一種基于電阻抗成像的男性性功能評估方法及監(jiān)測裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于電阻抗成像的男性性功能評估方法及監(jiān)測裝置，即通過在平角或三角內(nèi)褲前側(cè)的兩腿之間區(qū)域，布置具有壓阻特性的柔性導(dǎo)電橡膠材料的壓力監(jiān)測墊以及溫度傳感器，通過電阻抗成像技術(shù)測量壓力監(jiān)測墊內(nèi)部受力時不同的電導(dǎo)率的分布，繼而根據(jù)該壓阻材料的特性，在排除溫度對壓阻材料電導(dǎo)率的影響下重建出壓力監(jiān)測墊所承受的壓力分布。該方法及裝置能連續(xù)、動態(tài)地監(jiān)測和記錄男性陰莖勃起過程中對內(nèi)褲接觸區(qū)域的頂壓情況及其變化過程，尤其適用于男性夜間勃起狀態(tài)的監(jiān)測，實現(xiàn)對被監(jiān)測男性性功能的真實、客觀評估。本發(fā)明的可用于監(jiān)測陰莖勃起狀態(tài)的男性性功能評估方法及監(jiān)測裝置，具有穿戴自然、方便，對被監(jiān)測者的心理影響小，可長時間連續(xù)監(jiān)測，結(jié)果可靠、準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】
一種基于電阻抗成像的男性性功能評估方法及監(jiān)測裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種男性性功能的評估方法及其醫(yī)用電子儀器，特別是涉及一種可用于評估男性性功能的動態(tài)監(jiān)測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]男性性功能障礙一般包括器質(zhì)性ED(Erectile Dysfunct1n)和心理性ED，如器質(zhì)性陽痿和心理性陽痿等，而從陰莖的勃起功能狀態(tài)來看，心理性陽痿患者在不性交時可有暫時的近似正常的勃起。由于睡眠狀態(tài)下去除了清醒時大腦皮層的抑制作用，夜間勃起不受心理因素的影響，能很好的反映患者的潛在勃起功能，故臨床上將夜間陰莖勃起(nocturnal penile tumescence，NPT)測定作為診斷ED的首選方法，特別適用于區(qū)分器質(zhì)性ED和心理性ED，它是一種簡單、實用、無創(chuàng)的診斷ED的方法。調(diào)查研究顯示，40歲以上的城市男性中ED發(fā)病率約為73.1%，并且對于20-40歲的青年，日常生活和工作中的壓力而導(dǎo)致的焦慮、緊張、抑郁等不良情緒，失敗的性生活經(jīng)歷，或者家庭生活不和諧等因素，會有可能影響在性活動中本應(yīng)存在的積極、客觀的、真實的認(rèn)知評價，對自己的性功能產(chǎn)生懷疑，產(chǎn)生不自信的心理，甚至產(chǎn)生心理性障礙。因此區(qū)別不同病人的ED類型和程度的相關(guān)監(jiān)測儀器急需被社會所需求。
[0003]目前國內(nèi)外有多種男性性功能監(jiān)測儀器，陰莖硬度儀RigiScan和NEVA以及國內(nèi)很多模仿RigiScan的國產(chǎn)陰莖硬度監(jiān)測儀，雖然這些監(jiān)測儀均能顯示夜間陰莖勃起的全過程，各有其優(yōu)缺點(diǎn):RigiScan能測定陰莖勃起的硬度和直徑，不能鑒別ED的類型;NEVA能在陰莖勃起圖形中較直觀顯示ED類型(如動脈供血不足、靜脈漏)，NEVA可連續(xù)測定陰莖勃起次數(shù)、持續(xù)時間、長度、粗細(xì)和血容量變化，通過檢測陰莖血容量變化的電生理阻抗參數(shù)可間接獲得陰莖血容量的變化;但是NEVA是間接反映被監(jiān)測者的性功能，無法直接反映其性功能，而且其精確度還有待商榷。除此以外，上述監(jiān)測方法，由于實現(xiàn)原理上的局限，均無法獲得被監(jiān)測者的陰莖勃起軸向力，而陰莖的勃起軸向硬度又是性交活動中最重要的一項。更為重要的是，上述評估和監(jiān)測儀器均需要在患者陰莖上套上一個或多個壓力檢測環(huán)，并需要專門的導(dǎo)線連接到捆綁在大腿上的記錄盒上；由此，使得ED患者不但在使用時極為不便和影響日常生活，更嚴(yán)重的是會對本來已是心里性H)的患者增加嚴(yán)重的心理負(fù)擔(dān)和負(fù)面影響，從而導(dǎo)致上述儀器的性功能評估結(jié)果受主觀影響大、可信度低等不足。到目前為止，由于上述兩種儀器由于使用不便、可信度低、系統(tǒng)復(fù)雜且價格昂貴等原因，未能被臨床廣為所用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明旨在提供一種基于電阻抗成像的男性性功能評估方法及監(jiān)測裝置，以內(nèi)褲為載體，利用基于電阻率成像技術(shù)的壓力監(jiān)測墊、溫度傳感器及微型信號記錄存儲裝置，實現(xiàn)對陰莖勃起過程中的硬度(尤其是可較好反映男性性功能的軸向硬度)實時監(jiān)測和記錄；該穿戴式裝置操作簡單、使用方便，被監(jiān)測者心理更容易接受，可在醫(yī)院、家庭以更接近自然睡眠狀態(tài)的情況下完成動態(tài)監(jiān)測，極大地減少外界干擾和消除患者對監(jiān)測的心里負(fù)擔(dān)，提高臨床醫(yī)生對男性性功能的診斷的客觀性和可信性。同時，配合相應(yīng)NPT參數(shù)分析及性功能評估軟件，使監(jiān)測結(jié)果易于醫(yī)生或者患者觀察和對性功能的快速、準(zhǔn)確評估。
[0005]本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下的技術(shù)方案來實現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出的一種基于電阻抗成像的男性性功能評估方法及監(jiān)測裝置，其包括:普通棉質(zhì)彈性三角或平角內(nèi)褲，嵌入貼附或縫于內(nèi)褲纖維上的信號傳感及采集的壓力監(jiān)測墊；以及存儲裝置、導(dǎo)線、電池等附件，PC(個人計算機(jī))軟件分析部分。
[0006]本發(fā)明公開的一種基于電阻抗成像的男性性功能監(jiān)測裝置，主要包括壓力監(jiān)測墊、埋在壓力監(jiān)測墊內(nèi)部的溫度傳感器、連接在壓力監(jiān)測墊邊緣的注入電極、連接在壓力監(jiān)測墊四周的多個均勻分布的接收電極、連接在接收電極和溫度傳感器以及導(dǎo)線在一起的信號采集電路部分。
[0007]所述的壓力監(jiān)測墊采用柔性導(dǎo)電橡膠材料制作，所述的柔性導(dǎo)電橡膠材料是由炭黑或者納米粒子等復(fù)合導(dǎo)電材料填充到硅橡膠中形成的，具有獨(dú)特壓阻效應(yīng)。所述的壓力監(jiān)測墊的上下表面，以及壓力監(jiān)測墊與注入電極和接受電極連接處均涂有柔性絕緣材料，以防止外界接觸物對壓力監(jiān)測墊的電干擾
所述的信號采集電路包含多個分路，每一個分路都通過導(dǎo)線與一個接收電極或者溫度傳感器相連，接收電極檢測到的電壓信號或溫度傳感器檢測到的溫度信號通過導(dǎo)線傳輸?shù)叫盘柌杉娐返牟煌致?。信號采集電路的每個分路的電路結(jié)構(gòu)均相同，主要包括:與導(dǎo)線相連的運(yùn)算放大電路、與運(yùn)算放大電路輸出端相連的濾波電路、與濾波電路輸出端相連的差分放大電路與差分放大電路輸出端相連的A/D轉(zhuǎn)換電路四部分。
[0008]本發(fā)明同時公開的一種基于電阻抗成像的男性性功能評估方法，其主要原理是，通過測量具有壓阻特性的柔性材料在受力時所產(chǎn)生的電阻率改變，從而逆推獲得所受的壓力分布情況，實現(xiàn)在陰莖勃起過程中動態(tài)連續(xù)的監(jiān)測陰莖因膨脹對內(nèi)褲的頂壓力分布及其變化情況，并獲得可反映男性性功能的陰莖勃起的軸向硬度。其中，置于內(nèi)褲夾層的壓力監(jiān)測墊，采用具有壓阻特性的柔性，作為柔性壓力監(jiān)測系統(tǒng)的主體，通過連接在壓力監(jiān)測墊上的注入電極向監(jiān)測墊內(nèi)注入一微弱安全電流;然后，經(jīng)由布置在該監(jiān)測墊四周的接收電極采集相應(yīng)的電壓響應(yīng)信號；進(jìn)而，采用電阻抗成像技術(shù)通過測量監(jiān)測墊柔性導(dǎo)電橡膠材料在受力時電阻率的變化及不同分布，根據(jù)電阻抗成像算法計算和解調(diào)，得到壓力監(jiān)測墊內(nèi)部的不同受力時的電導(dǎo)率分布，進(jìn)而根據(jù)該壓阻材料的力阻特性逆推出壓力監(jiān)測墊所承受的壓力分布，繼而測得反映陰莖勃起狀態(tài)的軸向硬度。所述的電阻抗成像算法，需由溫度傳感器監(jiān)測定壓力監(jiān)測墊的溫度，通過分析并排除溫度對壓阻材料電阻率變化的影響。
[0009]采用本發(fā)明男性性功能監(jiān)測裝置的監(jiān)測方法和步驟如下:
1)通過所述的注入電極向壓力監(jiān)測墊注入激勵電流信號，然后由所述的接收電極采集對激勵電流信號的響應(yīng)電壓信號，同時由所述的溫度傳感器測量壓力監(jiān)測墊內(nèi)部的溫度。當(dāng)壓力監(jiān)測墊受到一定壓力時，由于導(dǎo)電橡膠的壓阻特性，造成導(dǎo)電橡膠內(nèi)部電阻率發(fā)生變化，壓力大小與電阻率變化大小具有一定的比例關(guān)系。另外溫度的變化也會導(dǎo)致導(dǎo)電橡膠電阻率發(fā)生變化，在檢測壓力時需要去除溫度因素的影響，因此需要測量壓力監(jiān)測墊內(nèi)部的溫度；
2)所述的接收電極采集的響應(yīng)電壓信號輸送給所述的信號采集電路一個分路中的具有高輸入阻抗的運(yùn)算放大器進(jìn)行緩沖放大，消除接觸阻抗的影響，同時，由溫度傳感器采集的溫度信息也經(jīng)導(dǎo)線傳輸給另一路運(yùn)算放大器進(jìn)行緩沖放大；
3)分別由兩路運(yùn)算放大器放大的電壓信號和溫度信息分別經(jīng)該路的濾波電路進(jìn)行濾波處理，去除干擾成分；
4)濾波后得到的電壓信號和溫度信息分別輸入到該路的差分放大電路進(jìn)行進(jìn)一步的放大處理；
5)放大后得到的電壓信號和溫度信息分別輸入高精度的高速A/D轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。采用電阻抗成像技術(shù)進(jìn)行計算和解調(diào)，并去除溫度影響因素，得到壓力監(jiān)測墊內(nèi)部電導(dǎo)率變化情況；
6)最后，根據(jù)導(dǎo)電橡膠壓力大小和電阻率變化大小之間的壓阻特性關(guān)系得到壓力監(jiān)測墊所受壓力大小的分布。
[0010]上述微型信號記錄及存儲盒通過控制注入電極及接收電極的微電流，運(yùn)用電阻抗成像技術(shù)采集到感測區(qū)域的數(shù)據(jù)信號，再通過后續(xù)經(jīng)過微型信號記錄及存儲盒中的放大、檢波和低通濾波等信號處理，并利用A/D轉(zhuǎn)換裝置將所述數(shù)據(jù)信息進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換后，最后利用信號的記錄和存儲裝置，實現(xiàn)連續(xù)、動態(tài)地記錄獲取反映陰莖及其龜頭勃起過程中內(nèi)褲對應(yīng)區(qū)域的分布式受力成像情況。其中，所述的信號記錄及存儲裝置包括可取下的SD卡/flash存儲模塊;可取下的SD卡/flash存儲裝置，有助于后期信息保存及回放和仔細(xì)分析，同時可以備份數(shù)據(jù)信息，有效防止數(shù)據(jù)信息的丟失。
[0011]上述的信號記錄及存儲裝置還設(shè)有主控單元、供電電源、行列電子開關(guān)、數(shù)據(jù)傳輸裝置、指示燈、按鈕、顯示工作狀態(tài)和時間的小屏幕。其中，所述的主控單元負(fù)責(zé)整個智能內(nèi)褲監(jiān)測工作的控制和協(xié)調(diào)，尤其是按一定的時序控制壓力監(jiān)測墊接收電極開關(guān)的選通，實現(xiàn)各個傳感單元的快速掃描和壓力信號采集。所述電源分別與所述的壓力成像監(jiān)測墊、信號處理單元、主存儲單元及顯示工作狀態(tài)和時間的小屏幕等連接。
[0012]上述的信號記錄及存儲裝置可以合成一個長條形、薄的微型記錄盒，微型記錄盒可以貼放或者縫在被監(jiān)測者的內(nèi)褲邊沿上，其通過導(dǎo)線與壓力監(jiān)測墊，接收其送入的壓力信號，并輸出傳感單元選通控制信號，電池安放于記錄盒內(nèi)，為其提供工作電源。
[0013]上述的數(shù)據(jù)傳輸裝置包括有線USB接口或者無線通訊發(fā)送裝置;通過USB線纜可連接至后端PC軟件分析部分，將微型記錄盒的數(shù)據(jù)載入PC機(jī)，通過現(xiàn)有的電阻抗成像技術(shù)進(jìn)行計算和解調(diào)，得到壓力監(jiān)測墊I的電阻率分布，在排除溫度的影響因素下，進(jìn)而根據(jù)導(dǎo)電橡膠材料的壓力大小和電阻率變化大小對應(yīng)的壓阻特性關(guān)系得到壓力監(jiān)測墊上的壓力分布，實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的離線分析和性功能的離線評估;或者，如有需要，可以采用無線通訊方式(包括如藍(lán)牙、無線路由(WIFI)等短距離無線通訊的方式，也可通過如GPRS、4G網(wǎng)絡(luò)移動通信網(wǎng)等長距離無線通訊方式)進(jìn)行監(jiān)測數(shù)據(jù)信息的實時傳遞，可在被監(jiān)測者自己的手機(jī)、PC機(jī)上實時記錄和分析陰莖勃起狀態(tài);或者，亦可以在采取相關(guān)措施保護(hù)被監(jiān)測者隱私的前提條件下，實現(xiàn)多患者在院內(nèi)的短程無線遙測、院外的遠(yuǎn)程實時監(jiān)測等以“一個監(jiān)護(hù)中心-多個患者終端”的組網(wǎng)方式動態(tài)、連續(xù)地監(jiān)測。
[0014]上述的PC(個人計算機(jī))軟件分析部分，在完成相應(yīng)的NPT參數(shù)分析及性功能的評估算法和判別，并應(yīng)用相應(yīng)的電阻抗成像算法，可在監(jiān)護(hù)終端軟件很好地再現(xiàn)壓力感測區(qū)域的壓力分布圖像，并用不同顏色深度表示對應(yīng)壓力值來確定陰莖勃起狀態(tài)信息及變化過程，獲得不同時間內(nèi)被監(jiān)測男性的陰莖勃起的軸向硬度、勃起程度、勃起方向等信息，實現(xiàn)對其性功能的準(zhǔn)確評估和診斷。
[0015]本發(fā)明的重點(diǎn)是陰莖夜間勃起狀態(tài)以及陰莖軸向硬度的電阻抗成像壓力監(jiān)測方法、監(jiān)護(hù)裝置與內(nèi)褲結(jié)合的可穿戴式技術(shù)，以及采用電阻抗成像技術(shù)及溫度傳感器對陰莖軸向壓力和內(nèi)褲溫度監(jiān)測的運(yùn)用，其中，關(guān)于信號記錄存儲裝置、信號發(fā)射裝置、嵌入式主控制模塊、人機(jī)交互模塊和各電路模塊、元器件的低功耗、微型化設(shè)計，以及PC軟件及相關(guān)分析算法等部分，可參考有關(guān)技術(shù)資料。
[0016]本發(fā)明所述的柔性壓力監(jiān)測系統(tǒng)采用導(dǎo)電橡膠作為壓力監(jiān)測墊的主要材料，不僅結(jié)構(gòu)、工藝簡單，成本較低，還保證了整個壓力檢測墊具有較好的柔性，可隨壓力發(fā)生彎曲變形，同時利用電阻率成像技術(shù)計算壓力監(jiān)測墊電阻率的變化，注入電極和接收電極都分布在壓力監(jiān)測墊四周，避免了向壓力監(jiān)測墊中植入較多傳感器，減少了導(dǎo)線和線路，使用方便，也有利于后期系統(tǒng)維護(hù)和維修處理。
[0017]本發(fā)明所述的柔性壓力監(jiān)測系統(tǒng)由于采用電阻抗成像技術(shù)，只需要在壓力監(jiān)測墊四周布置電極，不會影響壓力監(jiān)測墊對壓力的反映，同時通過注入電極向壓力監(jiān)測墊中注入電流，提高了接收電極接收電壓的信號強(qiáng)度和測量精度，還可通過密布接受電極數(shù)量進(jìn)一步提高測量精度和分辨率。
[0018]
【附圖說明】
[0019]參考所附附圖，以更加充分的描述本發(fā)明的實施例。然而，所附附圖僅用于說明和闡述，并不構(gòu)成對本發(fā)明范圍的限制。
[0020]圖1是本發(fā)明實施例中一種基于電阻抗成像的男性性功能評估方法及監(jiān)測裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2是本發(fā)明實施例中一種基于電阻抗成像的男性性功能評估方法及監(jiān)測裝置功能原理結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖3是本發(fā)明實施例中一種基于電阻抗成像的男性性功能評估方法及監(jiān)測裝置的信號處理流程圖。
[0023]
具體實施例
本發(fā)明旨在提供一種基于電阻抗成像的男性性功能評估方法及監(jiān)測裝置，以內(nèi)褲為載體，利用分布式壓力薄膜傳感器、微型信號記錄存儲裝置，實現(xiàn)對陰莖勃起過程中的硬度(尤其是可較好反映男性性功能的軸向硬度)實時監(jiān)測和記錄;該穿戴式裝置操作簡單、使用方便，被監(jiān)測者心理更容易接受，可在醫(yī)院、家庭以更接近自然睡眠狀態(tài)的情況下完成動態(tài)監(jiān)測，極大地減少外界干擾和消除患者對監(jiān)測的心里負(fù)擔(dān)，提高臨床醫(yī)生對男性性功能的診斷的客觀性和可信性。同時，配合相應(yīng)NPT參數(shù)分析及性功能評估軟件，使監(jiān)測結(jié)果易于醫(yī)生或者患者觀察和對性功能的快速、準(zhǔn)確評估。
[0024]本發(fā)明同時公開的一種基于電阻抗成像的男性性功能評估方法，其主要原理是，通過測量具有壓阻特性的柔性材料在受力時所產(chǎn)生的電阻率改變，從而逆推獲得所受的壓力分布情況，實現(xiàn)在陰莖勃起過程中動態(tài)連續(xù)的監(jiān)測陰莖因膨脹對內(nèi)褲的頂壓力分布及其變化情況，并獲得可反映男性性功能的陰莖勃起的軸向硬度。其中，置于內(nèi)褲夾層的壓力監(jiān)測墊，采用具有壓阻特性的柔性，作為柔性壓力監(jiān)測系統(tǒng)的主體，通過連接在壓力監(jiān)測墊上的注入電極向監(jiān)測墊內(nèi)注入一微弱安全電流;然后，經(jīng)由布置在該監(jiān)測墊四周的接收電極采集相應(yīng)的電壓響應(yīng)信號；進(jìn)而，采用電阻抗成像技術(shù)通過測量監(jiān)測墊柔性導(dǎo)電橡膠材料在受力時電阻率的變化及不同分布，根據(jù)電阻抗成像算法計算和解調(diào)，得到壓力監(jiān)測墊內(nèi)部的不同受力時的電導(dǎo)率分布，進(jìn)而根據(jù)該壓阻材料的力阻特性逆推出壓力監(jiān)測墊所承受的壓力分布，繼而測得反映陰莖勃起狀態(tài)的軸向硬度。所述的電阻抗成像算法，需由溫度傳感器監(jiān)測定壓力監(jiān)測墊的溫度，通過分析并排除溫度對壓阻材料電阻率變化的影響。
[0025]如圖1所示，本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下的技術(shù)方案來實現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出的一種基于電阻抗成像的男性性功能監(jiān)測裝置，其包括:普通棉質(zhì)彈性三角或平角內(nèi)褲I，嵌入貼附或縫于內(nèi)褲纖維上的壓力監(jiān)測墊2、埋在壓力監(jiān)測墊內(nèi)部的溫度傳感器2、連接在壓力監(jiān)測墊邊沿上注入電極5、連接在壓力監(jiān)測墊四周的多個均勻分布的接收電極6、信號采集電路及存儲裝置3、導(dǎo)線4、電池等附件，PC(個人計算機(jī))軟件分析部分。
[0026]所述的壓力監(jiān)測墊2由填充10%CB3100炭黑的柔性導(dǎo)電橡膠制成，具有壓阻特性。壓力監(jiān)測墊2內(nèi)部植入有溫度傳感器7，壓力監(jiān)測墊2的上、下表面以及監(jiān)測墊與注入電極和接收電極連接處均涂有柔性絕緣漆，用以防止外界接觸物對壓力監(jiān)測墊的電干擾。
[0027]所述的信號采集電路3包含多個分路，每一個分路都通過導(dǎo)線4與一個接收電極4或溫度傳感器2相連，接收電極4檢測到的電壓信號或溫度傳感器2檢測到的溫度信號通過導(dǎo)線5傳輸?shù)叫盘柌杉娐?0的不同分路。信號采集電路10的每個分路的電路結(jié)構(gòu)均相同，主要包括:與導(dǎo)線相連的運(yùn)算放大電路、與運(yùn)算放大電路輸出端相連的濾波電路、與濾波電路輸出端相連的差分放大電路和與差分放大電路輸出端相連的A/D轉(zhuǎn)換電路。
[0028]本發(fā)明的實施例的壓力監(jiān)測墊2設(shè)計厚度為2mm，設(shè)計形狀為帶圓角的正方形，邊長為30cm，一對注入電極均采用厚度1.5mm的方形銀片或銅片，尺寸為lcm*lcm。16個接收電極采用圓形銀片或銅片，厚度同樣為1.5mm，直徑為lcm。通過注入電極5向壓力監(jiān)測墊2注入電流I，例如注入幅值為ImA頻率為500KHz的正弦電流，則接收電極6可以檢測到響應(yīng)電壓信號信號，當(dāng)壓力監(jiān)測墊2承受一定壓力時，內(nèi)部的導(dǎo)電橡膠電阻率發(fā)生了變化，此時響應(yīng)電壓信號也發(fā)生了變化。通過接收電極6上的導(dǎo)線將響應(yīng)電壓信號輸送給信號采集電路中的一路分路。另外溫度傳感器7檢測壓力監(jiān)測墊2內(nèi)的溫度信息T，通過連接導(dǎo)線將溫度信息T輸送給信號采集電路3中的另一路分路。
[0029]輸送入信號采集電路3的電壓信號和溫度信息T進(jìn)入所在分路的運(yùn)算放大器先進(jìn)行放大處理，運(yùn)算放大器輸出信號輸送給濾波電路濾波，去除干擾。濾波后的信號輸送給差分放大電路進(jìn)行進(jìn)一步放大，經(jīng)差分放大電路放大輸出的信號
輸送給A/D轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換和采集。最后通過現(xiàn)有的電阻抗成像技術(shù)進(jìn)行計算和解調(diào)，得到壓力監(jiān)測墊I的電阻率分布，在排除溫度的影響因素下，進(jìn)而根據(jù)導(dǎo)電橡膠材料的壓力大小和電阻率變化大小性對應(yīng)的壓阻特性關(guān)系得到壓力監(jiān)測墊上的壓力分布，繼而反映陰莖勃起的軸向硬度。
[0030]上述的陰莖勃起過程中微型信號記錄及存儲盒通過控制注入電極及接收電極的微電流，運(yùn)用電阻抗成像技術(shù)采集到感測區(qū)域的電阻抗分布數(shù)據(jù)信號，再通過后續(xù)經(jīng)過微型信號記錄及存儲盒中的放大、檢波和低通濾波等信號處理，并利用A/D轉(zhuǎn)換裝置將所述數(shù)據(jù)信息進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換后，最后利用信號的記錄和存儲裝置，實現(xiàn)連續(xù)、動態(tài)地記錄獲取反映陰莖及其龜頭勃起過程中內(nèi)褲對應(yīng)區(qū)域的分布式受力成像情況。其中，所述的信號記錄及存儲裝置包括可取下的SD卡/flash存儲模塊;可取下的SD卡/flash存儲裝置，有助于后期信息保存及回放和仔細(xì)分析，同時可以備份數(shù)據(jù)信息，有效防止數(shù)據(jù)信息的丟失。
[0031]上述的信號記錄及存儲裝置還設(shè)有主控單元、供電電源、行列電子開關(guān)、數(shù)據(jù)傳輸裝置、指示燈、按鈕、顯示工作狀態(tài)和時間的小屏幕。其中，所述的主控單元負(fù)責(zé)整個智能內(nèi)褲監(jiān)測工作的控制和協(xié)調(diào)，尤其是按一定的時序控制網(wǎng)格傳感系統(tǒng)的行列掃描電子開關(guān)的選通，實現(xiàn)各個傳感單元的快速掃描和壓力信號采集。所述電源分別與所述的壓力成像監(jiān)測墊、信號處理單元、主存儲單元及顯示工作狀態(tài)和時間的小屏幕等連接。
[0032]上述的一種基于電阻抗成像的男性性功能評估方法及監(jiān)測裝置，其中所述信號記錄及存儲裝置可以合成一個長條形、薄的微型記錄盒，微型記錄盒可以貼放或者縫在被監(jiān)測者的內(nèi)褲邊沿上，其通過導(dǎo)線與壓力監(jiān)測墊連接，接收其送入的壓力信號，并輸出傳感單元選通控制信號，電池安放于記錄盒內(nèi)，為其提供工作電源。
[0033]其中，所述的數(shù)據(jù)傳輸裝置包括有線USB接口或者無線通訊發(fā)送裝置;通過USB線纜可連接至后端PC軟件分析部分，將微型記錄盒的數(shù)據(jù)載入PC機(jī)，通過現(xiàn)有的電阻抗成像技術(shù)進(jìn)行計算和解調(diào)，得到壓力監(jiān)測墊I的電阻抗分布，在排除溫度的影響因素下，進(jìn)而根據(jù)導(dǎo)電橡膠材料的壓力大小和電阻率變化大小性對應(yīng)的壓阻特性關(guān)系得到壓力監(jiān)測墊上的壓力分布，實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的離線分析和性功能的離線評估;或者，如有需要，可以采用無線通訊方式(包括如藍(lán)牙、無線路由(WIFI)等短距離無線通訊的方式，也可通過如GPRS、4G網(wǎng)絡(luò)移動通信網(wǎng)等長距離無線通訊方式)進(jìn)行監(jiān)測數(shù)據(jù)信息的實時傳遞，可在被監(jiān)測者自己的手機(jī)、PC機(jī)上實時記錄和分析陰莖勃起狀態(tài);或者，亦可以在采取相關(guān)措施保護(hù)被監(jiān)測者隱私的前提條件下，實現(xiàn)多患者在院內(nèi)的短程無線遙測、院外的遠(yuǎn)程實時監(jiān)測等以“一個監(jiān)護(hù)中心-多個患者終端”的組網(wǎng)方式動態(tài)、連續(xù)地監(jiān)測。
[0034]上述的PC(個人計算機(jī))軟件分析部分，在完成相應(yīng)的NPT參數(shù)分析及性功能的評估算法和判別，并應(yīng)用相應(yīng)的電阻抗成像算法，可在監(jiān)護(hù)終端軟件很好地再現(xiàn)壓力感測區(qū)域的壓力分布圖像，并用不同顏色深度表示對應(yīng)壓力值來確定陰莖勃起狀態(tài)信息及變化過程，獲得不同時間內(nèi)被監(jiān)測男性的陰莖勃起的軸向硬度、勃起程度、勃起方向等信息，實現(xiàn)對其性功能的準(zhǔn)確評估和診斷。
[0035]本發(fā)明的重點(diǎn)是陰莖夜間勃起狀態(tài)以及陰莖軸向硬度的電阻抗成像壓力監(jiān)測方法、監(jiān)護(hù)裝置與內(nèi)褲結(jié)合的可穿戴式技術(shù)，以及采用電阻抗成像技術(shù)對陰莖軸向壓力的運(yùn)用，其中，關(guān)于信號記錄存儲裝置、信號發(fā)射裝置、嵌入式主控制模塊、人機(jī)交互模塊和各電路模塊、元器件的低功耗、微型化設(shè)計，以及PC軟件及相關(guān)分析算法等部分，可參考有關(guān)技術(shù)資料。
[0036]本發(fā)明柔性壓力檢測系統(tǒng)可以在安全的條件下通過提高注入電流大小、增加接收電極的數(shù)量和采用多個周期數(shù)據(jù)平均等手段來進(jìn)一步提高壓力檢測的精度和分辨率。除此之外，壓力檢測墊、注入電極和接收電極的形狀和尺寸、溫度傳感器的數(shù)量和位置可根據(jù)實際需要進(jìn)行選擇。
【主權(quán)項】
1.一種基于電阻抗成像的男性性功能評估方法及監(jiān)測裝置，其特征在于:該監(jiān)測裝置構(gòu)成主要包括: (1)在平角或三角內(nèi)褲前側(cè)的兩腿之間區(qū)域，均勻布置具有壓阻特性的壓力監(jiān)測墊，該壓力監(jiān)測墊安置于內(nèi)褲前側(cè)的夾層中，或貼附或縫在內(nèi)褲的前側(cè)內(nèi)表面； (2)壓力監(jiān)測墊內(nèi)置有具有壓阻特性的柔性導(dǎo)電橡膠材料，作為壓力監(jiān)測裝置的傳感器敏感器件部分； (3)壓力監(jiān)測墊四周均勻布置有多對微電流注入電極及接收電極，注入電極和接收電極數(shù)量可根據(jù)壓力監(jiān)測的精度而定，注入電極和接收電極的形狀和尺寸可根據(jù)實際情況而抉擇； (4)壓力監(jiān)測墊內(nèi)還可埋設(shè)溫度傳感器，數(shù)量和位置可根據(jù)實際需要進(jìn)行選擇。2.如權(quán)利要求1所述的一種基于電阻抗成像的男性性功能評估方法及監(jiān)測裝置，其特征在于:該評估方法的主要原理為:所述的壓力監(jiān)測墊通過測量其內(nèi)置的柔性壓阻敏感材料在受陰莖勃起頂壓力時的電阻率變化及其分布情況，再根據(jù)電阻抗成像技術(shù)逆推重構(gòu)該壓力監(jiān)測墊的內(nèi)部電阻抗分布圖像，最后，根據(jù)該壓阻材料的壓力大小與電阻率變化大小的比例關(guān)系，逆推得到陰莖勃過程中對內(nèi)褲的頂壓力分布圖像及其變化情況，由此，實現(xiàn)對陰莖勃起的軸向硬度的動態(tài)監(jiān)測和男性性功能的評估。3.如權(quán)利要求1所述的一種基于電阻抗成像的男性性功能評估方法及監(jiān)測裝置，其特征在于:通過注入電極向壓力監(jiān)測墊內(nèi)注入激勵電流信號，然后由接收電極采集激勵電流信號產(chǎn)生的響應(yīng)電壓信號，同時由溫度傳感器測量壓力監(jiān)測墊內(nèi)的溫度，排除溫度影響因素對壓電監(jiān)測墊壓阻特性相關(guān)的影響，得到壓力監(jiān)測墊的內(nèi)部電導(dǎo)率分布。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于電阻抗成像的男性性功能評估方法及監(jiān)測裝置，其特征在于:壓力監(jiān)測墊測量所得的電壓響應(yīng)信號經(jīng)信號采樣、處理、存儲，即實現(xiàn)連續(xù)、動態(tài)地記錄和獲取能反映陰莖及其龜頭勃起過程中內(nèi)褲對應(yīng)區(qū)域的作用力情況及分布范圍。5.—種基于電阻抗成像的男性性功能評估方法及監(jiān)測裝置，其特征在于:通過對反映壓力變化情況的電壓響應(yīng)信號進(jìn)一步分析，并應(yīng)用相應(yīng)的電阻抗成像算法，可在監(jiān)護(hù)終端軟件很好地再現(xiàn)壓力感測區(qū)域的壓力分布圖像，并用不同顏色深度表示對應(yīng)壓力值來確定陰莖勃起狀態(tài)信息及變化過程，獲得不同時間內(nèi)被監(jiān)測男性的陰莖勃起的軸向硬度、勃起程度、勃起方向等信息，實現(xiàn)對其性功能的準(zhǔn)確評估和診斷，為醫(yī)生診斷患者勃起功能障礙程度及類型提供依據(jù)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于電阻抗成像用于評估男性性功能的智能內(nèi)褲，其特征在于:除了安放在內(nèi)褲上的壓力監(jiān)測墊外，還包括:信號記錄及存儲盒，以及導(dǎo)線和電池等附件;所述的微型記錄盒可貼放或縫在被監(jiān)測者的內(nèi)褲邊沿上，并通過導(dǎo)線與壓力成像監(jiān)測墊連接，接收其送入的壓電信號，并輸出傳感單元選通控制信號；電池安放于信號記錄及存儲盒內(nèi)，為其提供工作電源。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于一種基于電阻抗成像的男性性功能評估方法及監(jiān)測裝置的信號記錄及存儲盒，其特征在于: (I)其內(nèi)部可設(shè)有信號處理單元、無線發(fā)射單元、控制開關(guān)、指示燈、信號采集控制按鈕以及顯示工作狀態(tài)和時間的小屏幕;所述信號處理單元分別與所述控制開關(guān)、所述指示燈、所述信號采集控制按鈕、所述存儲模塊連接； (2)其內(nèi)部還可包括可取下的SD卡/flash存儲模塊;可取下的SD卡/flash存儲裝置，有助于后期信息保存及回放和仔細(xì)分析，同時可以備份數(shù)據(jù)信息，有效防止數(shù)據(jù)信息的丟失。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于電阻抗成像的男性性功能評估方法及監(jiān)測裝置，其特征在于:監(jiān)測儀可采用對應(yīng)的三種系統(tǒng)，床邊監(jiān)測時，可采納有線型系統(tǒng)，家庭房內(nèi)可使用無線型式系統(tǒng)，遠(yuǎn)距離監(jiān)測時則采用記錄器型式系統(tǒng)。
【文檔編號】A61B5/00GK105852861SQ201610181932
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年3月25日
【發(fā)明人】賴大坤, 毛亮, 徐琦
【申請人】電子科技大學(xué)