【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于生理医学检测，具体涉及一种阴茎硬度检测系统及方法。
技术介绍
1、男性勃起功能障碍(erectile dysfunction，以下简称“ed”)是指男性在性行为中不能维持足够的勃起以达到满意性交。ed是一种常见的男性性健康问题，从马萨诸塞州男性衰老研究(results of the massachusetts male aging study)的结果表明，男性ed患病率随着年龄的增长而增加，同样男性ed的发病率也与心脏病、糖尿病、吸烟等疾病和不良嗜好密切相关。男性勃起功能障碍按照病因和发病机制进行分类，可以分为器质性ed以及心理性ed。器质性ed(主要由心血管系统疾病、神经系统疾病、内分泌系统疾病等导致，如高血压、糖尿病、动脉硬化等)，心理性ed(源于心理原因，如焦虑、抑郁、紧张、性心理障碍等导致的勃起功能障碍)。由于这两种类型的ed治疗方法不尽相同，所以区分是否为心理性ed或器质性ed至关重要。
2、夜间勃起硬度试验(nocturnal penile tumescence rigidity，以下简称“nptr”)是检测ed的金标准。阴茎硬度是指勃起时阴茎组织充血膨胀，形成硬度和坚挺程度的度量。通过硬度检查可以确定勃起功能是否正常、勃起硬度是否足够持久，并且有助于确定勃起功能障碍的类型和病因。nptr的原理为：在睡眠状态下，阴茎会间断性地自发勃起，通常每晚会发生4次，累计勃起时间近1个多小时。当其中某一环节出现器质性损害时，阴茎夜间勃起会受到影响。因睡眠状态下可排除心理因素的干扰，nptr检测可用于器质
3、rigiscan阴茎硬度测量仪(以下简称“rigiscan”)是国际上公认的用于nptr检测的标准仪器，是国际检测金标准，如今已被广泛应用于ed的评估和诊断。rigiscan的操作原理为将两个环套分别安装在阴茎的根部和龟头处，这些环套将会在离散的时间内，由电机带动环套动作，测量阴茎的硬度并检测是否勃起。每个环套内，会有一根自由移动的钢丝导线，每15秒进行一次周长测量，环套内的钢丝导线以4盎司(114g)的线性拉力收紧，然后立即释放，使阴茎组织恢复到无负载状态，此时设备会判断阴茎是否进入勃起状态，如果进入勃起状态，检测仪将在30秒后再进行一次测量，即检测到勃起状态后，环套内的钢丝导线以10盎司(283.5g)的线性拉力进行第二次收紧，此时进行的为硬度的测量。rigiscan通过测量海绵体内压力、阴茎硬度等参数来判断患者的勃起功能情况，全面检测阴茎状态，包括阴茎勃起时间、勃起次数、周长、持续时间等重要参数，具有无创、无痛等多种优点。在ed领域，rigiscan能够提供准确、可靠、重复性强的测量结果，具有很高的地位和重要性，已经得到临床医生和研究人员的广泛认可。
4、然而，rigiscan同样也有不可避免的缺点，主要包括：(1)根据患者使用场景，阴茎在夜晚无意识勃起大多数情况会发生在深睡眠状态，然而在rigiscan测量期间，每隔15秒的电机运作产生的噪音以及环套的伸缩，会极大影响患者睡眠状态，从而影响测试结果，无法获取标准客观的数据；(2)每隔15秒一次的离散测量周期，在阴茎未勃起的状态，测量得出的数据有大部分都是无效数据，极大地消耗了控制器性能以及电量；(3)rigiscan测量的是离散周长数据而不是连续周长数据，当周长数据的采样频率不够高，会造成勃起开始时间、结束时间、持续时间等重要参数误差过大，严重影响测量数据的客观性；(4)rigiscan测量阴茎勃起数据时，时间为从设备开机后记录的运行时间，无法得知正确的北京时间，会对医生的判断造成影响。
技术实现思路
1、本专利技术旨在解决现有技术因过度依赖电机等机械结构造成的只能离散采样无效数据过多、噪音过大、功耗过大的缺陷，提出了一种阴茎硬度检测系统及方法，通过持续获取套设在阴茎上的柔性拉伸传感器的电参数变化值实时计算阴茎周长，并根据所述阴茎周长判断阴茎勃起状态，只有在勃起状态时才进行硬度测量，由此保证患者在浅睡眠状态下不会受到噪音影响，且大大精简无效数据，降低设备功耗，延长设备使用寿命。
2、为实现上述专利技术目的，本专利技术的技术方案包括：
3、本专利技术的第一方面公开一种阴茎硬度检测系统，包括主控单元、第一组件和至少一套第二组件；所述第一组件包括柔性拉伸传感器和传感器测量电路；所述第二组件包括牵拉单元和电机单元；所述柔性拉伸传感器布置在阴茎的第一位置处；所述牵拉单元布置在阴茎的第二位置和/或第三位置处；
4、所述主控单元被构造为：持续获取传感器测量电路上传的柔性拉伸传感器的第一电参数变化值，根据预先标定的第一电参数-阴茎周长拟合曲线实时计算当前阴茎周长；以及根据所述阴茎周长判断阴茎处于勃起状态时，控制电机单元运转以带动牵拉单元对阴茎施加压力，并进行阴茎硬度测量。
5、作为一种可选方案，所述牵拉单元包括环套和牵拉导线；所述电机单元包括电机、电机驱动电路、电机电流检测电路和滑动变阻器；所述环套套设于阴茎上，所述牵拉导线穿设于环套内，一端与环套固定连接，另一端与电机固定连接；所述电机驱动电路的输入端连接主控单元，输出端连接电机；所述电机电流检测电路的输入端连接电机，输出端连接主控单元；所述滑动变阻器与电机刚性连接，其共用端与主控单元电性连接。
6、作为一种可选方案，所述柔性拉伸传感器为套设在阴茎上的环状结构，其劲度系数小于0.15n/cm，宽度为5～10mm。
7、作为一种可选方案，还包括时钟组件，所述时钟组件包括与主控单元电性连接的实时时钟电路以及为实时时钟供电的备份电源。
8、作为一种可选方案，还包括通信电路；所述主控单元通过通信电路与上位机通信连接。
9、作为一种可选方案，还包括数据储存电路；所述数据储存电路与主控单元电性连接。
10、作为一种可选方案，所述主控单元采用stm32f103rct6芯片。
11、作为一种可选方案，所述第一位置为阴茎中部，第二位置为阴茎的头部，第三位置为阴茎的根部；所述第二组件包括两套，分别布置在阴茎的第二位置处和第三位置处。
12、作为一种可选方案，所述阴茎硬度测量，具体包括：
13、阴茎处于勃起状态时，柔性拉伸传感器对阴茎施加的径向压力f1等于柔性拉伸传感器当前的张力pr，根据公式(3)计算柔性拉伸传感器当前张力pr：
14、pr＝k(l1-l0)#(3)
15、式中，l0为柔性拉伸传感器的初始周长，l1为柔性拉伸传感器当前的周长，k为柔性拉伸传感器的劲度系数；
16、电机单元以预设拉力t运转，电机拉力t通过牵拉单元转化为径向压力f2施加于阴茎上，根据预先标定的第二电参数—阴茎周长拟合曲线计算阴茎周长l2；
17、根据公式(3)计算阴茎硬度h：
18、
19、所述第二电参数为电机单元中滑动变阻器的两端电压。
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1.一种阴茎硬度检测系统，其特征在于，包括主控单元、第一组件和至少一套第二组件；
2.如权利要求1所述的阴茎硬度检测系统，其特征在于，所述牵拉单元包括环套和牵拉导线；所述电机单元包括电机、电机驱动电路、电机电流检测电路和滑动变阻器；所述环套套设于阴茎上，所述牵拉导线穿设于环套内，一端与环套固定连接，另一端与电机固定连接；所述电机驱动电路的输入端连接主控单元，输出端连接电机；所述电机电流检测电路的输入端连接电机，输出端连接主控单元；所述滑动变阻器与电机刚性连接，其共用端与主控单元电性连接。
3.如权利要求1所述的阴茎硬度检测系统，其特征在于，所述柔性拉伸传感器为套设在阴茎上的环状结构，其劲度系数小于0.15N/cm，宽度为5～10mm。
4.如权利要求1所述的阴茎硬度检测系统，其特征在于，还包括时钟组件，所述时钟组件包括与主控单元电性连接的实时时钟电路以及为实时时钟供电的备份电源。
5.如权利要求1所述的阴茎硬度检测系统，其特征在于，还包括通信电路；所述主控单元通过通信电路与上位机通信连接。
6.如权利要求1所述的阴茎硬度
7.如权利要求1所述的阴茎硬度检测系统，其特征在于，所述主控单元采用STM32F103RCT6芯片。
8.如权利要求1至7任意一项所述的阴茎硬度检测系统，其特征在于，所述第一位置为阴茎中部，第二位置为阴茎的头部，第三位置为阴茎的根部；所述第二组件包括两套，分别布置在阴茎的第二位置处和第三位置处。
9.如权利要求1至7任意一项所述的阴茎硬度检测系统，其特征在于，所述阴茎硬度测量，具体包括：
10.一种阴茎硬度检测方法，其特征在于，基于权利要求1至8任意一项所述的阴茎硬度检测系统，包括：
11.如权利要求10所述的阴茎硬度检测方法，其特征在于，判断阴茎进入勃起状态的标准是：所述阴茎周长l1较前T1时间段内阴茎周长的平均值大于第一预设值时，判断进入勃起状态。
12.如权利要求10或11所述的阴茎硬度检测方法，其特征在于，还包括：根据所述阴茎周长l1判断阴茎进入勃起消退状态时：控制电机运转以撤去牵拉单元对阴茎施加的压力。
13.如权利要求12所述的阴茎硬度检测方法，其特征在于，判断阴茎进入勃起消退状态的标准是：当前阴茎周长与进入勃起状态前T1时间段内阴茎周长的平均值差值小于第二预设值时，判断进入勃起消退状态。
14.如权利要求10所述的阴茎硬度检测方法，其特征在于，还包括：实时获取时间数据；按照第二预设频率将所第二位置处的阴茎硬度、第三位置处的阴茎硬度、阴茎周长l1以及当前的时间数据整合成一个数据量；未勃起状态下，所述第二位置处或第三位置处的阴茎硬度H为0。
15.如权利要求14所述的阴茎硬度检测方法，其特征在于，还包括：将所述数据量进行存储；并在与上位机通信时，将所述数据量发送至上位机。
...【技术特征摘要】
1.一种阴茎硬度检测系统，其特征在于，包括主控单元、第一组件和至少一套第二组件；
2.如权利要求1所述的阴茎硬度检测系统，其特征在于，所述牵拉单元包括环套和牵拉导线；所述电机单元包括电机、电机驱动电路、电机电流检测电路和滑动变阻器；所述环套套设于阴茎上，所述牵拉导线穿设于环套内，一端与环套固定连接，另一端与电机固定连接；所述电机驱动电路的输入端连接主控单元，输出端连接电机；所述电机电流检测电路的输入端连接电机，输出端连接主控单元；所述滑动变阻器与电机刚性连接，其共用端与主控单元电性连接。
3.如权利要求1所述的阴茎硬度检测系统，其特征在于，所述柔性拉伸传感器为套设在阴茎上的环状结构，其劲度系数小于0.15n/cm，宽度为5～10mm。
4.如权利要求1所述的阴茎硬度检测系统，其特征在于，还包括时钟组件，所述时钟组件包括与主控单元电性连接的实时时钟电路以及为实时时钟供电的备份电源。
5.如权利要求1所述的阴茎硬度检测系统，其特征在于，还包括通信电路；所述主控单元通过通信电路与上位机通信连接。
6.如权利要求1所述的阴茎硬度检测系统，其特征在于，还包括数据储存电路；所述数据储存电路与主控单元电性连接。
7.如权利要求1所述的阴茎硬度检测系统，其特征在于，所述主控单元采用stm32f103rct6芯片。
8.如权利要求1至7任意一项所述的阴茎硬度检测系统，其特征在于，所述第一位置为阴茎中部，第二位...
【专利技术属性】
技术研发人员：潘挺睿，董浩，汪若江，
申请(专利权)人：中国科学技术大学苏州高等研究院，
类型：发明
国别省市：
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