CN113951877A - 一种用于摄食行为检测和分析装置 - Google Patents
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Abstract
一种用于摄食行为检测和分析装置,其至少包括,检测单元,其用于检测个体进食***的动作信号,处理单元,其用于处理动作信号,处理单元基于预设的饮食规则按照时序检查检测单元获取的个体张口、咀嚼和吞咽动作信号,当动作信号本身或者动作信号之间处理形成的饮食参数不符合饮食规则时,向外界发送报警信息,其中,张口、咀嚼和吞咽的动作信号是基于检测该动作参与相关肌细胞的静息电位逆转信号来实现的。
Description
技术领域
本发明涉及医学护理监测领域,尤其涉及一种用于摄食行为检测和分析装置。
背景技术
目前,针对一些病患或者失能人群的生活护理,尤其是针对由于患病或者年老而不能够控制其自身的进食行为的,其经常由于病理或者生理的原因而在进食时不会产生吞咽的动作或者吞咽动作产生异常,通常这些患者不能够正常进食或者进食过程、进食周期不规范,为保证该类患者维持生命正常的饮食营养摄入,需要对其的摄食行为进行检测和分析以应用至护理当中。
然而现有技术中缺乏针对个体进行饮食时按顺序产生的各部位动作变化以及变化参数来判断个体是否按照预设的规则进行饮食的方案,导致个体在进食时的情况不明,不能够很好地实现对吞咽困难的老人或者失能人员的监护,另外现有技术中缺乏对个体进食时其相关参与的肌肉的静息电位变化信号进行检测应用。另一方面,对于长时间需要监护的个体,由于看护人员工作繁忙,其通常是处于无人工看护的状态,现有技术中通常采用机器持续检测的方案来对个体的饮食情况进行监护,但是由于人员进食的时间占一天中总时间的比例很低,且进食时间不能够明确确定至某一时段,采用长时间检测的方式不仅会产生大量的检测数据以及计算任务,还会造成检测设备的能源大量损耗,尤其是对于可跟随个体移动的穿戴式检测设备,其工作续航将会收到很大的影响,而现有技术中大多采用声音传感器作为检测单元的一种,但是此种传感器不仅会产生大量的声音识别计算难度,而且在一定程度上造成个体对个人隐私泄露的担忧。
此外,一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异;另一方面由于申请人做出本发明时研究了大量文献和专利,但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容,然而这绝非本发明不具备这些现有技术的特征,相反本发明已经具备现有技术的所有特征,而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。
发明内容
针对现有技术之不足,本发明提供了一种用于摄食行为检测和分析装置,其至少包括,检测单元,其用于检测个体进食***的动作信号,处理单元,其用于处理动作信号,处理单元基于预设的饮食规则按照时序检查检测单元获取的个体张口、咀嚼和吞咽动作信号,当动作信号本身或者动作信号之间处理形成的饮食参数不符合饮食规则时,向外界发送报警信息,其中,张口、咀嚼和吞咽的动作信号是基于检测该动作参与相关肌细胞的静息电位逆转信号来实现的。
本发明通过将个体的饮食动作按照饮食***的各个部分的肌肉动作以时序的顺序进行划分,以各肌肉的静息电位产生逆转所代表的肌肉产生激励动作为基础,在机器处理中描述个体饮食的各项饮食参数,并且利用预设的符合正确或者护理需求的饮食规则来自动判定个体饮食中不规范的事件,通过自动判断,自动报警的功能使得看护人员无需时刻人工观察个体的日常生活,即可以在个体产生异常饮食时对个体进行提醒,大量减少看护人员的工作难度,提升工作效率。
优选地,张口、咀嚼和吞咽的动作信号是分别检测口轮匝肌、咬肌和咽喉肌的肌细胞的静息电位逆转信号获得的,每一次动作信号代表一次促动该肌肉的激励。
优选地,在持续检测模式过程中,采用振动或者肌电传感器构建的检测单元来检测口轮匝肌动作信号以及检测伴随性的同时或者延后声带振动信号来确定精确检测模式的开始或者切换时间,其中持续检测模式至少在检测单元数量、种类、检测数据量、数据处理量方面小于精确检测模式。
优选地,当检测到口轮匝肌动作信号并且同时或者在一段预设的延后时间内检测到伴随性的声带振动信号时,控制装置维持在持续检测模式,当未检测到声带振动信号时,控制装置开启或者切换为精确检测模式。
优选地,在精确检测模式下,处理单元接受一次或数次连续的咬肌的动作信号,基于饮食规则,按照在最后一次检测到咬肌动作信号后的一段预设时间内是否检测到咽喉肌的动作信号的方式来选择是否向外界发送报警指令。
优选地,在产生报警指令的同时,处理单元向设置在个体咽喉附近的刺激单元发送刺激指令以控制刺激单元向个体产生刺激来促进个体产生吞咽动作。
优选地,刺激至少构成为向个体咽喉部产生压力的触觉刺激以及电流刺激的一种或多种。
优选地,报警指令是由报警单元接收的,报警单元可以构成为声、光、振动或者混合报警器,或者构成为向护理人员身边的移动或固定设备。
优选地,处理单元将接收的动作信号、处理动作信号后获得的饮食参数合并发送至信息终端,信息终端形成对个体饮食过程的评价。
优选地,检测单元、处理单元均以贴合个体咽喉部并伴随个体日常生活移动的方式而构建为移动的摄食行为检测和分析装置。
附图说明
图1是本发明提供的一种优选实施方式的单元关系图;
图2是本发明所述的口部肌肉部位示意图。
图中:100、检测单元;200、处理单元;300、报警单元;400、刺激单元;500、信息终端;
具体实施方式
下面结合附图1和2进行详细说明。
本发明提供一种用于摄食行为检测和分析装置,其用于检测用户或者患者的摄食行为并且形成一定的分析结果,对于需要进行摄食行为分析的人群,其通常是具有饮食不规律、由饮食引发的生理状态异常的正常人群或者是由于患病或者生理导致的失能而导致的饮食功能缺陷的患者,例如年老的老人、先天性或者后天性痴呆患者、瘫痪患者、神经问题引发的肌肉不协调患者等等,这些患者的进食过程中所展现的生理运动规律、生理状态、进食习惯等参数与正常人员在进行类似进食过程中的常规数据具有不同,因此,需要对该类用户进行基于纠正或者监护性质的饮食检测以实现对该类患者的饮食管理,保证其饮食健康。为方便描述将本发明所述的摄食行为检测和分析的数据来源对象称为个体。
本实施例主要通过检测个体在进食时产生的进食生理参数的方式来分析得出个体进食的结果数据。本实施例中进食生理参数根据检测的目的以及检测所采用的检测单元100的不同而具有不同的数据构成,在一种实施例中,所涉及的进食生理参数至少包括人体进食时在喉部产生的振动/喉部产生的位移,则选择的检测单元100一般为压力传感器或者位移传感器,例如可以选择较薄的压电膜传感器或者微小位移传感器,相应地,可以将上述检测单元100以贴合地方式设置在个体的脖颈区域,尤其是可以设置在个体的喉部区域。人体在进行进食或者咀嚼行为时,其颈部尤其是喉部区域会产生振动或者位移,通过检测该振动的在沿个体脖颈径向的变化信号以及检测可以是喉结在个体脖颈沿轴向运动的变化信号,可以得到一个或者数个随时间进行变化的数据组,该数据组可以称为振动数据组。振动数据组中可以包含振动的幅度、振动频次、振动方向等信息,通过对振动数据组的分析,可以较为定型地分析出个体食用的食物种类、饮食时咀嚼的频次、咀嚼的难度、吞咽的频次、吞咽的难度、单次饮食的时间、总体饮食的时间等等结论性的参数,其中咀嚼的频次与振动频次有关,通过记录一端时间内呈相同幅度振动变化的数值出现的次数可以确定该振动的频次,吞咽动作的频次同理可以获得,食物种类可以有咀嚼/吞咽频次和幅度推测得出,对于干性硬质或者含有硬质固体食材的食物,例如饼干、肉类等食材,其饮食特征在于咀嚼的频次较多但是吞咽的频次较低,例如数十次的咀嚼后仅产生一次或数次吞咽动作;对于含有流质物体的食物,例如稀粥、饮用水、药剂等等,其饮食特征在于咀嚼的频次较少甚至为零,以及长时间的吞咽动作;对于含有较多水分的固体食材,例如包心丸子、苹果等水果,其饮食特征在于咀嚼的频次较少且数次咀嚼后会产生一次吞咽动作,整体特征呈现低频次咀嚼信号伴随一次吞咽信号单次或者重复出现;对于流质物体与部分固体物体同时兼有的固液混合食材,例如珍珠奶茶、银耳汤等,其饮食特征在于长时间的吞咽动作伴随咀嚼的动作信号。对于咀嚼和吞咽动作在振动或者位移上的信号识别可以通过人体饮食过程在生理上尤其是在脖颈处的生理变化配合一定的实验获得特定的咀嚼或吞咽数值幅度范围,通过对大量振动数据中的特定范围的数值进行甄别,可以找出能够描述咀嚼或者吞咽动作的数据,并且该数据是基于时序进行排列和处理的。
在另一种实施例中所涉及的进食生理参数至少包括人体进食时在喉部或者口腔产生的声音,则可能采用的检测单元100可以选择为麦克风、声音传感器等检测设备,其一般可以以贴合或者被固定于个体脖颈或者口腔上或者附近的位置,其检测个体进行饮食时产生的声音。不同的食物种类在进食时会产生不同的饮食特征,对于硬质的固体食物,在进行咀嚼时往往会产生尖锐的咬合破裂的声音或者大量的摩擦声音,例如在进食薯片、饼干、坚果等食物时由于咬合会产生较大的咔咔声,此种声音单次时长较短、频次较高、音调较为尖锐,此些特征可以用于反应个体正在进食故硬质固体食物;对于流质食物,在进行饮用吞咽时流质食材与空气混合进入喉咙时产生的咕咚声音;对于含有丰富水分的食物,其在进行咀嚼时会产生大量的汁水蹦出的声音。通过声音来判断饮食种类同样可以经过事先的大量测试来获得每种食材所对应的独特声音,通过对每种食材在被食用时产生的声音的声调、声强、频次、时长等参数的记录,能够获得食材对应声音的数据库,在下一次检测到未知饮食声音后,通过在数据库中的特性匹配可以获得该次所进食的食材的种类,甚至可以精确至食材确切的品种。
在另一种实施例中对个体进行饮食的检测是通过振动和声音检测同时进行的方式来实施的,通过两种检测方案的互补,可以获得更为准确的饮食特征,通过分析这些饮食特征可以获取关于个体在饮食过程中的饮食数据,饮食数据可以包含该个体此次饮食的食材内容、饮食的时长、饮食过程中的咀嚼次数、频次、时长/饮食过程中的吞咽次数、频次、时长等等参数。优选地,可以人为按照预先的医学或者实验结果,针对每种食材设定标准值,该标准值构成为正常情况下正常人对该种食材进行饮食时的饮食数据,通过对本次饮食数据和标准值的对比,可以获得两者之间的差异,再将差异作为可选输出项向外界输出,此处的外界可以是指个体本身,也可是相关看护或者饮食研究人员,用于评价该个体在饮食该中食物时的饮食数据是否符合正常水平或者偏离正常水平的幅度。额外地,可以设置报警信息,当本次检测的饮食数据中的一项或者数项超出标准值时向外界发送报警信息,用于对看护人员或者是个体本身的提醒。
在另一个实施例中,还提供了进食持续性检测的功能,通过检测单元100对饮食过程的持续检测,可以获知此时个体正在进行进食行为,在进行匹配相应的标准值之后,根据标准值与检测的饮食数据之间基于时序的对照,可以大致获知本次进食正处于怎样的阶段,相应地,当检测到高于阈值的长时间没有符合标准值变化的饮食数据时,可以判定为饮食异常,即进食持续性遭到了破坏,发生此种情况的主要原因之一是个体由于自身生理或者病理的影响而导致的无法咀嚼/吞咽或者咀嚼/吞咽能力水平低下,例如年老的老人,其在进行进食过程中,有较大可能由于老年痴呆等老年功能障碍而停止咀嚼或者吞咽的动作,此时在老人口中的食物无法变为咀嚼处理后的食团或者无法被老人吞咽至胃部,此种情况一般会造成老人本次进食受阻,较轻的后果是老人从食物中获取的能量总数降低,较为严重的后果在于,老人口中未处理完成的食物滑入老人食道使得老人发生呛食、堵塞性窒息。因此,对于进食持续性检测对失能人群,尤其是老年人的监护十分重要。优选地,在此基础上,当进食持续性检测过程检测到突然的停止咀嚼或者吞咽动作时,向个体本身或者看护人员发送提示信息,用于提醒个体进行咀嚼或吞咽动作或者提醒看护人员进行现场护理。
优选地,上述功能可以有专用的检测部件实现,检测部件通常构成为大量电子元器件的电路结合体,其中较为重要的部件在于用于控制、计算、收发数据的处理单元200,用于在个体近旁检测其进食生理参数的检测单元100,用于将模拟信号放大以及转换为数字信号的信号处理单元200,用于供电的供电单元。优选地,为提升检测部件整体的便携性和检测及时性,可以将其构造为能够贴合至个体喉部且不会对个体日常生活造成较大困难的构造,例如可以是将用于检测振动的检测单元100设置为压电膜传感器,其厚度较薄,且较为柔性,可以将其设置在一层弹性层后面,并且将弹性层通过环绕或者半环绕个体脖颈的方式设置在其上,电源可以选择为小型蓄电池,为减少设置在个体脖颈上的装置的重量,优选地,可以将大量计算以及数据储存的部分单独设置在个体之外,例如选择独立的计算设备作为功能载体,可选择的计算设备为智能手机、平板、电脑等设备,检测单元100检测的数据经过处理单元200的信号处理后可以通过无线传输单元传输至处理单元200,处理单元200可以选择为各种智能设备或电脑的处理器。
优选地,本发明提供一种判断个体进食行为的方案或者流程。首先需要将个体的进食过程按照时序划分为几个具有代表性的阶段,即概念期、备动期、咀嚼期、吞咽期和食道期。概念期是指个体由外界刺激或者自身想法激励而产生想食用某种食物的过程时期,例如个体看见了桌上的苹果产生了想要食用的时期,该时期一般的生理表现是在个体大脑中产生的,属于神经信息交互的结果。备动期是指个体在产生想要食用某种食品后驱动其身体的肢体或者除了消化***的其它身体部位进行动作以将食物送到嘴边的过程时期,例如个体用手将桌上的苹果送到嘴边。咀嚼期是指个体张嘴咬下食物的部分并且将其在口腔中处理变为食团的过程,例如个体咬下部分苹果并且将其咀嚼为苹果碎渣,这种由食物经过一次或者多次咀嚼而混合唾液团聚在一起的团状、块状、糜状形态,咀嚼期的此步骤是将食物处理成方便后续进行顺利吞咽的食团。吞咽期是指个体口腔中产生食团之后控制咽喉部闭塞鼻腔、声道等通路,打开食道并且将食团送入食道的过程时期,例如个体将口腔中的食团吞入食道的瞬间过程,此过程将要调动大量的消化***的肌肉参与通道的闭塞和打开以及促动的功能。食道期是指食物在个体食道中移动并最终进入胃部的过程,该过程主要是由食道的蠕动促动食团进入胃部的过程实现的。
本实施例所述的检测单元100用于利用直接或者间接的方式来检测上述至少在咀嚼期到食道期过程中的相应肌肉或者生理特征触发情况,由此来获得个体在进食时的饮食特征、饮食异常和/或去除过程中产生的非饮食伪数据。具体地,用于检测不同位置、不同肌群、不同生理参数的检测单元100实时将数据传输至处理单元200,处理单元200通过逻辑运算、判断、统计等方案来实现上述功能,检测单元100可选择的实现方式为肌电传感器、振动传感器、声音传感器。
本实施例检测的基本数据来源可以是基于个体在进食时产生的肌电动作信号,肌肉在未产生动作的时态是处于静息状态的,其细胞膜内外两侧存在电位差,在处于静息状态下,膜内外电位,也即膜电位表征为膜内相较于膜外更负,若将膜外电位规定为0,则膜内电位一般为负值,且常规情况下为-90mV,此时的膜电位可以称为跨膜静息电位。当肌肉产生兴奋或者激励信号之后,兴奋部位的膜电位迅速产生变化,膜内电位与膜外电位的差异值迅速减小,并且在某一时刻,膜内电位相较膜外电位变为更正,然后再一次迅速地变化为静息电位。通过检测膜电位的电位反转情况,也即是静息电位转化为动作电位再回到静息电位的过程可以判断为一次该肌肉产生动作的特征。该肌电检测可以利用包括但不限于:单导、双导至多导肌肉电模块、肌电传感器、电传感器、肌肉激励传感器、神经激励传感器等传感器实现,这些传感器均可以视作为本实施例中所述的检测单元100。检测单元100将检测的肌电信号,也即是个体相应肌肉部位的肌细胞膜电位变化信息传递给处理单元200。
处理单元200接受到口轮匝肌动作信号时,判断此时个体产生了一次开口动作,处理单元200在接下来一段预设时间接受并处理咬肌的动作信号,将其动作幅度之间的变化大小处理为异度值,通过判断异度值是否大于预设的第一差分标准值来判断个体是在进食还是在说话。通常来说,个体在进行饮食时,其咬肌的静息膜电位逆转频率是较为稳定的,或者是具有逐渐增加或减小的明确变化趋势的,相应地,异度值的计算是基于分析频率的变化幅度来确定的,异度值可以采用评分制来获得,例如频率变化超过某一个预设的幅度值时可以获得一个评分,当评分高于正常的咀嚼所在的范围内时,可以认为其异度值较高,即频率的变化幅度较为杂乱,此时可以认为个体并非产生咀嚼的动作而是在进行说话的动作。优选地,在获取异度值以判断个体在咀嚼或者说话的模式下,还可以通过其它的检测单元100来进行辅助确认判断结果,例如通过语音识别个体说话的声音,通过检测吞咽相关的咽喉肌动作情况来检测个体是否有吞咽动作。常见的饮食肌电信号特征可以归纳为至少包含以下几种肌肉或者肌肉群的先后激励过程,口轮匝肌进行至少一次动作,咬肌进行至少一次动作,咽喉肌进行至少一次动作,在三种肌肉或者肌群在时序的先后顺序上按照依次逆转的方式变更其静息电位以产生至少一次激励。处理单元200将各个肌肉的动作信号产生的时间、频率、次数、幅度等规律归纳为饮食参数,该饮食参数主要反映了动作信号本身不能表达的信息,例如咀嚼次数、频次等等。
优选地,本实施例还确立了饮食检测的开始时间的配置方案,在个体佩戴设置有检测单元100的检测装置进行正常生活时,在持续检测模式过程中,采用振动或者肌电传感器来检测口轮匝肌开启信号以及检测伴随性的同时或者延后声带振动信号来确定精确检测模式的开始或者切换时间。个体在饮食时必然会首先控制口轮匝肌打开,此步骤属于进行饮食所要经历的必然步骤,然而产生口轮匝肌打开的动作并不只是饮食过程才会产生的,个体进行说话、呵欠、打嗝、打喷嚏甚至是睡眠时的打鼾均有可能使得口轮匝肌产生打开动作,因此本实施例通过去确定口轮匝肌产生打开动作时伴随性的同时或者基于一定预设延后时间的延后声带振动检测来去除这些不需要检测的伪事件,因为上述产生口轮匝肌产生动作激励的伪事件中,几乎所有的事件均会产生一定的声音,例如说话的声音、呵欠声音、打嗝声音、喷嚏声音等等,当处理单元200检测到口轮匝肌产生动作时或者之后如果检测到伴随性的声带振动信号则判断此时个体正在经历伪事件,则不开启或者切换精确检测模式,相反地,当没有检测到声带振动的情况下,控制切换精确检测模式。精确检测模式是指处理单元200控制检测个体饮食过程的全程检测单元100全部或者大量打开且提升检测采样精度的模式,例如检测咬肌、咽喉肌、舌肌等肌肉的检测单元100,并且提升这些检测单元100的采样精度,使得采样间隔时间缩短,可以获知的是,精确检测模式相较于持续检测模式所产生的数据量更大、与饮食相关的数据种类更多、能够更好地反应个体在饮食时的各种情况。本实施例没有采用声音检测器作为检测个体发出声音情况的方案,主要是考虑到采用声音传感器首先需要对大量的声音进行预先的输入,需要专用的程序来进行声音采集、除杂、调整波形、声音匹配检索等大量纷繁复杂的过程,而这些内容的添加会引起大量的计算数据的产生,尤其是对于体积较小且可以佩戴至个体喉部的检测装置,这样的计算量无疑是增大了处理单元200的计算负担,增加了能耗的同时占用了较大一部分处理单元200的算力,同时也提升了使用成本,从另一方面,随着人们对个人隐私保护的认知和需求提升,一种具有声音采集以及分析的检测单元100应用至对个体生活中每一个时刻的声音检测无疑是加深了个体对该检测设备的担心,大部分仅具有普通知识的用户无法确认该设备是否真的仅旨在于判断说话、呵欠、喷嚏等声音模式而不是在随时收集用户说话的内容、用户生活时周遭的声音,尤其是在利用到互联网来进行基于人工智能的声音判断方案时,用户对其说话内容是否被传输至不安全的互联网而造成信息泄露感到担忧。而本实施例仅采用振动传感器即可以实现对上述伪事件的排除,不涉及麦克风设备,相对于声音采集单元更易于被用户接受,不会造成用户使用的心理负担。另外针对用户进食的检测过程,其涉及到的肌肉激发过程、肌肉协调过程、神经信号激励过程较为复杂,涉及到的检测单元100数量以及种类也较多,因此通过持续检测模式中仅对口轮匝肌和伴随性声带振动信号的检测来从伪事件中判断出个体正在进食的信号以开启或切换精确检测模式的方案可以有效减少处理单元200在非进食时的处理工作量,大幅减小该时间段的数据产生、吞吐、处理以及储存的量,继而可以减小检测设备的能耗损失,这对于能够随时佩戴在个体喉部的移动检测装置来说非常重要,其可以减小相关电源的容量选择,减小电源体积以及重量,显著提升佩戴的舒适性。
优选地,对于某些个体可能产生的无意义的开口但未发声、饮食时从鼻腔中发声等可能造成误判的情况,可以由后续开启的咬肌检测以及从鼻腔发声特定的声带振动频率条件下解除误判。
优选地,在切换至精确检测模式后,检测单元100检测到一次或数次连续的咬肌肌细胞静息电位发生逆转的信号,可以判断此时个体正在进行咀嚼动作。在最后一次检测到上述咬肌信号之后的一段预设的时间内,若负责吞咽的咽喉肌没有产生静息电位逆转信号,则判定个体没有进行吞咽动作,此时处理单元200相应地可以向报警单元300发出报警指令。报警单元300可以构成为声、光、振动或者混合报警器,也可以构成为向护理人员身边的移动或固定设备,这些设备在接受到报警指令后将向护理人员或个体进行警报提示。
优选地,上述判断个体在咀嚼后是否进行吞咽的条件可以归纳在饮食规则当中,饮食规则构成为一个条件或数个条件的集合,其用于判断个体在饮食过程中每个步骤是否是正确的或者是符合护理需求的,条件集合可以由相关人员任意编辑更新,例如符合护理需求的咀嚼次数为至少3次,那么当个体仅咀嚼一次或3次以下时,处理单元200将会判定与饮食规则不符,进而产生报警指令。
优选地,在上述情况下,处理单元200还可以向设置在个体咽喉附近的刺激单元400发送刺激指令,刺激单元400在接受指令后按照向个体咽喉部产生刺激的方式促进个体产生吞咽动作。此种刺激可以选择为向个体咽喉部产生压力的触觉刺激或者向个体咽喉部产生对人体安全且电压很小的微电流刺激,个体在接受到刺激后会产生不自觉的吞咽动作,以达到促使个体将食团吞咽的效果。
优选地,处理单元200还可以将收集到的动作信号,以及处理得出的饮食参数全部上传至信息终端500,该信息终端500可以构成为大型服务器、看护中心监管设施、护士台、医疗终端等设备,信息终端500将这些数据展示给专业护理人员以从人工中获得关于该个体的饮食评价。
需要注意的是,上述具体实施例是示例性的,本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案,而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白,本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。本发明说明书包含多项发明构思,诸如“优选地”、“根据一个优选实施方式”或“可选地”均表示相应段落公开了一个独立的构思,申请人保留根据每项发明构思提出分案申请的权利。
Claims (10)
1.一种用于摄食行为检测和分析装置,其至少包括,
检测单元(100),其用于检测个体进食***的动作信号,
处理单元(200),其用于处理所述动作信号,
其特征在于,
所述处理单元(200)基于预设的饮食规则按照时序检查所述检测单元(100)获取的个体张口、咀嚼和吞咽动作信号,当所述动作信号本身或者动作信号之间处理形成的饮食参数不符合所述饮食规则时,向外界发送报警信息,其中,张口、咀嚼和吞咽的动作信号是基于检测该动作参与相关肌细胞的静息电位逆转信号来实现的。
2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述张口、咀嚼和吞咽的动作信号是分别检测口轮匝肌、咬肌和咽喉肌的肌细胞的静息电位逆转信号获得的,每一次所述动作信号代表一次促动该肌肉的激励。
3.根据权利要求1或2所述的装置,其特征在于,在持续检测模式过程中,采用振动或者肌电传感器构建的所述检测单元(100)来检测所述口轮匝肌动作信号以及检测伴随性的同时或者延后声带振动信号来确定精确检测模式的开始或者切换时间,其中所述持续检测模式至少在检测单元(100)数量、种类、检测数据量、数据处理量方面小于所述精确检测模式。
4.根据权利要求1~3任一项所述的装置,其特征在于,当检测到所述口轮匝肌动作信号并且同时或者在一段预设的延后时间内检测到伴随性的所述声带振动信号时,控制装置维持在所述持续检测模式,当未检测到所述声带振动信号时,控制装置开启或者切换为所述精确检测模式。
5.根据权利要求1~4任一项所述的装置,其特征在于,在所述精确检测模式下,所述处理单元(200)接受一次或数次连续的所述咬肌的动作信号,基于所述饮食规则,按照在最后一次检测到所述咬肌动作信号后的一段预设时间内是否检测到所述咽喉肌的动作信号的方式来选择是否向外界发送报警指令。
6.根据权利要求1~5任一项所述的装置,其特征在于,在产生所述报警指令的同时,所述处理单元(200)向设置在个体咽喉附近的刺激单元(400)发送刺激指令以控制所述刺激单元(400)向所述个体产生刺激来促进个体产生吞咽动作。
7.根据权利要求1~6任一项所述的装置,其特征在于,所述刺激至少构成为向所述个体咽喉部产生压力的触觉刺激以及电流刺激的一种或多种。
8.根据权利要求1~7任一项所述的装置,其特征在于,所述报警指令是由报警单元(300)接收的,所述报警单元(300)可以构成为声、光、振动或者混合报警器,或者构成为向护理人员身边的移动或固定设备。
9.根据权利要求1~8任一项所述的装置,其特征在于,所述处理单元(200)将接收的所述动作信号、处理所述动作信号后获得的饮食参数合并发送至信息终端(500),所述信息终端(500)形成对个体饮食过程的评价。
10.根据权利要求1~9任一项所述的装置,其特征在于,所述检测单元(100)、处理单元(200)均以贴合个体咽喉部并伴随个体日常生活移动的方式而构建为移动的所述摄食行为检测和分析装置。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115844426A (zh) * | 2023-02-28 | 2023-03-28 | 深圳市心流科技有限公司 | 基于肌电信号的进食监测方法、进食监测设备和存储介质 |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TW201343132A (zh) * | 2012-04-30 | 2013-11-01 | Univ Nat Chiao Tung | 肌電訊號量測分析裝置 |
CN104739424A (zh) * | 2015-03-17 | 2015-07-01 | 中国人民解放军第二军医大学 | 一种无线可穿戴式血氧监护*** |
CN107403066A (zh) * | 2017-07-31 | 2017-11-28 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种饮食习惯监测方法及*** |
CN108697332A (zh) * | 2016-02-18 | 2018-10-23 | 皇家飞利浦有限公司 | 用于检测和监测对象的吞咽困难的设备、***和方法 |
JP2019047859A (ja) * | 2017-09-08 | 2019-03-28 | 株式会社吉田製作所 | 治療検査システム、該治療検査システムの作動方法、治療検査プログラム、及び、記憶媒体 |
CN109718471A (zh) * | 2019-02-01 | 2019-05-07 | 南方医科大学珠江医院 | 一种用于治疗吞咽障碍的康复机器人及控制方法 |
CN110236526A (zh) * | 2019-06-28 | 2019-09-17 | 李秋 | 基于咀嚼吞咽动作及心电活动的摄食行为分析和检测方法 |
WO2020133541A1 (zh) * | 2018-12-29 | 2020-07-02 | 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 | 病人状态监测***及方法 |
JP2021154064A (ja) * | 2020-03-30 | 2021-10-07 | 国立大学法人大阪大学 | 顎顔面領域の筋活動の計測装置 |
-
2021
- 2021-10-25 CN CN202111244381.4A patent/CN113951877A/zh active Pending
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TW201343132A (zh) * | 2012-04-30 | 2013-11-01 | Univ Nat Chiao Tung | 肌電訊號量測分析裝置 |
CN104739424A (zh) * | 2015-03-17 | 2015-07-01 | 中国人民解放军第二军医大学 | 一种无线可穿戴式血氧监护*** |
CN108697332A (zh) * | 2016-02-18 | 2018-10-23 | 皇家飞利浦有限公司 | 用于检测和监测对象的吞咽困难的设备、***和方法 |
CN107403066A (zh) * | 2017-07-31 | 2017-11-28 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种饮食习惯监测方法及*** |
JP2019047859A (ja) * | 2017-09-08 | 2019-03-28 | 株式会社吉田製作所 | 治療検査システム、該治療検査システムの作動方法、治療検査プログラム、及び、記憶媒体 |
WO2020133541A1 (zh) * | 2018-12-29 | 2020-07-02 | 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 | 病人状态监测***及方法 |
CN113164044A (zh) * | 2018-12-29 | 2021-07-23 | 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 | 病人状态监测***及方法 |
CN109718471A (zh) * | 2019-02-01 | 2019-05-07 | 南方医科大学珠江医院 | 一种用于治疗吞咽障碍的康复机器人及控制方法 |
CN110236526A (zh) * | 2019-06-28 | 2019-09-17 | 李秋 | 基于咀嚼吞咽动作及心电活动的摄食行为分析和检测方法 |
JP2021154064A (ja) * | 2020-03-30 | 2021-10-07 | 国立大学法人大阪大学 | 顎顔面領域の筋活動の計測装置 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115844426A (zh) * | 2023-02-28 | 2023-03-28 | 深圳市心流科技有限公司 | 基于肌电信号的进食监测方法、进食监测设备和存储介质 |
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