CN116115184A - 一种***硬度测量方法及*** - Google Patents

一种***硬度测量方法及*** Download PDF

Info

Publication number
CN116115184A
CN116115184A CN202211592761.1A CN202211592761A CN116115184A CN 116115184 A CN116115184 A CN 116115184A CN 202211592761 A CN202211592761 A CN 202211592761A CN 116115184 A CN116115184 A CN 116115184A
Authority
CN
China
Prior art keywords
penis
elastic ring
circumference
hardness
flexible
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202211592761.1A
Other languages
English (en)
Inventor
王湘阳
汪若江
潘挺睿
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Suzhou Institute Of Higher Studies University Of Science And Technology Of China
Original Assignee
Suzhou Institute Of Higher Studies University Of Science And Technology Of China
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Suzhou Institute Of Higher Studies University Of Science And Technology Of China filed Critical Suzhou Institute Of Higher Studies University Of Science And Technology Of China
Priority to CN202211592761.1A priority Critical patent/CN116115184A/zh
Publication of CN116115184A publication Critical patent/CN116115184A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/43—Detecting, measuring or recording for evaluating the reproductive systems
    • A61B5/4375—Detecting, measuring or recording for evaluating the reproductive systems for evaluating the male reproductive system
    • A61B5/4393—Sexual arousal or erectile dysfunction evaluation, e.g. tumescence evaluation
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103—Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/107—Measuring physical dimensions, e.g. size of the entire body or parts thereof
    • A61B5/1072—Measuring physical dimensions, e.g. size of the entire body or parts thereof measuring distances on the body, e.g. measuring length, height or thickness
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103—Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/107—Measuring physical dimensions, e.g. size of the entire body or parts thereof
    • A61B5/1075—Measuring physical dimensions, e.g. size of the entire body or parts thereof for measuring dimensions by non-invasive methods, e.g. for determining thickness of tissue layer
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/22—Ergometry; Measuring muscular strength or the force of a muscular blow
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6801—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
    • A61B5/6802—Sensor mounted on worn items

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Gynecology & Obstetrics (AREA)
  • Reproductive Health (AREA)
  • Physical Education & Sports Medicine (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

本发明公开了一种***硬度测量方法，其主要包括：在沿***轴向方向上间隔布置的第一位置处和第二位置处分别套设一弹力环，所述弹力环的劲度系数不同、初始周长小于***未***时的周长；分别获取两弹力环对***的径向压力，或者，分别获取两弹力环套设于***后的当前周长，并根据所述径向压力或者当前周长计算***硬度。进一步，本发明还公开两组用于实施上述测量方法的***硬度测量***。通过本发明实现了完全被动式的***硬度与周长的连续可穿戴测量，极大改善了用户的使用体验。

Description

一种***硬度测量方法及***
技术领域
本发明属于生理医学检测技术领域，具体涉及一基于双应变传感的新型***硬度测量方法及***。
背景技术
***功能障碍(Erectile Dysfunction,ED)是指男性***持续不能达到或维持充分的***以获得满意的性生活的一种最常见的男性性功能障碍疾病。ED检测方法包括问卷、内分泌检测、夜间******检测(Nocturnal Penile Tumescence,NPT)、听视觉性刺激检测(Audio-Visual Sexual Stimulation,AVSS)、血管神经检测等。其中NPT检测是目前ED诊断的金标准，具有简单、无创、客观等优点。NPT检测设计原理是：在夜间睡眠状态下，******不再受到心理因素的影响，只受副交感神经控制而自主***。根据临床数据，夜间睡眠状态下，无器质性障碍的男性会自主***约3-6次，每次持续时间约10分钟。因此，通过记录***夜间***周长、硬度等，可以区分心理性ED和器质性ED。
目前，美国GOTOP公司生产的RigiScan***硬度测量仪是国际上公认的用于NPT检测的标准仪器。如图1所示，其工作原理为：RigiScan使用头部和根部两个***圈1和2，通过***圈在离散的时间间隔中微量的调节来测试和记录***4的硬度和周长变化。每个***圈都包含一根套管以及可在套管内自由移动的钢丝导线3，钢丝导线一端连接着力矩电机和位移传感器。电机每隔15s钟施加一个1.14N的瞬态力F1，使***圈收缩然后放松，并通过传感器记录钢丝导线位移的变化，计算***圈当前周长l1(由于F1较小，引起的***变形很小，因此l1约等于***周长)，并与基准值做比较，如果发现周长变化超过6mm，代表可能发生一次***，此时RigiScan将以30s的间隔进行测量，以2.835N的拉力F2围住***一秒钟，记录***圈当前周长l2，类比弹簧常数，用力除以位移，获得***硬度S＝(F2-F1)/(l1-l2)。
但RigiScan***硬度测量仪同时也具有以下技术缺陷：1.RigiScan需要依赖于力矩电机等机械移位部件以周期性地提供主动拉力，存在易损、耗电、噪声大等缺点，且不停地收缩和舒张***圈，会引起患者不适，干扰患者正常睡眠，进而影响NPT检测的有效性；2.RigiScan体积大、不可穿戴，它包含一个体积约为210×130×45mm的控制器5，负责钢丝导线的牵引、位移的检测、数据的有线传输等，测量时需要捆绑在患者大腿上；3.由于摩擦力等原因，力矩电机提供的拉力在沿着钢丝导线传导的过程中存在损耗，且钢丝弯折程度不同，损耗的力也不同，因此，RigiScan测量结果与用户的穿戴方式有关，重复性差；4.RigiScan每隔30s进行一次硬度测量，无法实现连续测量。
发明内容
本发明提出了一种全新的基于双应变传感的***硬度测量方法及***，旨在解决现有技术因依赖于机械移位部件所带来的包括测量***体积大、易损、存在工作噪声、重复性差、不能连续测量等一系列问题，实现了***硬度与周长的连续可穿戴式被动测量，大大改善了用户的使用体验。
本发明的第一方面公开一种***硬度测量方法，其主要包括如下步骤：先在沿***轴向方向上间隔布置的第一位置处和第二位置处分别套设一弹力环，所述弹力环的劲度系数不同、初始周长小于***未***时的周长；然后分别获取******后两弹力环对***施加的径向压力，或者，分别获取******后两弹力环的当前周长；最后根据所述径向压力或者所述当前周长计算***硬度。
作为一种可选方案，通过设置于弹力环和***之间的压力传感器获取弹力环对***施加的径向压力。
作为一种可选方案，所述弹力环为柔性拉伸传感器，通过所述柔性拉伸传感器获取对***施加的径向压力以及自身当前周长。
作为一种可选方案，根据所述径向压力计算***硬度具体包括：基于***硬度与弹力环对***施加的径向压力之间的关系计算***硬度，所述***硬度与弹力环对***施加的径向压力之间的关系为：
Figure BDA0003995410620000021
式中，S为***硬度，P1为第一位置处的弹力环对***施加的径向压力，P2为第二位置处的弹力环对***施加的径向压力，k1为第一位置处的弹力环的劲度系数，k2为第二位置处的弹力环的劲度系数，w1为第一位置处的弹力环的宽度，w2为第二位置处的弹力环的宽度，l01为第一位置处的弹力环的初始周长，l02为第二位置处的弹力环的初始周长。
作为一种可选方案，根据所述当前周长计算***硬度具体包括：基于***硬度与弹力环的当前周长之间的关系计算***硬度，所述***硬度与弹力环的当前周长之间的关系如下：
Figure BDA0003995410620000022
式中，S为***硬度，l1为第一位置处的弹力环的当前周长，l2为第二位置处的弹力环的当前周长，k1为第一位置处的弹力环的劲度系数，k2为第二位置处的弹力环的劲度系数，l01为第一位置处的弹力环的初始周长，l02为第二位置处的弹力环的初始周长。
作为一种可选方案，所述第一位置处的弹力环的劲度系数小于0.5N/cm时，第一位置处的弹力环的当前周长即为******后未受压迫时的周长。
作为一种可选方案，通过获取的第一位置处的弹力环对***施加的径向压力计算第一位置处的弹力环的当前周长，计算公式如下：
Figure BDA0003995410620000031
或者，直接获取第一位置处的弹力环的当前周长。
本发明的第二方面在于提供一种***硬度测量***，其主要包括两劲度系数不同、初始周长小于***未***时的周长的弹力环，两压力传感器，以及一硬件电路；所述***硬度测量***在使用时：两弹力环分别套设于沿***轴向方向上间隔布置的第一位置处和第二位置处，用于在******后对***施加径向压力；两压力传感器分别布置于一弹力环和***之间，用于测量弹力环对***施加的径向压力并将所述径向压力传送给硬件电路；所述硬件电路基于***硬度与弹力环对***施加的径向压力之间的关系计算***硬度。
作为一种可选方案，所述硬件电路包括微处理器、测量电路和供电模块，所述测量电路用于测量两压力传感器的电信号并发送至微处理器，所述微处理器用于根据所述电信号计算弹力环对***施加的径向压力以及基于***硬度与弹力环对***施加的径向压力之间的关系计算***硬度，所述计算公式如下：
Figure BDA0003995410620000032
式中，S为***硬度，P1为第一位置处的弹力环对***施加的径向压力，P2为第二位置处的弹力环对***施加的径向压力，k1为第一位置处的弹力环的劲度系数，k2为第二位置处的弹力环的劲度系数，w1为第一位置处的弹力环的宽度，w2为第二位置处的弹力环的宽度，l01为第一位置处的弹力环的初始周长，l02为第二位置处的弹力环的初始周长。
作为一种可选方案，所述第一位置处的弹力环的劲度系数小于0.5N/cm，第二位置处的弹力环的劲度系数为1～2N/cm。
作为一种可选方案，所述弹力环为柔性可拉伸材料制作的环形结构，所述柔性可拉伸材料包括橡胶、塑料、纤维中的至少一种。
作为一种可选方案，所述第一位置处的弹力环的初始周长和第二位置处的弹力环的初始周长相等。
作为一种可选方案，所述弹力环的初始周长为4-6cm。
作为一种可选方案，所述压力传感器为电容式、电阻式、电感式、离电式中的任意一种。
作为一种可选方案，所述压力传感器为柔性单点式或者柔性阵列式压力传感器。
本发明的第三方面在于提供一种***硬度测量***，其主要包括两劲度系数不同、初始周长小于***未***时的周长的柔性拉伸传感器，以及一硬件电路；所述***硬度测量***在使用时：两柔性拉伸传感器分别套设于沿***轴向方向上间隔布置的第一位置处和第二位置处，用于对***施加径向压力以及获取自身当前周长，并将所述当前周长传送给硬件电路；所述硬件电路基于***硬度与柔性拉伸传感器的当前周长之间的关系计算***硬度。
作为一种可选方案，所述硬件电路包括微处理器、测量电路和供电模块，所述测量电路用于测量两柔性拉伸传感器的电信号并发送至微处理器，所述微处理器用于根据所述电信号计算柔性拉伸传感器的当前周长以及基于***硬度与柔性拉伸传感器的当前周长之间的关系计算***硬度，计算公式如下：
Figure BDA0003995410620000041
式中，S为***硬度，l1为第一位置处的柔性拉伸传感器的当前周长，l2为第二位置处的柔性拉伸传感器的当前周长，k1为第一位置处的柔性拉伸传感器的劲度系数，k2为第二位置处的柔性拉伸传感器的劲度系数，l01为第一位置处的柔性拉伸传感器的初始周长，l02为第二位置处的柔性拉伸传感器的初始周长。
作为一种可选方案，所述第一位置处的柔性拉伸传感器的劲度系数小于0.5N/cm，第二位置处的柔性拉伸传感器的劲度系数为1～2N/cm。
作为一种可选方案，所述柔性拉伸传感器为电容式、电阻式、电感式、离电式中的任意一种。
作为一种可选方案，所述柔性拉伸传感器为柔性织物或柔性薄膜传感器。
作为一种可选方案，所述第一位置处的柔性拉伸传感器的初始周长和第二位置处的柔性拉伸传感器的初始周长相等。
作为一种可选方案，所述柔性拉伸传感器的初始周长为4-6cm。
对于本发明第二和第三方面，所述硬件电路还可以包括用于显示***硬度数据的显示模块、用于与上位机通信的蓝牙通信模块中的任意一种。
对于本发明第二和第三方面，所述供电模块可以是充电电池，或者是NFC标签。
本发明所公开的基于双应变传感的***硬度方法及***，相比于现有技术特别是***硬度测量金标准RigiScan，具有如下优势：
(1)本发明利用弹力环的被动拉伸对***施加径向压力，无需力矩电机等机械部件提供主动拉力，是一种完全被动式的***硬度测量方法，具有功耗低、无工作噪音等特点，能很好的取代RigiScan采用的传统动态机械测量手段。
(2)本发明通过采用两个劲度系数不同的弹力环被动提供两个不同的径向压力，无需任何软件或硬件电路层面的辅助来主动切换径向压力的大小，避免了复杂的控制***，缩减了设备体积，实现了可穿戴，大大提升了用户使用体验。
(3)本发明无需导线传递主动拉力，因此不存在因导线弯折而造成的力的损耗的问题，测量结果与用户穿戴方式无关，稳定性高、重复性好。
(4)通过实时监测两个弹力环对***的径向压力或当前长度，实现了对***硬度的连续测量。
附图说明
图1中：(a)为RigiScan***硬度测量仪的***结构组成示意图，(b)为RigiScan***硬度测量仪工作原理示意图1，(c)为RigiScan***硬度测量仪工作原理示意图2；
图2为本发明的测量原理示意图；
图3为实施例1所述的***硬度测量***的结构示意图；
图4为实施例2所述的***硬度测量***的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合具体实施例和附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
结合背景技术可知，RigiScan采用了两个动态的测量步骤。第一步，RigiScan会周期性地施加一个较小的参考拉力F1来测量***周长l1。当检测到***周长发生明显变化时，RigiScan会进行第二步测量：施加一个较大的测量拉力F2，同时测量相应的位移l1-l2，l2为当前***圈周长，由此计算***硬度S，RigiScan***硬度计算公式为：S＝(F2-F1)/(l1-l2)。因此，RigiScan***硬度测量仪依赖于高精度机械移位部件和控制***以周期性提供主动拉力并测量相应位移，这会带来一系列测量精度问题和用户体验问题。
本发明公开一种完全被动的***硬度测量方法，采用两个劲度系数不同的集成压力或拉伸传感功能的弹力环，无需主动施压，而是在***自然***被动地向***施加两个大小不同的径向压力，由此替代了RigiScan的两个主动的动态的测量步骤。两个弹力环中劲度系数较大的称为测量环，提供了力和长度的信息(即F2和l2)，两者满足胡克定律。为了解耦力和长度的信息，在相邻位置处放置一个劲度系数很小的弹力环，可称为参考环，可以提供***周长信息(l1)。因此，本发明可以采用和RigiScan同样的公式计算***硬度S。简单地说，参考环提供了周长信息，测量环提供了力-位移的评估，正好对应于RigiScan两个动态的测量步骤，因此，本发明摆脱了对复杂机械移位部件和控制***的依赖，实现了对***硬度与周长的连续可穿戴式被动测量。本发明的具体工作原理如下：
如图2所示，在***两个相近位置1、2处套上两个劲度系数k不同的弹力环，即弹力环1和弹力环2，其中，位置1和2需要一定间隔，以确保两个弹力环不会相互干扰。本发明对弹力环的宽度无严格限制，例如，可选择5mm左右，弹力环初始周长要求小于***未***时的周长，通常在4-6cm，例如，可选择5cm左右。
沿用金标准RigiScan定义的***硬度计算公式：
Figure BDA0003995410620000061
式中，F2、l2、F1、l1分别为位置2与位置1处弹力环的当前张力与当前周长，满足胡克定律：
Figure BDA0003995410620000062
式中，k1为弹力环1的劲度系数，k2为弹力环2的劲度系数，l1为弹力环1的当前周长，l2为弹力环2的当前周长，l01为弹力环1的初始周长，l02为弹力环2的初始周长。
将式(2)代入式(1)可得：
Figure BDA0003995410620000063
由式(3)可知，通过监测2个弹力环的当前周长l1和l2即可计算***硬度S。当弹力环1的劲度系数k1很小时，套上弹力环1后***受压变形很小，弹力环1的当前周长l1约等于***周长。因此，可将弹力环1视为参考环，将弹力环2视为测量环，通过监测弹力环1的当前周长l1可获得***周长。需要说明的是，若无需测量***周长，则对弹力环1的劲度系数无特殊要求。
除了上述方法，也可通过监测弹力环对***的径向压力计算硬度S，推导如下：对于任意一个弹力环，设弹力环的宽度为w、半径为r、对***的径向压力为P，拉伸过程中宽度的变化非常小，本发明中可忽略。如图2所示，取角度为θ的扇形区域分析，扇形的弧长为θr，乘以弹力环宽度w，可得扇形区域弹力环面积为θrw。将扇形区域弹力环两端的张力F沿径向方向分解，可得径向分量为2Fsin(θ/2)，用该径向分量除以弹力环面积，可得弹力环对***的径向压力为：
Figure BDA0003995410620000071
由微积分中等价无穷小量的知识可知，当θ很小时，sin(θ/2)≈θ/2，于是有：
Figure BDA0003995410620000072
式(5)可以改写为：
Figure BDA0003995410620000073
式中，l为弹力环的当前周长，l0为弹力环初始周长，k为弹力环的劲度系数。因此，如前所述，当弹力环1的劲度系数k1很小时，也可通过监测弹力环1对***的径向压力计算***周长。将式(6)代入式(3)，可得到S与P的关系：
Figure BDA0003995410620000074
式中，P1为弹力环1对***的径向压力，P2为弹力环2对***的径向压力，w1为弹力环1的宽度，w2为弹力环2的宽度，因此，硬度S也可表示为两个弹力环对***径向压力的函数，l01为弹力环1的初始周长，l02为弹力环2的初始周长。
为了简化计算，我们可以选用初始周长相等弹力环1和弹力环2，这样公式(7)可简化如下：
Figure BDA0003995410620000075
基于上述原理可得到***硬度S与弹力环对***的径向压力P的关系以及***硬度S与弹力环的当前周长l的关系，因此，本申请考虑可通过传感器获取弹力环对***的径向压力P或者通过获取弹力环的当前周长，计算***硬度S与***周长l1。具体可采用以下方案实现：
作为一种实施方案，弹力环选择劲度系数不同的橡皮筋，并利用柔性压力传感器测量橡皮筋的径向压力。由公式(7)可知，硬度S是橡皮筋径向压力P1和P2的函数。通过测量P1和P2的值就可以实时获得***硬度S。此外，当橡皮筋1劲度系数很小时，套上橡皮筋1后***受压变形很小，橡皮筋1当前周长l1约等于***周长，由式(6)可知，通过监测P1就可以实时获得***周长l1。同样的，若无需测量***周长，则橡皮筋1的劲度系数无特殊要求。
如图3所示，实施例1提供一种***硬度测量***，主要包括两根劲度系数不同、初始周长和宽度均相同的橡皮筋11和橡皮筋12、2个电容式柔性压力传感器13和电容式柔性压力传感器14、硬件电路15，其中，硬件电路15主要由电容检测芯片151、集成蓝牙功能的微处理器152(简称“MCU152”)以及电池153组成。两根劲度系数不同的橡皮筋主要用于向***4施加大小不同的两个压力，基于***尺寸和佩戴舒适性考虑，橡皮筋11和12的推荐初始周长为5cm，橡皮筋11的劲度系数小于0.5N/cm，橡皮筋12的劲度系数1～2N/cm；橡皮筋厚度无具体要求；橡皮筋宽度无严格限制，推荐5mm；两根橡皮筋之间的间距推荐不小于1cm，避免相互影响。在其它实施例中，橡皮筋11和12可以替换为任何有弹性的环，例如用具有弹性的橡胶、塑料或纤维等柔性可拉伸材料制成的环。
电容式柔性压力传感器13和14用来测量橡皮筋对***的径向压力P1和P2，具体可通过双面胶分别固定在橡皮筋11和橡皮筋12的内侧。电容式柔性压力传感器形状无严格限制。电容式柔性压力传感器可选择单点式也可选择阵列式，其中阵列式传感器可测量***周向不同位置的压力，然后取压力平均值作为橡皮筋对***的径向压力，这样准确度会更高。出于舒适性考虑，压力传感器推荐柔性，但非柔性也可实现测量。电容式柔性压力传感器13、电容式柔性压力传感器14的电极可通过导线连接至硬件电路15中的电容检测芯片151，电容检测芯片151也可替换为交流电桥等一系列可以测量电容的电路。
电容检测芯片151可使用德国ACAM公司生产的Pcap01芯片，该芯片具有尺寸小(5×5mm)、精度高等优点。电容检测芯片151通过导线连接压力传感器，将测量得到的两个压力传感器的电容值发送给MCU152，在MCU152中计算电容对应的压力，再代入式(6)和式(7)中即可计算***的当前周长l1和硬度S。
MCU152可使用美国Silicon Labs公司生产的EFR32，该处理器具有尺寸小(5×5mm)、能耗低、自带蓝牙功能等优点，可以将计算得到的周长l1和硬度S通过蓝牙发送给上位机软件，以进行的数据显示、存储和分析等。在其它实施例中，MCU152也可以不自带蓝牙通信功能，通过连接一块LED显示屏用来实时显示测量结果，或者也可以通过独立的蓝牙模块实现与上位机通信。
整个硬件电路可通过电池153供电，电池153可使用充电锂电池或充电纽扣电池。在其它实施例中，电池153也可替换为NFC标签，通过NFC读卡器或带有NFC功能的手机贴近标签进行无线供电以及信号传输，这样可以进一步缩小硬件电路的体积和重量，并且可以实现无线充电。
整套测量***具有体积小、能耗低、数据无线传输等优点，可以将硬件电路15通过领夹等结构夹在腰带处或通过双面胶等胶黏剂粘贴在内裤上实现可穿戴。此外，弹力环和压力传感器还可以通过热压、印刷、打印、喷涂等工艺集成到一起，形成自带压力传感功能的智能弹力环。检测芯片151、MCU152、电池153等可以集成到刚性PCB板上，或者诸如纸张、塑料、硅胶、织物等柔性衬底上。
需要说明的是，上述压力传感器还可以选择电阻式、电感式、离电式等，相应的，测量电路需要替换为电阻、电感、电容测量电路或测量芯片，用于将压力信号转换为相应的电信号。
作为另一种实施方案，弹力环可直接选用劲度系数不同的柔性拉伸传感器，此时，柔性拉伸传感器既是施力单元，也是测量单元。由公式(3)可知，硬度S是两个拉伸传感器的当前周长l1和l2的函数，通过监测l1和l2的值就可以实时获得***硬度。此外，当拉伸传感器1劲度系数很小时，套上拉伸传感器1后***受压变形很小，拉伸传感器1的当前周长l1约等于***周长，因此，通过监测l1就可以实时获得***周长。同样的，若无需测量***周长，则对拉伸传感器1的劲度系数无特殊要求。
如图4所示，实施例2提供又一种***硬度测量***，主要包括两根劲度系数不同的电容式柔性拉伸传感器21和电容式柔性拉伸传感器22、硬件电路15，其中，硬件电路15主要由电容检测芯片151、集成蓝牙功能的微处理器152(MCU152)以及电池153组成，具体可采用与实施例1基本相同的设置和选型。
两根劲度系数不同的电容式柔性拉伸传感器主要用于向***4施加大小不同的两个径向压力，同时监测自身的当前周长l1和l2。电容式柔性拉伸传感器可使用柔性织物或柔性薄膜传感器，材料无严格限制。在其它实施例中，同样也可选用电阻式、电感式、离电式等柔性拉伸传感器。基于***尺寸和佩戴舒适性考虑，柔性拉伸传感器21和柔性拉伸传感器22的推荐初始周长为5cm、柔性拉伸传感器11的劲度系数小于0.5N/cm、柔性拉伸传感器12的劲度系数1～2N/cm，拉伸传感器宽度无严格限制，推荐5mm～1cm。两根柔性拉伸传感器之间的间距推荐不小于1cm，避免相互影响。柔性拉伸传感器21、柔性拉伸传感器22的电极通过导线连接至硬件电路15中的电容检测芯片151。电容检测芯片151将测量得到的两个柔性拉伸传感器的电容值发送给MCU152，在MCU152中计算电容对应的两个柔性拉伸传感器的当前周长l1和l2，再代入式(3)中计算***的硬度S和当前周长l1。
最后需要说明的是，尽管以上结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体实施方案和应用领域，上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在本说明书的启示下，在不脱离本发明权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多种的形式，这些均属于本发明保护之列。

Claims (27)

1.一种***硬度测量方法，其特征在于，包括如下步骤：
在沿***轴向方向上间隔布置的第一位置处和第二位置处分别套设一弹力环，所述弹力环的劲度系数不同、初始周长小于***未***时的周长；
分别获取******后两弹力环对***施加的径向压力，或者，分别获取******后两弹力环的当前周长；
根据所述径向压力或者所述当前周长计算***硬度。
2.如权利要求1所述的***硬度测量方法，其特征在于，通过设置于弹力环和***之间的压力传感器获取弹力环对***施加的径向压力。
3.如权利要求1所述的***硬度测量方法，其特征在于，所述弹力环为柔性拉伸传感器，通过所述柔性拉伸传感器获取对***施加的径向压力以及自身当前周长。
4.如权利要求1所述的***硬度测量方法，其特征在于，根据所述径向压力计算***硬度具体包括：基于***硬度与弹力环对***施加的径向压力之间的关系计算***硬度，所述***硬度与弹力环对***施加的径向压力之间的关系为：
Figure FDA0003995410610000011
式中，S为***硬度，P1为第一位置处的弹力环对***施加的径向压力，P2为第二位置处的弹力环对***施加的径向压力，k1为第一位置处的弹力环的劲度系数，k2为第二位置处的弹力环的劲度系数，w1为第一位置处的弹力环的宽度，w2为第二位置处的弹力环的宽度，l01为第一位置处的弹力环的初始周长，l02为第二位置处的弹力环的初始周长。
5.如权利要求1所述的***硬度测量方法，其特征在于，根据所述当前周长计算***硬度具体包括：基于***硬度与弹力环的当前周长之间的关系计算***硬度，所述***硬度与弹力环的当前周长之间的关系如下：
Figure FDA0003995410610000012
式中，S为***硬度，l1为第一位置处的弹力环的当前周长，l2为第二位置处的弹力环的当前周长，k1为第一位置处的弹力环的劲度系数，k2为第二位置处的弹力环的劲度系数，l01为第一位置处的弹力环的初始周长，l02为第二位置处的弹力环的初始周长。
6.如权利要求1至5任意一项所述的***硬度测量方法，其特征在于，所述第一位置处的弹力环的劲度系数小于0.5N/cm时，第一位置处的弹力环的当前周长即为******后未受压迫时的周长。
7.如权利要求6所述的***硬度测量方法，其特征在于，
通过获取的第一位置处的弹力环对***施加的径向压力计算第一位置处的弹力环的当前周长，计算公式如下：
Figure FDA0003995410610000021
或者，直接获取第一位置处的弹力环的当前周长。
8.一种***硬度测量***，其特征在于，包括两劲度系数不同、初始周长小于***未***时的周长的弹力环，两压力传感器，以及一硬件电路；
所述***硬度测量***在使用时：
两弹力环分别套设于沿***轴向方向上间隔布置的第一位置处和第二位置处，用于在******后对***施加径向压力；
两压力传感器分别布置于一弹力环和***之间，用于测量弹力环对***施加的径向压力并将所述径向压力传送给硬件电路；
所述硬件电路基于***硬度与弹力环对***施加的径向压力之间的关系计算***硬度。
9.如权利要求8所述的***硬度测量***，其特征在于，所述第一位置处的弹力环的劲度系数小于0.5N/cm，第二位置处的弹力环的劲度系数为1～2N/cm。
10.如权利要求8所述的***硬度测量***，其特征在于，所述弹力环为柔性可拉伸材料制作的环形结构，所述柔性可拉伸材料包括橡胶、塑料、纤维中的至少一种。
11.如权利要求8所述的***硬度测量方法，其特征在于，所述第一位置处的弹力环的初始周长和第二位置处的弹力环的初始周长相等。
12.如权利要求8所述的***硬度测量***，其特征在于，所述弹力环的初始周长为4-6cm。
13.如权利要求8所述的***硬度测量***，其特征在于，所述压力传感器为电容式、电阻式、电感式、离电式中的任意一种。
14.如权利要求8所述的***硬度测量***，其特征在于，所述压力传感器为柔性单点式或者柔性阵列式压力传感器。
15.如权利要求8所述的***硬度测量***，其特征在于，所述弹力环和压力传感器一体成型。
16.如权利要求9至15任意一项所述的***硬度测量***，其特征在于，所述硬件电路包括微处理器、测量电路和供电模块，所述测量电路用于测量两压力传感器的电信号并发送至微处理器，所述微处理器用于根据所述电信号计算弹力环对***施加的径向压力以及基于***硬度与弹力环对***施加的径向压力之间的关系计算***硬度，所述计算公式如下：
Figure FDA0003995410610000031
式中，S为***硬度，P1为第一位置处的弹力环对***施加的径向压力，P2为第二位置处的弹力环对***施加的径向压力，k1为第一位置处的弹力环的劲度系数，k2为第二位置处的弹力环的劲度系数，w1为第一位置处的弹力环的宽度，w2为第二位置处的弹力环的宽度，l01为第一位置处的弹力环的初始周长，l02为第二位置处的弹力环的初始周长。
17.如权利要求16所述的***硬度测量***，其特征在于，所述硬件电路还包括所述硬件电路还包括用于显示***硬度和周长数据的显示模块、用于与上位机通信的蓝牙通信模块中的至少一种。
18.如权利要求16所述的***硬度测量***，其特征在于，所述供电模块为充电电池，或者为NFC标签。
19.一种***硬度测量***，其特征在于，包括两劲度系数不同、初始周长小于***未***时的周长的柔性拉伸传感器，以及一硬件电路；
所述***硬度测量***在使用时：
两柔性拉伸传感器分别套设于沿***轴向方向上间隔布置的第一位置处和第二位置处，用于对***施加径向压力以及获取自身当前周长，并将所述当前周长传送给硬件电路；
所述硬件电路基于***硬度与柔性拉伸传感器的当前周长之间的关系计算***硬度。
20.如权利要求19所述的***硬度测量***，其特征在于，所述第一位置处的柔性拉伸传感器的劲度系数小于0.5N/cm，第二位置处的柔性拉伸传感器的劲度系数为1～2N/cm。
21.如权利要求19所述的***硬度测量***，其特征在于，所述柔性拉伸传感器为电容式、电阻式、电感式、离电式中的任意一种。
22.如权利要求19所述的***硬度测量***，其特征在于，所述柔性拉伸传感器为柔性织物或柔性薄膜传感器。
23.如权利要求19所述的***硬度测量方法，其特征在于，所述第一位置处的柔性拉伸传感器的初始周长和第二位置处的柔性拉伸传感器的初始周长相等。
24.如权利要求19所述的***硬度测量***，其特征在于，所述柔性拉伸传感器的初始周长为4-6cm。
25.如权利要求19至24任意一项所述的***硬度测量***，其特征在于，所述硬件电路包括微处理器、测量电路和供电模块，所述测量电路用于测量两柔性拉伸传感器的电信号并发送至微处理器，所述微处理器用于根据所述电信号计算柔性拉伸传感器的当前周长以及基于***硬度与柔性拉伸传感器的当前周长之间的关系计算***硬度，计算公式如下：
Figure FDA0003995410610000041
式中，S为***硬度，l1为第一位置处的柔性拉伸传感器的当前周长，l2为第二位置处的柔性拉伸传感器的当前周长，k1为第一位置处的柔性拉伸传感器的劲度系数，k2为第二位置处的柔性拉伸传感器的劲度系数，l01为第一位置处的柔性拉伸传感器的初始周长，l02为第二位置处的柔性拉伸传感器的初始周长。
26.如权利要求25所述的***硬度测量***，其特征在于，所述硬件电路还包括用于显示***硬度数据的显示模块、用于与上位机通信的蓝牙通信模块中的任意一种。
27.如权利要求25所述的***硬度测量***，其特征在于，所述供电模块为充电电池，或者为NFC标签。
CN202211592761.1A 2022-12-13 2022-12-13 一种***硬度测量方法及*** Pending CN116115184A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211592761.1A CN116115184A (zh) 2022-12-13 2022-12-13 一种***硬度测量方法及***

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211592761.1A CN116115184A (zh) 2022-12-13 2022-12-13 一种***硬度测量方法及***

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116115184A true CN116115184A (zh) 2023-05-16

Family

ID=86309058

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211592761.1A Pending CN116115184A (zh) 2022-12-13 2022-12-13 一种***硬度测量方法及***

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116115184A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117694829A (zh) * 2023-05-18 2024-03-15 深圳市婕妤达电子有限公司 男性性功能检测仪

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117694829A (zh) * 2023-05-18 2024-03-15 深圳市婕妤达电子有限公司 男性性功能检测仪

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6842552B2 (ja) 指動脈血圧監視装置
CA2628811C (en) Perineometer with wireless biofeedback
US9770177B2 (en) Ring-type cuff for blood pressure manometer
WO2018098073A1 (en) Continuous long-term monitoring of a subject
WO2018214820A1 (zh) 血压测试装置及方法
US20200146626A1 (en) Blood pressure apparatus using active materials and related methods
US20110208066A1 (en) Noninvasive blood pressure measurement and monitoring device
JPWO2015133417A1 (ja) センサ装置及び伸縮構造体
WO2018047842A1 (ja) 生体情報計測用プローブ、及び、生体情報計測装置
CN116115184A (zh) 一种***硬度测量方法及***
JP2014217707A (ja) 生体情報計測装置及び生体情報計測システム
KR20180055150A (ko) 음경 발기 측정용 기구 및 발기 측정용 속옷
CN111759283B (zh) 夜间***检测装置以及***
Zang et al. A facile, precise radial artery pulse sensor based on stretchable graphene-coated fiber
KR20170111698A (ko) 피부 부착형 센싱 장치 및 방법
Zhou et al. Nano foldaway skin-like E-interface for detecting human bioelectrical signals
Zhao et al. Development of flexible electronic biosensors for healthcare engineering
WO2024088113A1 (zh) 压力检测装置及电子设备
TWI731695B (zh) 血壓監測裝置及其方法
KR20190024847A (ko) 신축성 저항 소자를 이용한 자세 모니터링 장치, 이를 이용한 자세 모니터링 방법 및 시스템
US20230165528A1 (en) Wearable device and sensor device
JP2003325466A (ja) 心拍数計測装置
CN201248707Y (zh) 固定带
US20220265204A1 (en) Penile tumescence measuring device
KR102471204B1 (ko) 인체 신호 검출 헤드셋 장치

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination