[发明专利]用于测试和锻炼骨盆底肌肉组织的器械和系统

说明书

背景

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。

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。

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。

测量原理和测量参数

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：

ΔA=(A-A₀)/A₀   (1)

其中

A是测量的振幅，

A₀是施加的振幅，

ω是施加的振荡的角频率，以及

t是时间。

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牛顿为单位的力。

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：

-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

-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。

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：

σ=σ0sin(ωt)σ=σ0sin(ωt)---(2)]]>

λ=σ/ε   (4)

其中

σ是来自施加的振荡的应力（Pa）

ε是应变（无量纲）

ω是振荡器频率（Hz）

t是时间（s），

是在0（纯弹性）和π/2（纯粘性）之间变化的相位差，以及

λ是动态模量。