[發(fā)明專利]一種基于Flex無線傳感器的飲食量控制系統(tǒng)及方法

在審

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• 申請日: 2017-11-02
• 公開（公告）號: CN107913064A
• 公開（公告）日: 2018-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張一帆;洪成雨;耿其平
• 申請（專利權(quán)）人: 東華大學(xué);上海大學(xué)
• 主分類號: A61B5/107
• 分類號: A61B5/107;A61B5/00
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司31001
• 代理人: 翁若瑩,柏子雵

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于Flex無線傳感器的飲食量控制系統(tǒng)及方法，該控制系統(tǒng)主要應(yīng)用于對體脂超標(biāo)及肥胖癥患者的進食量進行無線實時測量和警告，屬于彎曲傳感技術(shù)、無線傳輸技術(shù)在輔助醫(yī)療領(lǐng)域中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，人們的生活水平在不斷提高。與此同時，肥胖也成為危害人們健康的巨大隱患，不僅影響體型，也極易引發(fā)各類疾病，大大降低人們的生活質(zhì)量。但由于脂肪的堆積具有緩慢、隱秘性，往往難以覺察，進而無法及時有效進行控制。而研究表明，過度攝入能量所導(dǎo)致的肥胖與腰腹圍呈正相關(guān)關(guān)系。

目前，醫(yī)療輔助器具中用于檢測用戶飲食量的專業(yè)儀器較為罕見，此外現(xiàn)有儀器也均有待完善之處，如專利號CN201957831U、CN201542905U提供的減肥腰帶僅僅增加了振動散熱功能，未解決飲食控制問題；專利號CN105662671A提供的智能系統(tǒng)僅針對運動量進行提醒，未對用戶的攝入量進行定量監(jiān)測專利號CN203849843U提供的檢測腰帶工藝復(fù)雜，各模塊通過線纜連接，通過儀器內(nèi)部的數(shù)據(jù)處理模塊進行整合，生產(chǎn)過程繁復(fù)且難以進行拆卸調(diào)試。

FLEX彎曲傳感器是一種由超薄電阻片構(gòu)成的新型電阻式傳感器，與傳統(tǒng)的彎曲傳感器相比，對于細微的外力更為敏感，同時也較為輕便易攜。由于以上獨特優(yōu)勢，F(xiàn)LEX彎曲傳感器能夠以相對簡易的封裝方法進行保護和固定，從而近乎完全貼合曲面測量對象進行精確、高頻的無線輸出。同時外部封裝使傳感器處于獨立于外部環(huán)境的空間中，極少受周圍環(huán)境影響，從而實現(xiàn)穩(wěn)定、同步測量以及持續(xù)、循環(huán)使用。FLEX彎曲傳感器同時具備精確、便攜、穩(wěn)定、可循環(huán)、可無線模擬輸出等諸多優(yōu)勢，經(jīng)過簡單封裝后即可穿戴，進行全自動準(zhǔn)分布式測量。FLEX傳感器應(yīng)用了當(dāng)前較為先進的彎曲傳感技術(shù)，廣泛使用于醫(yī)學(xué)、力學(xué)等多個研究領(lǐng)域，在醫(yī)療輔助中，F(xiàn)LEX傳感器已應(yīng)用于測定人體特定部位的緯度變化。

藍牙是一種已被廣泛使用的無線通信技術(shù)，應(yīng)用較為成熟。在信號端和終端分別安裝藍牙模塊進行無線數(shù)據(jù)傳輸，從而實現(xiàn)即時、快速的數(shù)據(jù)交換和數(shù)理。與其他無線通信技術(shù)相比，藍牙的功能實現(xiàn)具有低能耗、低成本、無輔助器械的優(yōu)勢，大大節(jié)約了成本，有利于推廣應(yīng)用；同時由于藍牙技術(shù)獨特的抗衰減能力，位移傳感器能夠長時間提供更為穩(wěn)定的數(shù)據(jù)輸出。

位移計是一種測定特定點位位移或者變形的檢測儀器，當(dāng)測量對象的圍度發(fā)生變化時，位移計能夠及時的進行識別并提供信息反饋，從而用戶可以及時停止飲食，避免過多的熱量攝入。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種可無線傳輸、成本低、易于安裝使用且能夠直接有效控制用戶飲食攝入量的監(jiān)測儀。

為了達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供了一種基于Flex無線傳感器的飲食量控制系統(tǒng)，包括腰帶本體，腰帶本體包括腰帶頭和腰帶體，其特征在于，還包括測量模塊，測量模塊內(nèi)含加筋的Flex彎曲傳感器，F(xiàn)lex彎曲傳感器連接于腰帶頭端部和腰帶體端部之間，通過測量腰帶頭兩側(cè)與腰帶體的夾角變化量，測量模塊經(jīng)由傳感器信號采集線纜與無線收發(fā)裝置相連，無線收發(fā)裝置與數(shù)據(jù)采集分析終端建立通信，數(shù)據(jù)采集分析終端根據(jù)接收到的夾角變化量計算進食期間各個采樣時刻的腰圍變化量。

優(yōu)選地，所述無線收發(fā)裝置還與警報器相連，當(dāng)實時獲得的腰圍變化數(shù)據(jù)超過閾值時，數(shù)據(jù)采集分析終端控制警報器產(chǎn)生告警。

本發(fā)明的另一個技術(shù)方案是提供了一種基于Flex無線傳感器的飲食量控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、通過彎曲傳感器標(biāo)定實驗測得Flex彎曲傳感器示數(shù)與角度間的線性關(guān)系k，標(biāo)定過程中通過將Flex彎曲傳感器彎曲不同角度時，對Flex彎曲傳感器的示數(shù)進行記錄，獲得Flex彎曲傳感器示數(shù)與角度之間的標(biāo)定關(guān)系，該標(biāo)定關(guān)系是線性的，從而將獲得的直線的斜率作為線性關(guān)系k；

步驟2、將FLEX彎曲傳感器封裝于腰帶本體中，使得Flex彎曲傳感器連接于腰帶頭端部和腰帶體端部之間，將FLEX彎曲傳感器初始示數(shù)記為D₁；

步驟3、當(dāng)用戶腰腹圍由于進食增加時，F(xiàn)LEX彎曲傳感器發(fā)生彎曲，t時刻的FLEX彎曲傳感器的示數(shù)變化為D_t，則t時刻FLEX彎曲傳感器的彎曲角度變化值θ_t為：

式中，ΔD_t為t時刻FLEX彎曲傳感器的示數(shù)變化值，ΔD_t＝D_t-D₁；