的最大灵敏度。当器械100具有多于一个轴时,沿y轴和/或z轴同样如此。而且,当轴相互垂直时,例如如图1的x、y、z坐标系统所示,测量信号之间的串扰水平最小。
[0052] 从图1也可看出,振荡器120和加速度计130沿器械的纵向轴,即z轴相对于彼此偏移。严格说来,因此,它们在x方向上具有单独的轴,例如x和x'。然而,只要轴相互平行,这没有任何意义,参见上一节。因此,为方便起见,振荡器、加速度计和器械的x轴指的是一个轴,“x轴”。这同样适用于y轴和z轴。
[0053] 图2图示了三轴加速度计130,其具有与图1中示出的器械的轴x、y和z平行的轴x、y和z。在优选的实施方式中,振荡的频率和(可选择地)振幅可沿所述x、y和z轴彼此独立地控制。这使得有可能独立于沿图1的x轴和y轴的结合径向地作用在器械上的肌肉或肌群测量与器械的主轴z轴平行地延伸的肌肉或肌群的力量。
[0054] 在下面,一维、两维或三维的参数用粗体字表示,并且参数沿x、y和/或z轴的分量分别用x、y和z标示。例如,频率ω=(ωx,ωy,ωz)。在一些实施方式中,三个频率分量可具有不同的值,并且一个或两个分量可以是零,即一个或两个振荡器可被去除。这同样适用于来自加速度计130的响应或输出信号a、计算结果ΔA、 λ等等。沿x、y和z轴的分量被彼此独立地测量和计算,例如如等式(1)至(4)中所表示的。
[0055] 振荡器120可由电源110控制来以特定的频率振动,该频率优选在15-120Hz的范围内。可选择地,振荡器120可由电池111a驱动,如图1中用虚线示出的。
[0056] 来自加速度计130的输出信号可传给信号处理器140并且从那里传到计算机200(见图5和图6)。可选择地,信号处理和数据处理的全部或部分可由壳体101内部的单元200a执行。
[0057] 振荡器120、加速度计130和信号处理器140是可购买到的产品,并且选择适合于特定目的的模型在本领域技术人员的能力内。应理解,图1是原理图,并且组件之间的连接可包括数个通道,例如每个振荡器轴一个输入通道并且每个加速度计轴一个输出通道。在一些应用中,例如,加速度计130和/或信号处理器140可由通过USB连接供应的电力驱动。在其它应用中,在电源110中具有单独的并网变压器111(如图6中所示)可能是必要的或方便的。
[0058] 图3图示了可能的振荡器120的原理。示出的振荡器包括布置在线圈125中的永久磁126。当交流电压Vx被施加到电极并且电流被驱动通过线圈时,感应可变磁场,其驱动永久磁铁126来回往复运动。永久磁铁126附接到重块122,重块122因此也来回移动。当振荡器附接到壳体101时,器械100将沿x轴振荡。
[0059] 图4图示了典型的加速度计的原理。压电盘或杆133被固定地卡在壳体131内。盘133持有激振质量块132。当壳体沿x轴来回移动时,该盘将被块132作用并且由于压电效应在盘133上产生电荷(通常几pC/g)。对于低于加速度计壳体的共振频率的大约三分之一的频率,该电荷将与加速度成比例。输出信号在图4中示意性地示为ax。这种类型的商业振动测试加速度计通常具有从大约0.1kHz到4kHz以上的频率范围,即远在本发明优选的15-
120Hz的范围之外。
[0060] 本发明不依赖于任何特定类型的振荡器或加速度计。例如,可使用偏心块振荡器代替图3中示意性地示出的类型。图3中示出的类型的设计也可用作加速度计:在这种情况下,重块122依赖所施加的力移动。这引起了线圈125内部的永久磁铁126移动并且产生可在电极处以Vx读取的电流。
[0061] 图5图示了计算机200通过电源110控制器械100的振荡器的系统。计算机200可以是任何设计的计算机。适合的计算机具有可编程处理器,并且包括个人计算机、便携式单元(PDA)等。计算机200可以已知的方式连接到显示器、打印机和/或数据存储器用于显示和/或记录测量结果。
[0062] 来自器械100的加速度计(130,图1)的信号被放大和/或在信号处理器140中处理,并且传送到计算机200用于分析和/或记录。器械100和盒体110、140之间的连接可包括数个通道用于沿数个轴彼此独立地控制振荡器以及用于测量单轴或多轴加速度计的响应。这同样适用于盒体110、140和计算机200之间的连接。这个连接可以是USB(2.0或类似的)连接,并且,在一些应用中,电力可从计算机通过USB连接来供应。
[0063] 在一些实施方式中,信号可被无线传输(未示出),例如通过无线电信号、红外光或声波信号。
[0064] 图8A-8D示出了根据本发明的系统的另一种实施方式,尤其是信号处理器110、140的更详细的实施方式,其中电源110和信号处理器140可嵌入到容纳至少一个可充电的或可更换的电池或电池组113(图8D)的单独的单元或盒体110、140。
[0065] 信号处理器140也可包括:包括适合的软件的CPU;电子电路,所述电子电路被编程有用于管理和控制振荡频率和(可选择地)振荡振幅的合适的算法;用于至少一个EMG传感器(EMG=肌电图)的输入端;和用于至少一个力传感器的输入端。
[0066] 独立的单元或盒体110、140可包括电荷输入端。除了电荷输入端外,或在电池或电池组113要在另一位置被更换或充电的可选择的实施方式中,独立的单元或盒体110、140可包括可被打开和关闭的盖114,或者单元的外壳(壳体)或单元或盒体110的一半可被布置以便容易打开和关闭(即不需要使用工具)。
[0067] 来自器械100的导线115可将115A永久地连接到信号处理器140的盒体110,或者,可选择地,可被布置以便可将115B插入到(通过插头115B)单元110、140的输入端口或连接器116。
[0068] 信号处理器140还可包括用于通过振荡的阻尼和/或从器械100读取的力和/或作用在器械100上的肌肉中的EMG活动观察的关于肌肉作用的瞬时或立即的生物反馈的扬声器和/或显示器118。显示器118可具有适合于功能和布局的要求的合适的形状。例如,可使用八角(八边)的118B,六边或圆形的118A的液晶显示器(LCD)或发光二极管(LED)显示器118,其具有大约40段119。单元110、140也可包括开/关按钮117。此外,或者可选择地,信号处理器140的电子电路可被配置以便在不活动的预定时间间隔后关闭,如没有有效使用一分钟到几分钟。
[0069] 此外,独立的单元或盒体110、140可包括CPU器件和/或校准装置,所述校准装置包括CPU器件和各种传感器装置中的至少一个以允许系统中的新器械100的校准。由于各种原因,单元110、140也可将例如实时数据无线传输到计算机200。
[0070] 器械100可包括集成的三轴陀螺传感器,三轴陀螺传感器与三轴加速度计130一起允许数据处理器或信号处理器140或计算机200计算器械100的三维方向。
[0071] 图6是图5中图示的系统的组件的示意图。
[0072] 控制模块230,例如计算机200中的硬件和软件确定振荡器的参数,即振荡器120的频率和/或振幅。当器械第一次使用时,控制模块230可设置频率ω到固定的初始值并且然后以预定的增量Δω增加频率。在随后使用时,控制模块230可使用以前的结果用于选择其它的初始值和/或频率间隔。这在下面更详细地描述。这同样适用于振幅设置。可选择地,振荡器参数可在二分法搜索中确定,当两个相邻的计算值的值比预定的分辨率更接近时,例如Δωx=5Hz,二分法搜索结束。
[0073] 通过控制器112,频率和振幅都可沿x、y和z轴彼此独立地调整。在图6中,控制器112连接到为变压器111的形式的电源,所述变压器111连接到以期望的电流和电压递送功率P的并网电压VI。如图1中所示,可选择地,电源可以是位于器械的壳体101内部的电池
111a。例如,控制器112可通过控制在图3的电极Vx供应的信号的电流、电压和频率来控制振荡器的振幅Ax和频率ωx,并且以类似的方式控制振荡器沿y轴和/或z轴的振荡。
[0074] 振荡施加在环绕器械100的组织上,并且由加速度计130测量响应。
[0075] 来自器械100的加速度计130的信号被传送到信号处理器140,信号处理器140作为包括加速度计的阵列的单独的盒体提供。加速度计130可包括前置放大器,并且单元140可包括前置放大器。其它的配置也是有可能的。来自信号处理器140的输出信号被示出为a,并可代表,例如,在施加的振荡为ωi的测量点沿x、y和/或z轴的加速度。
[0076] 数据采集模块210处理该信号,并且还可以,例如,对加速度积分以获得速度并且再次获得位移,测量相位差等。所述加速度的积分、相位差的测量等可以已知的方式例如使用反馈运算放大器固件和/或软件在信号路径中的数个位置进行。注意,图6的信号路径仅仅是示例性的。
[0077] 来自数据采集模块210的输出数据作为测量点ω、R示意性地示出,其中结果R在施加的频率ω被测量或计算。结果R可代表下列中的一个或多个:如以上讨论的加速度a、速度、位移、相对振幅衰减ΔA、相移、应力、应变和/或动态模量。在一些应用中,振荡器振幅也可变化。有利的是,数据采集模块可存储包括一系列的测量点的测量序列,每个测量点代表振荡器参数ω或A和测量或计算的结果R。如在此和在权利要求中所使用的,术语“数据值”被理解为意指任何的参数值和/或其沿x、y和/或z轴的分量。
[0078] 数据总线205在计算机200的各种组件和模块之间运送数据值。例如,在具有一系列测量点(ωi,Ri)的测量系列在分析模块220中被进一步处理之前,该测量系列可暂时存储在数据存储器201中。在另一种实施方式中,测量点(ωi,Ri)可在稍后的时间点被传送到分析模块220,并且由(ωr,S)代表的处理结果可存储在数据存储器201中和/或显示在显示装置202上。
[0079] 分析模块220是处理一个或多个测量系列以使用认为适合的一个或多个参数表征肌肉组织和其生长的模块。
[0080] 在优选的实施方式中,针对每个测量系列获得最大响应频率ωr。最大响应频率ωr是所选择的测量参数表示环绕器械的组织的最大响应的施加频率的值,该最大响应诸如最大振幅衰减、测量的最小振幅、最大的动态模量等。这在下面更详细地讨论。
[0081] 原则上,分析模块220可计算任何所需的组值和/或进行获得的数据的统计分析,例如,如统计分布、平均值或期望值、方差、最大值和在以上描述的测量和计算结果中的发展趋势。
[0082] 在一种实施方式中,例如,组值S可代表在15-120Hz范围的子区间,最大响应频率ωr以给定的概率位于其中。这个区间可使用已知的统计方法被计算作为来自早期的测量系列的置信区间,并且被期望随着测量系列的数量的增加并且因此方差的减少而变得更小。计算这样的子区间的目的是避免多余的测量。
[0083] 典型的趋势分析是最大响应频率ωr在数天或数周的发展,其可提供关于训练效果的信息。
[0084] 图7示出了根据本发明的方法。
[0085] 在框710中,肌肉组织被施加由ωi代表的第一振荡。在实践中,这可通过将如上描述的器械引入骨盆底孔中并且为振荡器120供电来实现。可沿一个或多个互相垂直的轴(x、y、z)施加振荡。在第一次使用时,例如,沿每个轴的初始值可以是大约15Hz。在器械已被使用一次或多次后,初始值可基于以往的结果与分析。
[0086] 在框720中,来自肌肉组织的响应ai通过具有与振荡器轴x、y和/或z平行地定向的轴的加速度计130测量。
[0087] 框730图示了从施加的振荡ωi和以预定的时间间隔测量的其响应ai发现结果Ri。测量点(ωi,Ri)可以是测量系列的一部分,其中i=1,2,…n,并且每个索引i代表单独的时间间隔。施加的频率和测量或计算的结果沿振荡器轴都具有不同的值。适合于表征肌肉组织的结果可以是施加信号和测量信号之间的相对振幅衰减ΔA、动态模量λ和/或相移 所述值可根据上文结合等式(1)至(4)陈述的内容进行测量和/或计算,并且所述值可彼此独立地沿轴x、y和/或z被测量和/或计算。测量点(ωi,Ri)可作为这个步骤的一部分被存储或记录。
[0088] 在框740中计算了用于下一个测量点的振荡频率,并在确定框750中确定测量系列是否已经完成。
[0089] 在该方法的第一个实施方式中,在框740中施加的频率被逐渐增加,例如根据ωi=ω0+i·Δω,其中Δω表示用于测量系列的所需的分辨率,如1Hz或5Hz。在这种情况下,在确定框750中当沿轴的新的频率ωi+1超过预定的阈值,例如120Hz时,循环结束。
[0090] 在该方法的可选择的实施方式中,目标是利用可能的最小数量的测量找到最大的响应。这可通过二分法搜索高效地进行。例如,假设来自框730的结果R随肌肉组织对施加的振荡的响应增加,第一区间是15Hz到120Hz并且沿每个轴所需的分辨率为5Hz。在这种情况下,二分法搜索可通过平分区间执行,将频率向下取整至可与分辨率相除的最近的整数频率,并且针对区间的上部和下部中的两个频率中的每一个比较框730的结果,例如在ω1=15Hz时的R1以及在ω2=50Hz时的R2。如果R2>R1,在框740中选择ω3作为区间50-120Hz的中心,否则在框740中选择ω3作为区间15-50Hz的中心。在可选择的实施方式中重复类似的区间平分直到确定框750指示下一个区间比所需的沿每个轴的分辨率窄,例如5Hz。
[0091] 如果沿轴的响应彼此独立,沿每个轴具有5Hz的分辨率的区间15-120Hz中的二分法搜索使用最多6个测量点将能够找到近似的最大响应频率,然而具有5Hz的分辨率的区间15-120Hz中的顺序搜索将需要21个测量点。
[0092] 如果确定框750指示测量系列尚未完成,则执行新的迭代,其中框710施加具有新的频率ωi+1的振荡等。当确定框750指示测量系列已经完成时,进程继续进行到框760。
[0093] 在框760中一个或多个测量系列被分析,如以上关于分析模块220所描述的。在优选的实施方式中,对于每个测量系列,计算最大响应频率ωr。根据定义,这是肌肉组织对施加的振荡响应最强烈的频率。在实践中,最大响应频率可以向下取整到可与分辨率相除的最接近的整数频率,即
[0094] ωr=Δω·round(ωr'/Δω),(5)
[0095] 其中
[0096] ωr是最大响应频率的实际值,
[0097] ωr'是最大响应频率的理论值或理想值,
[0098] Δω是选择的分辨率,例如上面的例子中的5Hz,以及
[0099] round()是向下取整到最近的整数的函数。
[0100] 框770已经用虚线绘制以图示在用户进行骨盆底运动时,该方法可以,但不一定,包括控制振荡器针对最大响应频率施加实际值,如在引言部分所描述的。因此,在优选的实施方式中,分辨率Δω应被选择使得实际值和激励值之间的差异几乎没有或不显著。例如,如果用施加的62Hz的振荡进行训练与使用60Hz的振荡进行训练相比较,其间的结果具有显著的差异,上面例子中的Δω应从5Hz减少到1Hz。
[0101] 该方法还可包括存储和/或显示一个或多个振动参数、测量值、计算结果和/或组值。每个数据值可存储在数据存储器201中并在监视器202上显示。也可以通过将参数打印在纸上来记录参数。因此,代替图6中所示的数据存储器201和显示器202(例如监视器)或除了它们之外,打印机(未示出)可选择性地被使用。
[0102] 以上描述的方法还可包括使用已知的统计方法分析测量和计算的结果。在一种实施方式中,最大响应频率和/或其它的结果随时间的发展,例如,可证明训练效果。并且,在目前或其它的应用中,ωr的置信区间可被估计,其小于整个测量区间,例如15-120Hz,但对于最大响应频率位于所述区间内的概率p大于预定值,如p>95%仍然足够大。
[0103] 这可减少下一个测量系列中的测量点的数量,下一个测量系列在一天或几天后可被记录,例如,并存储在数据存储器201(图6)中。数据存储器201可存储在一段时间期间记录的几个这样的测量系列,如1~4周每天一个测量系列,和/或仅存储每个测量系列内的特定的频率ωr,该特定的频率ωr导致,例如,最大振幅衰减或相移。
[0104] 当然,统计分析、趋势分析等可对一个或更多的测量或计算结果进行,不仅仅针对上述的频率进行。如在专利权利要求中使用的词语“计算组值”旨在包括任何已知类型的统计分析、趋势分析以及对例如作为测量点(ωi,Ri)的测量系列存储在数据存储器201中的一个或更多的测量或计算结果进行的其它形式的分析。
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