[发明专利]一种基于脉搏波监测的肌肉训练装置及方法在审

专利信息
申请号: 202011132735.1 申请日: 2020-10-21
公开(公告)号: CN112370027A 公开(公告)日: 2021-02-19
发明(设计)人: 宋乐;贾逸凡;沈卓凡;王明;刘哲怡;吴玉叶;刘钰;陈明星;李奇 申请(专利权)人: 天津大学
主分类号: A61B5/02 分类号: A61B5/02;A61B17/12;A61H1/00;A61B5/026
代理公司: 天津市北洋有限责任专利代理事务所 12201 代理人: 刘子文
地址: 300072*** 国省代码: 天津;12
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摘要:
搜索关键词: 一种 基于 脉搏 监测 肌肉 训练 装置 方法
【权利要求书】:

1.一种基于脉搏波监测的肌肉训练装置,其特征在于,包括脉搏波感控模块、自适应调控模块和压力执行模块组成,所述脉搏波感控模块由指夹式脉搏波传感器与整形调理电路组成,所述自适应调控模块由脉搏波-血管闭塞程度算法模块、控制器及其配套电路组成;所述压力执行模块由压力设置模块、气路、气囊、气泵、压力调控模块组成,所述气囊包括气囊内胆和气囊包。

2.一种基于脉搏波监测的肌肉训练方法,基于权利要求1所述肌肉训练装置,其特征在于,包括以下步骤:

(1)使用者佩戴肌肉训练装置,在脚趾端或手指端夹持脉搏波传感器,在大腿根部或上臂位置佩戴气囊,启动肌肉训练装置;

(2)在控制器的控制下,气泵对气囊进行充气,通过压力调控模块内的气体压力传感器实时监测气囊内压力,所述脉搏波传感器实时监测使用者脉搏波信号,控制器内实时计算血流参数,当控制器判断血流动力学状态达到理想状态时,控制器控制气泵停止充气,并通过语音或屏幕显示提示预充气结束,可以开始训练;

(3)使用者开始训练,训练过程中,所述控制器通过所述脉搏波传感器实时监测脉搏波信号,通过气体压力传感器实时监测气囊内压力,控制器对脉搏波信号和气囊内压力进行实时计算分析得出压力修正值,所述控制器根据压力修正值控制气泵对所述气囊内压力进行实时控制;

(4)使用者训练结束时,终止肌肉训练装置运行,控制器控制气泵快速卸去气囊内压力。

3.根据权利要求2所述一种基于脉搏波监测的肌肉训练方法,其特征在于,所述控制器的控制流程具体如下:

1)分析脉搏波数据,获取使用者训练区域生理状态信息;对于经脉搏波传感器获得的脉搏波数据,每经过时间间隔T,T的值大于脉搏波的一个典型周期,提取若干个连续周期的脉搏波,由控制器内预设算法计算能够反映血流受阻程度的特征值,包括收缩压Ps、舒张压Pd、平均动脉压Pm、波形特征量推算出训练区域血流动力学状态信息,与预设理想状态进行比较,计算出压力调节的修正值V1即理想修正值;V1>0时,指示当前压力需要增大;V1<0时,指示当前压力需要减小;

2)监控气囊内压力,避免压力突变或超出安全范围;对于经气体压力传感器获得的气囊内压力数据,每经过一个时间间隔T0,T0取3~5s,表示脉搏波的若干个典型周期,计算气囊内压力数据的变化量ΔV=Vc-Vp和压力数据随时间的变化率α=ΔV/T0,其中Vc、Vp分别为当前气囊压力和T0前的气囊压力,参考预设气囊压力变化率最大允许值αm、预设最大训练压力Vmax、预设最小训练压力Vmin,计算出压力调节的修正值V2即稳定修正值;V2>0时,指示当前压力需要增大;V2<0时,指示当前压力需要减小;V2计算方式如下:

3)对于获得的两个修正值,即理想修正值V1和稳定修正值V2,控制器将计算控制修正值V3,作为控制器调控压力的实际依据,具体地,控制器将优先响应对稳定修正值V2的调节,维持压力的恒定,在此基础上响应对理想修正值V1的调节;V3计算方式如下:

根据V3的正负,控制气泵对所述气囊内压力进行调节;V3>0时,指示当前压力需要增大;V3<0时,指示当前压力需要减小;根据V3的绝对值,控制排气的速度和时间。

4.根据权利要求3所述一种基于脉搏波监测的肌肉训练方法,其特征在于,所述血流动力学状态信息包括血压、前述波形特征量以及由此计算的其他血流参数,所述血压包括收缩压、舒张压、平均动脉压。

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