[发明专利]一种基于脉搏波监测的肌肉训练装置及方法

说明书

本发明公开一种基于脉搏波监测的肌肉训练装置及方法，训练装置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。该装置可以使使用者及处于康复训练中的患者的训练进程更加稳定可控，从而提高训练效率、改善康复疗效。

技术领域

本发明涉及智能医学领域，特别涉及一种基于脉搏波监测的智能化肌肉训练装置及方法。

背景技术

20世纪80年代中期，日本的佐藤义昭博士提出了一种被称为血液流量限制法(BFR，Blood Flow Restriction Training)的加压肌力训练法(Kaatsu Training)。BFR是指将训练带绑在肢体根部，通过限制静脉血流增加肌肉代谢压力，从而让小负荷低强度的训练也能产生与长时间高强度训练同样的生理效果的一种训练方法。

目前，国内外的BFR恢复训练方法基本一致，都是利用肌力带施加压力限制血流，然后进行步行等其他运动量较小的运动方式。如据研究结果表明，低强度、短时间的自行车运动结合BFR可以同时改善年轻男性的肌肉肥大和有氧能力。但是，以这种方式训练时，无法获知绑带施加压力是否合理，训练过程中绑带压力也不会变化，无法实时调控肌肉处于最佳状态，从而达不到最好的运动效果，甚至可能出现压力设置不当而导致训练过后肌肉的损伤。

脉搏波由心脏的节律性收缩和舒张推动血液沿着血管流动产生，由前向波和反射波叠加形成。大量研究发现脉搏波的传播特性与血管阻力、心率等人体生理参数密切相关，能够提示人体心脏能力与血管压力状态，蕴藏着极丰富的心血管系统生理信息。并且脉搏波具有特性稳定、便于无创精准测量的优点，对于测得的波形也可利用相关技术分析。

光电容积脉搏波检测分为：透射式和反射式。透射式检测方式采用红外光电传感器进行检测。光从光源发出后，透过皮肤和组织，一部分光被皮肤、肌肉、血液和指甲等吸收，一部分反射后，其余部分从手指组织中透射过来，由另一侧的光敏接受装置接收并转换成电压信号。反射式的检测方式与原理和透射式基本相同，反射式接收的是被血液吸收后反射回来的光。目前，有部分BFR训练装置或方法实现了在血流限制训练过程中将压力稳定在预设值一定范围内的目的，但施加压力具体数值的选择与设置主要依靠经验，无法确保训练的有效性和安全性。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种基于脉搏波监测的肌肉训练装置及方法。本发明克服了传统BFR的肌力效能增强系统中无法根据使用者个体特征及运动状态个性化定制最适压力(即保证训练安全性和肌力增强效率最高的压力值)而导致的肌力增强效率不高、甚至损伤肌肉的缺陷，增加基于血管闭塞程度的自适应压力匹配系统；以脉搏波为替代信号建立运动状态脉搏波与血管闭塞程度的对应模型，解决血管闭塞程度无法的动态测量问题；通过实时监测脉搏波信号实现对应最适血管闭塞程度的压力实时调控，避免肌力带锻炼刻板模式化的弊端，个性化、实时自适应调节压力，以提高锻炼效率。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种基于脉搏波监测的肌肉训练装置，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。

本发明还提供另一种技术方案如下：

一种基于脉搏波监测的肌肉训练方法，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；