用于确定触摸灵敏度阈值的系统
文献发布时间:2023-06-19 09:29:07
技术领域
本公开一般涉及触摸灵敏度;更具体地涉及用于使用前述方法确定人体区域处的触摸灵敏度阈值的系统。
背景技术
皮肤是人体最大的器官。皮肤除了充当人体的自我平衡、生理、免疫屏障之外,还充当复杂的感觉器官。皮肤会感知周围物体和环境因素,并且不断地向大脑更新这种经历。这种消息的传递是由皮肤具备的数百万个感觉神经受体进行的。在这个过程中,感觉神经受体将信息发送到大脑,并引起与所感知到的感觉或物理刺激相对应的触摸灵敏度。个体的触摸灵敏度可以用于诊断多种不同的医疗状况。具体地,这样的医疗状况通常与周围神经系统有关(即,周围神经病变)。
触摸灵敏度因人而异,然而,每个正常人的标准正常范围仍然存在。偏离这种正常范围表示个体的低敏反应或过敏反应。通常,医生通过将诸如针、音叉、单位纤维丝(Semmes-Weinstein monofilament,SWF)等的物品施加于特定人体部位(诸如脚部、臂部、手掌、眼睛等)来进行身体检查,以确定人体的该部位的触摸灵敏度。这种定量方法需要同时询问该人是否感到疼痛或压力,以检测施加位点处的潜在的周围神经病变。如果该人即使在增加这种物品的冲击之后仍未感到任何疼痛和/或压力,则认为该施加位点是无感觉的。然而,定量方法的有效性各不相同,并且提供了与触摸灵敏度相对应的不一致的结果(诸如受到真阳性、假阳性、真阴性和假阴性的影响)。此外,常规技术无法测量和得出通用的(例如,基于SI单位的)值来指示患者的触摸灵敏度阈值。随后,难以确定处于不同测量机会下的两个患者之间的参考点以跟踪医疗状况。
最近,神经传导研究(nerve conduction study,NCS)因其确定患者的触摸灵敏度的诊断能力而受到赞赏。神经传导研究(NCS)是一种客观且标准的技术,能够测量定量的神经生理变化。然而,神经传导研究(NCS)的临床应用受到限制,因为获取肌电图设备及用品的可用性有限且成本高昂,因此,使得该程序对患者以及医生均是不切实际的。
最近,诸如回弹式眼压计(rebound tonometer,RT)、戈德曼压平眼压计(Goldmannapplanation tonometry,GAT)等仪器正在用于测量眼睛在施加位点上的眼内压。值得注意的是,眼睛是最敏感的器官,眼睛的角膜由能够感测疼痛刺激的密集的感觉神经(即,小纤维疼痛感觉神经)支配。这种仪器计算与眼睛的角膜所经受的外力相对应的眼内压。
重要的是得出眼睛的角膜的触摸灵敏度。实际上,角膜的触摸灵敏度对于眼睛的整体生理功能而言很重要。角膜的触摸灵敏度可能由于不同的原因而改变。例如,多种系统性疾病或与眼睛有关的疾病会降低触摸灵敏度,例如,糖尿病神经病变、疱疹、风湿病。触摸灵敏度降低是干眼症的潜在原因,并且其显著地增加了长期眼睛感染的风险。触摸灵敏度的水平的变化可以指示眼睛中总体生理状况中所提到的一些疾病和多种其他疾病或异常。
隐形眼镜被广泛使用。监测角膜的触摸灵敏度阈值(CTT)对于所有的隐形眼镜用户而言很重要。当佩戴隐形眼镜时,角膜的过敏反应会引起不适。触摸灵敏度降低应成为使用隐形眼镜的排除标准,因为降低了识别潜在眼部感染的早期阶段的感测能力。
另外,通过角膜的侵入性眼科手术(诸如屈光和白内障手术)对角膜感测神经有影响,并因此对角膜的触摸灵敏度有影响。因此,在侵入性眼科手术之前和之后对角膜的触摸灵敏度阈值进行监测是在手术期间评估感测神经的损失并跟踪恢复过程的重要方法。
文献US 2006/178596提出了一种感觉测试系统以及一种使用感觉测试系统来确定感觉压力阈值的方法,以及一种通过使用感觉测试系统确定感觉压力阈值来诊断以神经功能受损为表征的状况的方法。文献WO 2012/106593讨论了一种用于评估对象的周围神经损伤的系统。该系统包括压力施加设备和计算机。该系统以期望的模式向对象的选定的身体部位施加压力,并且继续施加压力直至达到对象的疼痛阈值为止。文献US 2011/082384公开了一种计算机控制的感觉测试系统,该感觉测试系统可以用于进一步的疼痛研究并辅助疼痛综合征的临床诊断和治疗。该系统包括致动器,以向对象传递压力/变形(应变)、听觉、嗅觉和其他刺激。该系统包括控制刺激传递的软件。该系统进一步可操作成接收关于所接收到的刺激的反馈。
因此,根据前述讨论,需要克服与确定触摸灵敏度阈值相关的前述缺点。
发明内容
本公开寻求提供一种使用探针确定人体区域处的触摸灵敏度阈值的方法。本公开还寻求提供一种使用前述方法确定人体区域处的触摸灵敏度阈值的系统。本公开寻求提供一种解决方案,以解决在得出与触摸灵敏度相对应的通用值时测量不准确和效率低下的现存问题。本公开的目的是提供一种解决方案,该解决方案至少部分地克服了现有技术中遇到的问题,并且提供了一种用于确定人体区域处的触摸灵敏度阈值的准确方法和系统。
一方面,本公开的实施例提供了一种使用探针确定人体区域处的触摸灵敏度阈值的方法,该方法包括:
(a)设定探针的冲击属性的第一值;
(b)向人体区域释放探针,以便以冲击属性的第一值对人体区域进行冲击;
(c)响应于探针以冲击属性的第一值在人体区域处进行的冲击而接收来自人的第一反馈;
(d)通过增加或减小冲击属性的第一值来进行改变,以设定探针的冲击属性的第二值;
(e)向人体区域释放探针,以便以冲击属性的第二值对人体区域进行冲击;
(f)响应于探针以冲击属性的第二值在人体区域处进行的冲击而接收来自人的第二反馈;以及
(g)重复步骤(d)至(f),直至将触摸灵敏度阈值确定为:
-基于反馈的对探针有感知的最低值;或
-基于反馈的对探针无感知的最高值,
其中,反馈对应于对探针有感知或对探针无感知。
另一方面,本公开的实施例提供了一种用于确定人体区域处的触摸灵敏度阈值的系统,该系统包括:
-壳体,该壳体包括:
-探针,该探针可拆卸地布置在壳体内,其中,探针能够操作成以预定的冲击属性对人体区域进行冲击;
-探针附接装置,该探针附接装置能够操作成将探针保持在壳体内;以及
-探针释放装置,该探针释放装置能够操作成向人体区域释放探针,探针释放装置是驱动线圈,
其中,探针释放装置的感应线圈能够操作成产生磁力,以沿以下方向致动探针:
-第一方向,以从壳体释放探针;或者
-第二方向,以将探针缩回壳体中;
-反馈装置,该反馈装置在探针冲击人体区域之后接收来自人的反馈;以及
-控制器,该控制器能操作地联接到探针附接装置、探针释放装置和反馈装置,其中,控制器能够操作成:
(a)设定探针的冲击属性的第一值;
(b)向人体区域释放探针,以便以冲击属性的第一值对人体区域进行冲击;
(c)响应于探针以冲击属性的第一值在人体区域处进行的冲击而接收来自人的第一反馈;
(d)通过增加或减小冲击属性的第一值来进行改变,以设定探针的冲击属性的第二值;
(e)向人体区域释放探针,以便以冲击属性的第二值对人体区域进行冲击;
(f)响应于探针以冲击属性的第二值在人体区域处进行的冲击而接收来自人的第二反馈;以及
(g)重复步骤(d)至(f),直至将触摸灵敏度阈值确定为:
-基于反馈的对探针有感知的最低值;或
-基于反馈的对探针无感知的最高值,
其中,反馈对应于对探针有感知或对探针无感知。
本公开的实施例基本上消除或至少部分地解决了现有技术中的前述问题,并且使得能够以对患者/用户友好的方式准确地测量人体区域处的触摸灵敏度阈值。
根据结合所附权利要求解释的说明性实施例的详细描述和附图,本公开的附加方面、优点、特征和目的将变得显而易见。
将理解的是,本公开的特征易于以各种组合进行组合,而不脱离如所附权利要求所限定的本公开的范围。
附图的简要说明
当结合附图进行阅读时,将更好地理解以上概述以及说明性实施例的以下详细描述。为了说明本公开,在附图中示出了本公开的示例性构造。然而,本公开不限于本文中所公开的特定方法和手段。此外,本领域技术人员应当理解,附图未按比例进行绘制。尽可能地,相同的元件都以相同的附图标记表示。
现参考以下附图仅以示例的方式来描述本公开的实施例,在附图中:
图1和图2是根据本公开的各种实施例的用于确定人体区域处的触摸灵敏度阈值的系统的框图;
图3A、图3B、图3C是根据本公开的各种实施例的用于确定人体区域处的触摸灵敏度阈值的系统的示意图;
图4是根据本公开的实施例的处于使用状态的图3A、图3B、图3C的系统的示意图;
图5是根据本公开的实施例的处于使用状态的图2的系统的示意图;
图6至图10是示出了根据本公开的各种实施例的由冲击属性的第一值到冲击属性的第二值的变化的图;以及
图11是根据本公开的实施例的使用探针确定人体区域处的触摸灵敏度阈值的方法的步骤的图。
在附图中,带下划线的数字用于表示带下划线的数字所在的项目或与带下划线的数字相邻的项目。未加下划线的数字与通过将未加下划线的数字链接至项目的线所标识的项目有关。当数字未加下划线并带有相关联的箭头时,未加下划线的数字用于标识箭头所指向的一般项目。
具体实施方式
以下详细描述说明了本公开的实施例以及可以实施这些实施例的方式。尽管已经公开了执行本公开的一些模式,但是本领域技术人员将认识到,用于执行或实践本公开的其他实施例也是可能的。
一方面,本公开的实施例提供了一种使用探针确定人体区域处的触摸灵敏度阈值的方法,该方法包括:
(a)设定探针的冲击属性的第一值;
(b)向人体区域释放探针,以便以冲击属性的第一值对人体区域进行冲击;
(c)响应于探针以冲击属性的第一值在人体区域处进行的冲击而接收来自人的第一反馈;
(d)通过增加或减小冲击属性的第一值来进行改变,以设定探针的冲击属性的第二值;
(e)向人体区域释放探针,以便以冲击属性的第二值对人体区域进行冲击;
(f)响应于探针以冲击属性的第二值在人体区域处进行的冲击而接收来自人的第二反馈;以及
(g)重复步骤(d)至(f),直至将触摸灵敏度阈值确定为:
-基于反馈的探针的有感知的最低值;或
-基于反馈的探针的无感知的最高值,
其中,反馈对应于对探针有感知或对探针无感知。
另一方面,本公开的实施例提供了一种用于确定人体区域处的触摸灵敏度阈值的系统,该系统包括:
-壳体,该壳体包括:
-探针,该探针可拆卸地布置在壳体内,其中,探针能够操作成以预定的冲击属性对人体区域进行冲击;
-探针附接装置,该探针附接装置能够操作成将探针保持在壳体内;以及
-探针释放装置,该探针释放装置能够操作成向人体区域释放探针,探针释放装置是驱动线圈,其中,探针释放装置的感应线圈能够操作成产生磁力,以沿以下方向致动探针:
-第一方向,以从壳体释放探针;或者
-第二方向,以将探针缩回壳体中;
-反馈装置,该反馈装置在探针冲击人体区域之后接收来自人的反馈;以及
-控制器,该控制器能操作地联接到探针附接装置、探针释放装置和反馈装置,其中,控制器能够操作成:
(a)设定探针的冲击属性的第一值;
(b)向人体区域释放探针,以便以冲击属性的第一值对人体区域进行冲击;
(c)响应于探针以冲击属性的第一值在人体区域处进行的冲击而接收来自人的第一反馈;
(d)通过增加或减小冲击属性的第一值来进行改变,以设定探针的冲击属性的第二值;
(e)向人体区域释放探针,以便以冲击属性的第二值对人体区域进行冲击;
(f)响应于探针以冲击属性的第二值在人体区域处进行的冲击而接收来自人的第二反馈;以及
(g)重复步骤(d)至(f),直至将触摸灵敏度阈值确定为:
-基于反馈的对探针有感知的最低值;或
-基于反馈的对探针无感知的最高值,
其中,反馈对应于对探针有感知或对探针无感知。
本公开提供了前述方法以及用于通过这种方法确定人体区域处的触摸灵敏度阈值的前述系统。有益地,前述方法是简单的,并且需要较少的计算工作来以通用值接收、存储和显示得出的测量结果。因此,此外,通用值可以用于确定两个不同参与者(或者两个患者、或者一个患者和一个正常人)之间的参考点,并跟踪相关联的医疗状况。另外,前述系统重量轻并且易于以更安全的方式在水平以及倾斜方向上进行操作。有益地,该系统可以用于身体、角膜或皮肤的任何部位,诸如腿部、手部、脚部等,以通过与人体区域处的触摸灵敏度阈值相关联的一系列测量来提供基本上恒定的测量值。此外,测量是快速的,并且不需要任何专门培训的操作员或对参与者进行麻醉。因此,该系统是成本有效的并且能够以用户/患者友好的方式进行操作。
在整个本公开中,本文中所使用的术语“人”是指个人、一组人、患者等。此外,人可能正在接受或已登记了接受特定领域的医疗服务,诸如医学、神经病学等。此外,从人所需领域的专家处获得这种服务可能是有益的。此外,要求专家对人进行评估,例如,神经科医生可以确定患有或即将发展有神经疾病(诸如糖尿病性周围神经病变)的个体的神经活动。
在整个本公开中,本文中所使用的术语“人体区域”是指人的不同身体部位。具体地,与周围神经系统(peripheral nervous system,PNS)相关联的人体区域包括被数百万个感觉神经元支配的眼睛的角膜或皮肤。
应当理解,周围神经病变是周围神经系统(包括自主神经、运动神经和感觉神经)的疾病。周围神经系统(PNS)负责将信息从包括大脑和脊髓的中枢神经系统(centralnervous system,CNS)发送到一个或多个人体区域。在示例中,在感觉或物理刺激的情况下,周围神经系统(PNS)负责大脑和身体的协调。感觉或物理刺激(例如,诸如冷和热、刺痛、疼痛、抽搐、抽筋、撕裂痛、突然而剧烈的疼痛、针刺痛、烧伤、搏动、酸痛、针扎痛、麻木、缺乏协调性、本体感觉和各个人体区域的虚弱)与周围神经病变相关联。通常,周围神经病变与潜在的医疗状况(诸如糖尿病神经病变、肌肉麻痹、贝耳氏麻痹等)相关联。值得注意的是,患有这种神经病变的人缺乏感知疼痛和/或压力的能力并且失去触摸灵敏度。
在整个本公开中,本文中所使用的术语“触摸灵敏度”是指五种感官中的一种以及味觉、嗅觉、听觉和视觉。具体地,触摸灵敏度是指经受外部物体的接近或这种物体施加在接触表面上的力的能力。更具体地,当个体在任何人体区域(诸如皮肤(腿部、手部、脚部的皮肤)、眼睛的角膜等)处的施加区域握住、抚摸、操作、感觉或以其他方式触碰某些物品时,该个体感知到触摸灵敏度。此外,触摸灵敏度对在经受前述感觉或物理刺激的人体区域中的感觉受体进行刺激。感觉受体将神经冲动传递给大脑,大脑会解释这种刺激,并且使这些感觉受体能够被受影响的人体区域识别或感知。
应当理解,作为身体的感觉器官,皮肤适合于触觉感知、触觉和本体感觉;数以百万计的感觉神经受体的精细网络不断地更新大脑对周围物体和环境因素的感知。不同类型的感觉神经受体中的每一种类型(诸如机械性受体、热受体、化学受体、疼痛受体等)具有特定的接触类型。例如,机械性受体对任何类型的机械变形作出响应,热受体在热和冷之间进行区分,化学受体感测皮肤内产生的化学物质,并且疼痛受体检测疼痛的刺激。感觉神经受体沿着特定途径传递与对神经元的不同类型的触摸相对应的信息。例如,疼痛具有其自身的途径,即某些受体,这些受体会感知疼痛并将这种特定类型的触摸传递给与该途径中的多个其他神经元相连的神经元。类似地,温度具有其自身的途径。然而,所有途径都通向共同的感觉器官,即发送信息的大脑。在所有的感觉器官中,眼睛是最敏感的器官。具体地,眼睛的角膜接收身体最密集的感觉神经支配。更具体地,小纤维疼痛感觉神经支配眼睛的角膜,并且负责感知疼痛的刺激并通过其感觉末梢传递冲动。疼痛受体是主要的传入(感觉)神经纤维,其对与有害的机械性(即,疼痛的压力、割伤、挤压等)、热(即,烧伤或冷冻)和化学刺激(诸如眼睛中的辣椒粉)相关联的疼痛作出响应。因此,在最优选的实施例中,由小纤维疼痛感觉神经支配的眼睛表面是测量人的灵敏度的潜在器官。
还将理解的是,仅当感觉神经受体足够强以刺激感觉神经受体时,这些感觉神经受体才能感知到感觉或物理刺激。换句话说,仅当人经受引起疼痛和/或压力的有害刺激时,感觉神经受体才能触发信号,以沿着神经元传递到脊髓。此外,一旦达到特定阈值,就感知到疼痛和/或压力。在整个本公开中,本文中所使用的术语“阈值”是指开始产生生理或心理影响时的水平、点或值,或者该水平、点或值以上的水平、点或值。换句话说,在阈值以上可以感知到刺激的影响,而在阈值以下则不再存在该刺激的影响。将理解的是,神经的刺激程度在达到阈值时产生响应。
例如,如果个体的触摸灵敏度阈值约为2kgm-1s-2(从压力刺激p=m*a/A得出的SI单位;其中,p是压力,m是探针的质量,a是探针的加速度,A是与探针接触的区域处的冲击面积),并且如果在个体的身体区域上施加的刺激为0.5kgm-Is-2,则该个体将不会察觉到该刺激,因为0.5kgm-Is-2的刺激低于触摸灵敏度阈值(2kgm-Is-2)。如果在个体的相同身体区域上施加的刺激为4kgm-Is-2,则该个体将察觉到该刺激,因为4kgm-Is-2的刺激大于触摸灵敏度阈值(2kgm-Is-2)。可以注意到,触摸灵敏度阈值因人而异,并且可选地,随着与该个体相关联的年龄或医疗状况(诸如中风、创伤事件或类似的持续状况)而相应地变化。
可选地,触摸灵敏度阈值被确定为以下各项中的至少一项:数值、与预定标度有关的等级。例如,触摸灵敏度可以是疼痛、较少疼痛、不疼痛、完全没有灵敏度的感觉。触摸灵敏度阈值以1至10的预定标度进行测量,其中,1表示“不疼痛”的感觉,2表示“略微疼痛”的感觉,以此类推,而10表示“剧烈疼痛”的感觉。优选地,触摸灵敏度阈值取决于探针在人体区域处的冲击。此外,触摸灵敏度阈值必须是对探针有感知的最低值或者对探针无感知的最高值。
用于确定人体区域处的触摸灵敏度阈值的系统包括壳体。具体地,壳体是指具有内部部分和外部部分的中空的包围部件。更具体地,壳体具有前部部分、后部部分和中间部分。
可选地,壳体具有管状的形状因子。壳体的管状的形状因子提供了不具有锋利边缘的紧凑结构。此外,壳体的这种设计简单且易于制造。管状设计的另一个潜在的益处在于,与其他形状相比,相对于其占据的空间,该管状设计提供了明显更多的内部可用空间来放置前述系统的部件。
可替代地,壳体具有椭圆形或圆柱形的形状因子。
壳体包括探针,该探针可拆卸地布置在壳体内,其中,探针能够操作成以预定的冲击属性对人体区域进行冲击。在整个本公开中,术语“探针”是指可动元件,该可动元件的移动在人体区域处产生输入感觉信号。探针被构造成朝向人体区域发射并且冲击人体区域。探针的冲击激发感觉细胞支配人体区域,以开始将信息传递给大脑和背部。信息的传递以与预定的冲击属性相关联并由人提供的反馈的形式进行迭代。根据一种实施例,使用附接装置将探针可拆卸地布置在壳体内。附接装置的示例是附接线圈或磁体。磁力用于将探针保持在壳体中。
在整个本公开中,本文所使用的术语“冲击属性”是指用于使探针向人体区域发射和/或使探针冲击人体区域所带的预定参数。可选地,探针的冲击属性包括以下各项中的至少一项:速度、加速度、动能、每单位冲击面积的动能、动量、每单位冲击面积的动量、由冲击引起的压力、冲击的持续时间。例如,冲击属性被表示为速度或速率(矢量是指特定方向上的速度)“v”。探针能够操作成以一定速度朝向人发射,以在特定时间段“t”内覆盖从初始位置到最终位置(即,人体区域的表面)的特定距离“d”,使得v=d/t。应当注意,在本公开的上下文中,术语加速度是指正的加速度和负的加速度(即,减速度)。
在另一示例中,冲击属性被表示为动能“KE”。探针能够操作成以动能朝向人发射,该动能是探针的质量“m”以及探针达到速度“v”所需的加速度的因子,使得KE=
在又一示例中,冲击属性被表示为动量“P”,即探针的质量“m”和速率“v”的乘积,使得P=mv。
在又一示例中,冲击属性可以被表示为在与探针接触的人体区域处的每单位冲击面积“A”的动量“P”,使得探针的冲击为P/A。
在又一示例中,冲击属性被表示为探针在其发射期间和其回弹期间的速率变化,即加速度和减速度,使得a=d/dt(v)或∑∫Δv/Δt。
在又一示例中,冲击属性被表示为压力“p”,即质量“m”与每单位冲击面积“A”计算得出的加速度“a”的乘积,使得p=m*a/A。
在又一示例中,冲击属性被表示为冲击的持续时间。
在示例性实施例中,如表1中所示,基于由探针在人体区域处所施加的压力来确定探针的冲击属性。质量m为2.5*10E-5kg以及冲击面积A为2.5*10E-5m2的探针能够操作成从其初始位置向最终位置(即人体区域的表面)行进5*10E-4m的距离d。发射探针以冲击人体区域并从表面回弹。随后,将探针的加速度变化(即探针在发射时与回弹时的速率之间的差)确定为:被表示为压力“p”的探针的冲击属性,该冲击属性对应于与触摸灵敏度相关联。
表1
可替代地,冲击属性可以被表示为在重力的影响下(诸如,当探针相对于人体区域的表面竖直或垂直固定时)由具有质量“m”的探针在与探针接触的人体区域处的每单位冲击面积“A”施加的压力“p”,使得P=m*g/A,其中,g是由重力引起的加速度(约为10m/s^2)。
参照表1,如表2中所示,基于在人体区域处的重力的影响下由探针在人体区域处所施加的压力来确定探针的冲击属性。随后,将由探针在人体区域的表面处所施加的力F确定为:
F=m*a,其中,a=10m/s^2。
在实施例中,人体区域可以是眼睛表面。在另一实施例中,人体区域可以是皮肤,诸如腿部、手部等的皮肤。将理解的是,针对在眼睛表面上进行的测量,探针的形状因子和重量将与针对皮肤所选择的形状因子和重量不同。另外,对于眼睛和皮肤,探针与所考虑的人体区域的表面之间的距离也是不同的。具体地,表2的前两行描述了在眼睛表面处的压力p的测量值,最后一行描述了在皮肤处的压力p的测量值:
p=F/A
表2
可以注意到,与皮肤相比,对于眼睛表面,由探针施加的压力p较小。本说明书中的符号“E”是指指数项,即,例如1E-2是0.01(即1/100)。
将理解的是,在人体区域处发射探针是发射探针的速度、探针所获得的动量、探针回弹的减速度、探针的质量、探针的形状因子、探针对区域进行冲击的面积以及探针撞击时所述区域感受到的压力的函数。因此,即使为探针提供恒定的速度或加速度,对于具有不同形状因子和/或重量的探针,也期望获得不同的结果。
可选地,探针与以下各项中的至少一项相关联:预定的重量、预定的形状因子。换句话说,探针可以具有与人体区域的灵敏度相对应的变化的重量和形状因子。形状因子是硬件设计的一个方面,该硬件设计限定并规定了系统的部件的尺寸、形状和其他物理规格。具体地,形状因子代表了一大类尺寸相似的部件或者规定了特定标准。值得注意的是,较小的形状因子更有效地利用有限的空间,在更大的组件内放置部件时提供更大的灵活性,减少材料的使用,并且更易于运输和使用。然而,较小的形状因子通常会在工程生命周期的设计、制造和维护阶段招致更高的成本,并且不允许使用与较大的形状因子相同的扩展选项。例如,由于相同的“翻盖”形状,因此笔记本电脑的形状因子通常呈矩形的形状并且使平坦表面上的键盘与顶部的屏幕打开。笔记本电脑进一步具有不同的形状因子,诸如超极本、上网本和可变形平板电脑。另外,形状因子是可适应的。例如,与针对腿部皮肤的探针相比,针对眼睛表面的探针可以是重量轻的,具有较小的形状因子和冲击属性。此外,探针抵靠目标人体区域的位置可以根据该人体区域的位置而变化。例如,回弹式眼压计可以在与人体区域水平或倾斜的位置使用。另外,探针可以是中空的或实心的。此外,探针可以由塑料、弹性体或玻璃制成。此外,探针通常至少包括一些磁性材料。磁性材料可以包括铁磁性材料和/或顺磁性材料。探针的横截面可以是圆形、管状、圆柱形、正方形、六边形、椭圆形或者适合于在人体区域上施加力的任何其他形状。在优选实施例中,探针具有圆形的横截面,以允许探针往返于壳体进行低摩擦移动。因此,探针的位置、形状、尺寸、材料不是固定的,并且可以根据每种情况进行调整。
可选地,探针可以更换以确保卫生的测量体验。更可选地,可以将新的探针插入壳体内的空间中,以确保卫生的测量体验。在一种示例中,在确定眼睛的角膜的触摸灵敏度和眼内压时,对于每个新的环节,可以将新的探针插入壳体内的空间中。应当理解,当针对相同实体或不同实体测量眼睛表面处的触摸灵敏度时,通常不重复使用相同的探针。应当理解,眼睛是身体最敏感的器官,如果不以卫生和/或安全的方式使用探针,则眼睛容易被探针感染或损伤。
可选地,探针包括尖端部分和主体部分。此外,探针可以是部分磁性的材料,其中,尖端部分通过使用生物相容性材料来制造,并且主体部分是磁性材料。探针的、使用生物相容性材料制造的这种尖端部分使得探针能够与人体的活组织(例如,眼睛的角膜)紧密接触而不会产生任何负面影响,从而确保了人的舒适度和安全性。
可选地,探针的尖端部分由非磁性材料(诸如塑料、弹性体或玻璃材料)形成。尖端部分可以被制成为硬的或软的或者弹性的或非弹性的。可选地,探针的尖端部分的至少一部分包括探针导航区域。探针导航区域的至少一部分包括平坦或圆形的表面并且具有已知的面积。将理解的是,探针导航区域与构思大小相关联。具体地,与具有较大面积的探针导航区域相比,具有较小面积的探针导航区域在冲击期间施加较大的压力。
可选地,探针能够操作成在壳体的内部移动。系统被布置成使得探针最初处于至少部分地位于壳体内部的位置处。可替代地,探针最初可以完全位于壳体的内部。
壳体包括探针附接装置,该探针附接装置能够操作成将探针保持在壳体内。可选地,探针附接装置是附接线圈。此外,附接线圈可以被构造成是电控制的。具体地,当接通探针附接装置中的电源时,附接线圈将探针保持在其初始位置,因为在附接线圈中感应出磁力。因此,调节在附接线圈中流动的电流会影响探针进出壳体的移动。此外,在相对于人体区域水平地以及倾斜地测量期间,调节在附接线圈中流动的电流还防止了探针脱离壳体。倾斜测量是指下述测量:在将系统保持或放置在使得探针在测量期间沿相对于水平平面形成角度的方向移动的位置时进行的测量。具体地,将竖直测量(其中,该角度为90°(相对于水平面))视为倾斜测量中的一种特殊情况,在竖直测量中,通过将系统保持或放置在使得探针在测量期间竖直地垂直于水平面移动的位置来进行测量。可替代地,探针附接装置包括但不限于磁路、机械锁、摩擦制动器等。一旦将探针装入壳体中,位于壳体的后部部分后面的磁路就牢固地保持探针。可选地,附接装置是永磁体或者包括永磁体。在这种可选实施例中,系统优选地还包括释放线圈,该释放线圈被布置成减小/去除永磁体的磁场力。
壳体包括探针释放装置,该探针释放装置能够操作成将探针释放到人体区域。探针释放装置是驱动线圈。探针释放装置的附接线圈能够操作成沿第一方向产生磁力以从壳体释放(或致动)探针,或者沿第二方向产生磁力以将探针缩回到壳体中。
可选地,探针释放装置能够操作成通过调节流过探针释放装置的驱动线圈的电流流动来致动探针。具体地,流过驱动线圈的电流(该电流感应出磁力)补偿(或抵消)探针附接装置的磁场的影响,并因此在探针释放装置中产生磁力,该磁力使得探针能够沿第一方向移动以从壳体释放探针,或者使得探针能够沿第二方向移动以将探针缩回到壳体中。此外,电流从外部电源流入驱动线圈。应当理解,探针的速度由在驱动线圈中的电流流动控制。具体地,驱动线圈中的较高电流导致探针从壳体释放的速度较高。类似地,驱动线圈中的较低电流导致探针从壳体释放的速度较低。探测系统(其中,探针的速度由驱动线圈中的电流流动控制)的这种实施方式有助于快速且准确地确定人体区域处的触摸灵敏度阈值。将理解的是,由探测系统施加的力对于测试的准确性和有效性至关重要。根据本公开的实施例,可以将特定的力水平施加到人体区域,从而有助于准确地评估人体区域处的阈值触摸灵敏度。
可选地,通过沿相反方向将电流引入驱动线圈中,将探针缩回到壳体中。
根据一种实施例,系统包括探针测量装置。此外,探针测量装置包括测量线圈。测量线圈能够操作成测量分别在发射和回弹探针之后由于探针的移动而产生的电流。在实践中,由于探针包括磁性材料,因此电流是由探针的移动引起的。
可选地,驱动线圈和附接线圈在物理上可以是单个线圈布置。可选地,驱动线圈或附接线圈可以用作测量线圈。可选地,测量线圈可以用作驱动线圈或附接线圈。可选地,驱动线圈可以用作附接线圈。此外,在系统的机械构造中,线圈可以相对于彼此以多种方式进行布置。例如,测量线圈可以比驱动线圈更靠近尖端部分,反之亦然。通常,驱动线圈、释放线圈和测量线圈是感应线圈。
壳体进一步包括反馈装置,该反馈装置在探针冲击人体区域之后接收来自人的反馈。可选地,反馈装置被实施为输入设备,其中,输入设备包括用户界面、小型键盘、用于接收触觉反馈或听觉反馈的听觉接收器中的至少一个。用户界面能够操作成通过按钮、操纵杆、滑块接收输入,以登记(或记录)在用户界面上渲染的与探针的冲击相对应的触摸灵敏度。具体地,输入设备可以用于以“是”或“否”、与预定标度有关的等级来登记(或记录)触摸灵敏度。如上所述,触摸灵敏度阈值可以被表示为例如疼痛、较少疼痛、不疼痛、完全没有灵敏度的感觉。可替代地,触摸灵敏度阈值以1至10的标度表示,其中,1表示“不疼痛”的感觉,2表示“略微疼痛”的感觉,以此类推,而10表示“剧烈疼痛”的感觉。此外,可以使用输入设备(或通常为反馈设备)来从用户处收集用户是否感到疼痛、较少疼痛、不疼痛、完全没有灵敏度或者使用所述标度。反馈装置的这种实施方式有助于以准确的方式确定触摸灵敏度阈值。
可选地,反馈装置的用户界面包括显示元件,该显示元件被构造成显示由人输入的反馈。显示元件涉及一种光学部件,该光学部件被构造成允许在其上显示反馈的至少一部分。换句话说,给定的显示元件被构造成在其上接收与触摸灵敏度相对应的反馈。可选地,显示元件的形状是基本上平坦的。可替代地,可选地,显示元件的形状是基本上弯曲的。可选地,显示元件例如通过以下显示器实施:液晶显示器(LCD)、基于发光二极管(LED)的显示器、基于有机LED(OLED)的显示器、基于微型OLED的显示器和基于硅基液晶(LCoS)的显示器。
壳体进一步包括控制器,该控制器能操作地联接到探针附接装置、探针释放装置和反馈装置。在运作中,控制器调节探针附接装置、探针释放装置和反馈装置的动作。
本公开的方法包括设定探针的冲击属性的第一值。此外,控制器能够操作成设定探针的冲击属性的第一值。具体地,设定冲击属性的第一值取决于人体区域。更具体地,设定冲击属性的第一值取决于人体区域的灵敏度。例如,人体区域可以是腿部的皮肤,并且探针冲击腿部皮肤的冲击属性的第一值可以是0.1N(即1/10N)。在另一示例中,人体区域可以是手部的皮肤,与腿部的皮肤相比,手部的皮肤相对更敏感,因此,探针冲击手部皮肤的冲击属性的第一值可以是0.07N(即7/100N)。在又一示例中,人体区域可以是眼睛表面或角膜,眼睛表面或角膜是人体最敏感的部位,因此,探针冲击眼睛表面或角膜的冲击属性的第一值可以是0.002N。应当理解,冲击属性的测量单位(即,牛顿(N))不旨在限制本公开的范围。
该方法进一步包括向人体区域释放探针,以便以冲击属性的第一值对人体区域进行冲击。此外,控制器能够操作成向人体区域释放探针,以便以冲击属性的第一值对人体区域进行冲击。具体地,探针释放装置能够操作成向人体区域释放探针,其中,探针释放装置包括驱动线圈。更具体地,控制器能操作地联接到探针释放装置,并且将探针释放装置构造成以冲击属性的第一值向人体区域释放探针。
应当理解,以冲击属性的第一值向人体区域释放的探针被构造成撞击人体区域,并且以冲击属性的第一值在人体区域处产生探针的冲击。因此,人体区域感测到探针的冲击,并且以感知到或没有感知到探针以冲击属性的第一值进行的冲击的方式进行回应。
该方法进一步包括响应于探针以冲击属性的第一值在人体区域处进行的冲击而接收来自人的第一反馈。此外,控制器能够操作成响应于探针以冲击属性的第一值在人体区域处进行的冲击而接收来自人的第一反馈。具体地,反馈装置能够操作成在探针冲击人体区域之后接收来自人的反馈。更具体地,控制器能操作地联接到反馈装置并且将反馈装置构造成在探针冲击人体区域之后接收来自人的反馈。
在整个本公开中,本文中所使用的术语“反馈”是指关于对情况、产品、刺激等的反应的信息。具体地,反馈允许通过其结果或效果对过程或系统进行修改或控制。更具体地,反馈是一个过程,该过程允许将动作的输出作为输入进行返回,以修改因果循环中的下一个动作。在一个实施例中,反馈可以是与探针的冲击相关联的感知的感觉的指示。在另一实施例中,反馈可以是感知的强度,即疼痛水平或感觉水平(诸如没有感觉、很小的感觉、清晰的感觉等)。
此外,要求人响应于探针以冲击属性的第一值在人体区域处进行的冲击而提供第一反馈。具体地,要求人使用反馈装置的用户界面提供反馈。换句话说,系统对探针朝向人体区域的冲击属性进行迭代,并且使用反馈装置收集反馈信息。
该方法进一步包括通过增加或减小冲击属性的第一值来进行改变,以设定探针的冲击属性的第二值。具体地,控制器能够操作成通过增加或减小冲击属性的第一值来进行改变,以设定探针的冲击属性的第二值。冲击属性的第一值的变化对应于触摸灵敏度,即,是否由冲击属性的第一值引起。在一种情况下,增加冲击属性的第一值以设定冲击属性的第二值,直至第二反馈对应于该区域处的触摸灵敏度为止。可替代地,将冲击属性的第一值减小至冲击属性的第二值,直至第二反馈不指示该区域处的触摸灵敏度为止。可选地,将冲击属性的第一值和冲击属性的第二值确定为以下各项中的至少一项:数值、与预定标度有关的等级。
可选地,通过增加或减小冲击属性的第一值来改变冲击属性的第一值,以获得冲击属性的第二值包括在以下步长内增加或减小该第一值:预定步长;渐进步长;回归步长;或使用牛顿-拉夫森(Newton-Raphson)技术。
在一种实施例中,预定步长可以是一个级别和下一个级别之间的理想差。步长是递增或递减的,以将该值进一步转换为下一个级别。在一个示例中,为2的步长将以每2个单位为预定的冲击属性计算一个值。
在另一实施例中,预定步长可以是:渐进步长,即以恒定的步长增加下一个预定的冲击属性的值;回归步长,即以恒定的步长减小下一个预定的冲击属性的值;或使用牛顿-拉夫森技术。
在又一实施例中,可以采用牛顿-拉夫森技术,以改变冲击属性的第一值,以设定探针的冲击属性的第二值。牛顿-拉夫森技术是迭代过程,其可以重复执行以找到更精确的方程式的解。具体地,当将冲击属性的第一值增加到冲击属性的第二值直至冲击属性的第二值引起该区域处的触摸灵敏度时,采用迭代的牛顿-拉夫森技术,其中,冲击属性的第一值无法引起该区域处的触摸灵敏度。在这种情况下,将第三冲击属性选择为冲击属性的第一值和冲击属性的第二值的平均值。此外,如果第三冲击属性无法引起该区域处的触摸灵敏度,则将第四冲击属性选择为冲击属性的第二值与第三冲击属性的平均值,这是考虑到触摸灵敏度是在冲击属性的第二值与第三冲击属性之间的一定水平上引起的。然而,如果第三冲击属性引起该区域处的触摸灵敏度,则将第四冲击属性选择为冲击属性的第一值与第三冲击属性的平均值,这是考虑到触摸灵敏度是在冲击属性的第一值与第三冲击属性之间的一定水平上引起的。类似地,可以迭代地执行该过程,以找到最接近与该区域处的触摸灵敏度相关联的真实值的方程式的解。
可选地,使用随机步长改变冲击属性的第一值。更可选地,随机步长增大或减小。有益地,可以确定探针的冲击与触摸灵敏度之间的这种相关性,而无需事后预期。此外,较小的步长会考虑多个数据点以确定期望的结果,因此会产生人体区域的准确的触摸灵敏度阈值。具体地,将冲击属性的最低值选择为与该区域处的触摸灵敏度相关联的真实值。更可选地,将触摸灵敏度阈值选择为与该区域处的触摸灵敏度相关联的冲击属性的最低值。
更可选地,由正在发射的探针产生的相同的力可以以与探针相关联的不同重量、形状因子和/或速度重复多次,以在由正在发射的探针产生的力与触摸灵敏度之间获得更好的相关性。
更可选地,使上述任何模式多次重复或使模式混合可以在由正在发射的探针产生的力与触摸灵敏度之间产生更好的相关性。可替代地,可选地,可以使用其他迭代方法来改变冲击属性的第一值。
该方法进一步包括向人体区域释放探针,以便以冲击属性的第二值对人体区域进行冲击。此外,控制器能够操作成向人体区域释放探针,以便以冲击属性的第二值对人体区域进行冲击。具体地,探针释放装置能够操作成向人体区域释放探针,其中,探针释放装置包括驱动线圈。更具体地,控制器能操作地联接到探针释放装置,并且将探针释放装置构造成以冲击属性的第二值向人体区域释放探针。
应当理解,由于冲击属性的第一值无法产生人体区域处的灵敏度,因此选择冲击属性的第二值。以冲击属性的第二值向人体区域释放的探针被构造成撞击人体区域,并且以冲击属性的第二值在人体区域处产生探针的冲击。因此,人体区域感测到探针的冲击,并且以感知到或没有感知到探针以冲击属性的第二值进行的冲击的方式进行回应。
该方法进一步包括响应于探针以冲击属性的第二值在该区域处进行的冲击而接收来自人的第二反馈。此外,控制器能够操作成响应于探针以冲击属性的第二值在该区域处进行的冲击而接收来自人的第二反馈。在当该区域接收到由探针以冲击属性的第一值进行的冲击时人无感知的情况下,迭代地接收第二反馈,直至感知到触摸灵敏度为止。例如,如果第一反馈表明对探针的与探针的冲击属性的第一值(例如,与0.1N的静压力/力相对应的力)相对应的冲击没有灵敏度,则在这种情况下,选择并研究冲击属性的较高值,直至报告(或记录)触摸灵敏度的反馈与发射探针的冲击属性的较高值相关联为止。然而,如果第一反馈表明对与探针的冲击属性的第一值(即,10)相对应的冲击感到疼痛和/或压力,则在这种情况下,选择并研究冲击属性的较低值,直至报告(或记录)无感知的反馈与发射探针的冲击属性的较低值相关联为止。有益地,使用冲击属性的第二值来确定人体区域处的触摸灵敏度阈值。
该方法进一步包括通过增加或减小冲击属性的第一值来进行改变,以设定探针的冲击属性的第二值;向人体区域释放探针,以便以冲击属性的第二值对人体区域进行冲击;响应于探针以冲击属性的第二值在人体区域处进行的冲击而接收来自人的第二反馈,直至基于反馈将触摸灵敏度阈值确定为感知到探针的最低值为止,其中,反馈对应于对探针有感知。应当理解,触摸灵敏度阈值对应于人感知到触摸灵敏度的冲击属性的最低值。因此,本公开中所公开的方法通过改变探针的冲击属性而在执行迭代测量之后确定触摸灵敏度阈值。
可替代地,该方法包括通过增加或减小冲击属性的第一值来进行改变,以设定探针的冲击属性的第二值;向人体区域释放探针,以便以冲击属性的第二值对人体区域进行冲击;响应于探针以冲击属性的第二值在人体区域处进行的冲击而接收来自人的第二反馈,直至基于反馈将触摸灵敏度阈值确定为对探针无感知的最高值为止,其中,反馈对应于对探针无感知。将理解的是,该方法采用具有不同重量、形状因子和冲击属性的探针,以将触摸灵敏度阈值更准确地确定为人的触摸灵敏度阈值的最接近的真实值。
可选地,该方法包括通过增加来改变冲击属性的值,直至具有对应于人体区域处有感知的反馈为止。具体地,基于不同的模式改变探针的冲击属性,其中,模式包括以下各项中的任何一项:斜升、斜降、迭代和随机。斜升模式包括设定“较低”的冲击属性的第一值并且通过以冲击属性的第一值向人体区域释放的探针来对人体区域进行冲击。如果与冲击属性的第一值相关联的反馈不与人体区域处的触摸灵敏度相关联,则设定“较高”的冲击属性的第二值。可选地,可以使用相等或随机的渐进步长实现冲击属性的第一值的增加,其中,每个步长等于或大于前一个步长。随后,以冲击属性的第二值朝向人体区域释放探针,并且获得与冲击属性的第二值相关联的反馈。重复上一个步骤直至反馈对应于在人体区域处有感知。
可替代地,可选地,该方法包括通过减小来改变冲击属性的值,直至反馈对应于在人体区域处无感知。具体地,斜降模式包括设定“较高”的冲击属性的第一值并且通过以冲击属性的第一值向人体区域释放的探针来对人体区域进行冲击。如果与冲击属性的第一值相关联的反馈与人体区域处的触摸灵敏度相关联,则设定“较低”的冲击属性的第二值。可选地,使用相等或随机的回归步长来实现冲击属性的第一值的减小。随后,以冲击属性的第二值朝向人体区域释放探针,并且获得与冲击属性的第二值相关联的反馈。重复上一个步骤直至反馈对应于在人体区域处无感知。
可替代地,可选地,该方法包括通过随机改变来改变冲击属性的值,直至反馈对应于在人体区域处有感知或在人体区域处无感知之一。具体地,随机改变冲击属性的第一值以设定冲击属性的第二值包括为冲击属性的第一值设定随机或伪随机值,并指示人在每次感到触摸感觉时提供反馈。根据反馈,设定冲击属性的第二值,并且获得与冲击属性的第二值相关联的反馈。重复上一个步骤直至反馈对应于人体区域处的触摸灵敏度为止。有益地,可以确定由发射探针所产生的力与触摸灵敏度之间的这种相关性,而无需事后预期。
具体地,控制器能够操作成通过增加来改变冲击属性的值,直至反馈对应于在人体区域处有感知;通过降低来改变冲击属性的值,直至反馈对应于在人体区域处无感知;或者将冲击属性的值随机地改变直至有反馈。
可选地,系统进一步包括服务器布置,该服务器布置经由通信网络通信地联接到控制器。服务器布置是包括可编程和/或非可编程部件的结构和/或模块,该可编程和/或非可编程部件被构造成在数据库中存储针对多个人的触摸灵敏度阈值。在示例中,通信网络包括但不限于蜂窝网络、短距离无线电(例如,诸如
可选地,该方法进一步包括通过使用多个人的触摸灵敏度阈值确定参考触摸灵敏度阈值,来确定针对多个人中的每个人的触摸灵敏度阈值。可以对从没有经历任何医疗状况的一组正常个体中随机选择的多个人进行测试,以确定针对该多个人中的每个人的触摸灵敏度阈值。具体地,服务器布置能够操作成确定针对多个人中的每个人的触摸灵敏度阈值。此外,服务器布置能够操作成使用多个人的触摸灵敏度阈值来确定参考触摸灵敏度阈值。
可选地,该方法进一步包括对参考触摸灵敏度阈值进行存储。此外,可选地,服务器布置包括数据库,该数据库能够操作成存储针对多个人的触摸灵敏度阈值。可选地,可以基于通用(基于国际单位制(SI))值将参考触摸灵敏度阈值以及针对多个人中的每个人的触摸灵敏度阈值存储为绝对值。可替代地,可选地,可以将参考触摸灵敏度阈值以及针对多个人中的每个人的触摸灵敏度阈值存储为与预定标度相关的等级或者值的范围。此外,数据库与数字信息的组织主体有关,而与表示数据及其组织主体的方式无关。更可选地,数据库可以是硬件、软件、固件和/或其任意组合。例如,数字信息的组织主体可以呈表格、地图、网格、数据包、数据报、文件、文档、列表的形式或任何其他形式。数据库包括任何数据存储软件和系统。
可选地,该方法进一步包括使用多个人的触摸灵敏度阈值来确定参考触摸灵敏度阈值。具体地,通过使用针对多个人中的每个人的触摸灵敏度阈值,确定针对不具有任何医疗状况的正常人的参考触摸灵敏度阈值。显然,可以使用前述系统来确定多个人(人或动物)的触摸灵敏度阈值,以确定正常实体中触摸灵敏度阈值的正常水平。正常实体是指不具有可能增加或降低人的触摸灵敏度的任何医疗状况的实体。因此,随机选择正常实体以确定针对所选择的实体中的每一个的触摸灵敏度阈值。随后,根据所选择的实体的所有触摸灵敏度阈值计算触摸灵敏度阈值的平均绝对值。触摸灵敏度阈值的平均绝对值用作测量具有潜在医疗状况的人的触摸灵敏度阈值的参考点。可选地,可以定期地(例如,每月一次)监测人体区域处的触摸灵敏度,以测量人的感知水平的差异。
可选地,该方法包括确定人的触摸灵敏度阈值与参考触摸灵敏度阈值之间的差。在一种情况下,人的触摸灵敏度阈值与参考触摸灵敏度阈值之间的差使得能够识别与医疗状况(诸如低敏反应或过敏反应)相关联的潜在患者。此外,控制器能够操作成接收来自从服务器布置的参考触摸灵敏度阈值,并且确定人的触摸灵敏度阈值与参考触摸灵敏度阈值之间的差。控制器也可以被构造成使触摸灵敏度与人的潜在医疗状况之间的差异相关。控制器也可以被构造成使触摸灵敏度与不同人的潜在医疗状况之间的差异相关联。在实施例中,控制器能够操作成从服务器布置接收先前测量的参考触摸灵敏度,或者在这种情况下接收在上个月测量的参考触摸灵敏度。控制器进一步能够操作成确定当前测量的人的触摸灵敏度阈值与上个月测量的参考触摸灵敏度之间的差。
可选地,该方法进一步包括使差异与人的潜在医疗状况相关联。具体地,可以使用这种参考触摸灵敏度阈值来识别患有医疗状况或即将发展有潜在医疗状况的个体。此外,可以使用参考触摸灵敏度阈值来跟踪某种医疗状况并设计治疗或干预措施以将该状况控制在下限内。
在一种实施例中,如果人的触摸灵敏度阈值高于参考触摸灵敏度阈值,则可以将该人识别为正在丧失感知物理刺激的能力或者患有周围神经病变。另一方面,如果人的触摸灵敏度阈值低于参考触摸灵敏度阈值,则将该人识别为对某种物理刺激过敏。可选地,参考触摸灵敏度阈值可以被表示为预定标度的范围。具体地,控制器进一步能够操作成使人的触摸灵敏度阈值和参考触摸灵敏度阈值之间的差与人的潜在医疗状况相关。在一种实施例中,控制器将当前测量值与上个月测量的参考触摸灵敏度用于使两者的差与潜在医疗状况相关联。具体地,降低的感知水平指示了各种疾病,诸如糖尿病神经病变等。
可选地,该系统包括能操作地联接到壳体的分离器部件,其中,分离器部件在壳体(因此在使用探针之前也在探针处)与人体区域之间维持预定的间隔。要求将探针保持在距人体区域的表面一预定距离范围处,使得以预定的冲击属性向人体区域发射探针。将理解的是,该系统被布置成使得最初探针被分离器部件牢固地保持在壳体的内部。在感应磁场以沿前进方向推动探针时,分离器部件被构造成允许探针冲击该区域。具体地,使用生物相容性材料来制造分离器部件。
可选地,该方法进一步包括确定探针的与探针对人体区域进行的冲击相关联的冲击属性。以冲击属性的第一值和/或冲击属性的第二值向人体区域发射的探针以冲击力撞击该区域的表面并且从该区域返回。在回弹期间,探针失去其预定冲击属性的一部分以实现减速。
可选地,探针测量装置能够操作成确定探针的与探针对人体区域进行的冲击相关联的冲击属性。探针测量装置包括测量线圈。具体地,与探针的冲击相关联的冲击属性与如下的值存在差异,该值与发射探针以及探针在人体区域处进行冲击期间的能量损失相关联。将与探针的冲击相关联的冲击属性确定为以下各项中的至少一项:数值、按与探针缩回壳体中相关联的与预定标度有关的等级。
探针释放装置可以包括感应线圈,该感应线圈能够操作成产生磁力以沿第一方向致动探针,以从壳体释放探针;或者沿第二方向致动探针,以将探针缩回到壳体中。驱动线圈是感应线圈。
可选地,与探针附接装置和探针释放装置的感应线圈系统相同的感应线圈系统能够操作成用作前述系统的探针测量装置。具体地,与探针的冲击相关联的冲击属性在感应线圈中感应出电压,该电压被测量以作为探针的冲击的结果。
在示例性实施方式中,一旦针对人建立了阈值,就可以研究药物或医疗治疗的功效并且可以分别建立药物或治疗计划。通常,可以在指定的时间点记录对应于剂量和治疗周期的阈值变化,以分析这种剂量和治疗周期对对象的影响。
附图的详细说明
参照图1,示出了根据本公开的一种实施例的用于确定人体区域处的触摸灵敏度阈值的系统100的框图。系统100包括壳体102、反馈装置110和控制器112。壳体102包括探针104、探针附接装置106和探针释放装置108。探针104可拆卸地布置在壳体内。探针104能够操作成以预定的冲击属性对该区域进行冲击。探针附接装置106能够操作成将探针保持在壳体内。探针释放装置108能够操作成向人体区域释放探针。反馈装置110能够操作成在探针冲击区域之后接收来自人的反馈。控制器112能操作地联接到探针附接装置106、探针释放装置108和反馈装置110。
参照图2,示出了根据本公开的另一实施例的用于确定人体区域处的触摸灵敏度阈值的系统200的框图。系统200包括壳体202、反馈装置210和控制器212。壳体202包括探针204、探针附接装置206和探针释放装置208。控制器212能操作地联接到探针附接装置206、探针释放装置208和反馈装置210。如图所示,系统200进一步包括服务器布置216,该服务器布置经由通信网络214通信地联接到控制器212。此外,服务器布置216包括数据库218,该数据库能够操作成存储针对多个人的触摸灵敏度阈值。
参照图3至图5,描绘了根据本公开的各种实施例的用于确定人体区域处的触摸灵敏度阈值的系统的示意图。
在图3A中,系统300包括壳体302、探针304、探针附接装置312、探针释放装置316、探针测量装置320。探针304包括尖端部分306和主体部分308。尖端部分306与主体部分308连接。主体部分308包括磁性材料。探针304可以在系统300的壳体302的内部移动。最初,探针处于如图3A中所示的位置。该探针通过探针附接装置312附接到所述位置。探针附接装置312包括附接线圈314,该附接线圈被构造成是电控制的。系统300进一步包括探针释放装置316,该探针释放装置包括驱动线圈318。电流沿第一方向或第二方向被供给到驱动线圈318中。探针测量装置320包括测量线圈322。探针304被构造成撞击人体区域的表面330。
在图3B中,示出了探针304的移动。关闭附接线圈314以拆卸探针304。驱动线圈318被激活以提供磁力,以使探针304沿由箭头O-A指示的第一方向移动。箭头O-A指示探针304的移动方向。如图所示,探针304用力冲击人体区域的表面330。将理解的是,如果被施加到驱动线圈的感应电流足以克服附接装置312的力,或者当附接线圈314被关闭时,则探针304发生移动。在探针304移动期间,在测量装置320的测量线圈322中感应出电流。电流可以用于确定探针304的速度和移动以及控制驱动线圈318的驱动。
在图3C中,示出了探针304沿由箭头M-N指示的第二方向的移动。箭头M-N指示探针304的移动方向。如图所示,探针304沿由箭头M-N指示的相反方向从人体区域的表面330回弹。
参照图4,示出了根据本公开的一种实施例的处于使用中的系统300的示意图。系统300被构造成以预定的冲击属性撞击眼睛332的角膜,随后从眼睛332的角膜回弹。
参照图5,示出了根据本公开的一种实施例的处于使用状态的图2的系统200的示意图。如图所示,系统700包括探针706(诸如图2的探针204),该探针被设置成与人702的腿部704的皮肤接触。需要该人提供与在腿部704的皮肤处发射的探针706的冲击相关联的触摸灵敏度的反馈。反馈被提供在反馈装置708(诸如图2的反馈装置210)上。反馈装置708被握在人702的手712中。系统700进一步包括服务器布置716(诸如图2的服务器布置204),该服务器布置经由通信网络714(诸如图2的通信网络214)通信地联接到控制器710(诸如图2的控制器212)。此外,服务器布置716包括数据库718(诸如图2的数据库218),该数据库能够操作成存储针对人702的腿部704的皮肤的触摸灵敏度阈值。
参照图6至图10,示出了根据本公开的各种实施例的从冲击属性的第一值到冲击属性的第二值的变化的图。
在图6中,图800表示相对于多个测量步骤,冲击属性的第一值到冲击属性的第二值的变化之间的关系。在图800中,纵轴表示冲击属性的第一值到冲击属性的第二值的变化,横轴表示测量步骤的数量。如图所示,冲击属性的第一值在离散的步骤中变化为冲击属性的第二值,其中,步长中的每个等于值“z”。此外,如图800中所示,条A-D对应于以特定的冲击属性执行的测量步骤。
更具体地,图800表示冲击属性的第一值到冲击属性的第二值的变化的斜升模式,其中,图800包括将冲击属性的第一值设定为较低值,并且以相等的渐进步长“z”增加后续冲击属性的值,以在每个测量步骤中利用探针冲击人体区域。如果与先前的测量步骤相关联的反馈未能报告人体区域处的触摸灵敏度,则对后续的测量步骤进行评估,以确定人体区域处的触摸灵敏度。重复测量步骤,直至与随后的冲击属性相关联的反馈与人体区域处的触摸灵敏度相关联为止。具体地,如图800中所示,带有条A和B的测量步骤不与该区域处的触摸灵敏度相关联,而带有条C和D的测量步骤与该区域处的触摸灵敏度相关联。然而,将带有条C的对应于与触摸灵敏度相关联的冲击属性的最低值的测量步骤选择为触摸灵敏度阈值“T”。
如图7中所示,图900表示相对于多个测量步骤,冲击属性的第一值到冲击属性的第二值的变化之间的关系。在图900中,纵轴表示冲击属性的第一值到冲击属性的第二值的变化,横轴表示测量步骤的数量。如图所示,冲击属性的第一值在离散的步骤中变化为冲击属性的第二值,其中,步长中的每个等于值“z”。此外,如图900中所示,条E-H对应于以特定的冲击属性执行的测量步骤。
更具体地,图900表示冲击属性的第一值到冲击属性的第二值的变化的斜降模式,其中,图900包括将冲击属性的第一值设定为较高值,并且以相等的回归步长“z”减小后续冲击属性的值,以在每个测量步骤中利用探针冲击人体区域。如果与先前的测量步骤相关联的反馈报告了人体区域处的触摸灵敏度,则对后续的测量步骤进行评估,以确定人体区域处的触摸灵敏度。重复测量步骤,直至与随后的冲击属性相关联的反馈未能报告人体区域处的触摸灵敏度为止。具体地,如图900中所示,带有条E和F的测量步骤与该区域处的触摸灵敏度相关联,而带有条G和H的测量步骤未能与该区域处的触摸灵敏度相关联。然而,将带有条F的对应于与触摸灵敏度相关联的冲击属性的最低值的测量步骤选择为触摸灵敏度阈值“T”。
在图8中,图1000表示相对于多个测量步骤,冲击属性的第一值到冲击属性的第二值的变化之间的关系。在图1000中,纵轴表示冲击属性的第一值到冲击属性的第二值的变化,横轴表示测量步骤的数量。如图所示,冲击属性的第一值在离散的步骤中变化为冲击属性的第二值,其中,步长的每个值是随机选择的。此外,如图1000中所示,条I-L对应于以特定的冲击属性执行的测量步骤。
更具体地,图1000表示冲击属性的第一值到冲击属性的第二值的变化的随机模式,其中,图1000包括将冲击属性的第一值设定为较低值,并且以随机的渐进步长增加后续冲击属性的值,以在每个测量步骤中利用探针冲击人体区域。具体地,如图1000中所示,带有条I、J和K的测量步骤不与该区域处的触摸灵敏度相关联,而带有条L的测量步骤与该区域处的触摸灵敏度相关联。于是,将带有条L的对应于与触摸灵敏度相关联的冲击属性的最低值的测量步骤选择为触摸灵敏度阈值“T”。
如图9中所示,图1100表示相对于多个测量步骤,冲击属性的第一值到冲击属性的第二值的变化之间的关系。在图1100中,纵轴表示冲击属性的第一值到冲击属性的第二值的变化,横轴表示测量步骤的数量。如图所示,冲击属性的第一值在离散的步骤中变化为冲击属性的第二值,其中,步长的每个值是随机选择的。此外,如图1100中所示,条P-S对应于以特定的冲击属性执行的测量步骤。
更具体地,图1100表示冲击属性的第一值到冲击属性的第二值的变化的迭代(牛顿-拉夫森技术)模式,其中,图1100包括将冲击属性的第一值设定为随机的较低值,并且以随机步长改变后续冲击属性的值,以在每个测量步骤中利用探针冲击人体区域。如图1100中所示,带有条P和R的测量步骤不与该区域处的触摸灵敏度相关联,而带有条Q和S的测量步骤与该区域处的触摸灵敏度相关联。于是,将带有条S的对应于与触摸灵敏度相关联的冲击属性的最低值的测量步骤选择为触摸灵敏度阈值“T”。
在图10中,图1200表示相对于多个测量步骤,冲击属性的第一值到冲击属性的第二值的变化之间的关系。在图1200中,纵轴表示冲击属性的第一值到冲击属性的第二值的变化,横轴表示测量步骤的数量。如图所示,冲击属性的第一值在离散的步骤中变化为冲击属性的第二值,其中,步长的每个值是随机选择的。此外,如图1200中所示,条U-X对应于以特定的冲击属性执行的测量步骤。
更具体地,图1200表示冲击属性的第一值到冲击属性的第二值的变化的迭代(牛顿-拉夫森技术)模式,其中,图1200包括将冲击属性的第一值设定为随机的较高值,并且以随机步长改变后续冲击属性的值,以在每个测量步骤中利用探针冲击人体区域。如图1200中所示,带有条U和W的测量步骤不与该区域处的触摸灵敏度相关联,而带有条T和V的测量步骤与该区域处的触摸灵敏度相关联。于是,将带有条V的对应于与触摸灵敏度相关联的冲击属性的最低值的测量步骤选择为触摸灵敏度阈值“T”。
参照图11,示出了根据本公开的一种实施例的使用探针确定人体区域处的触摸灵敏度阈值的方法1300的步骤的图。在步骤1302,设定探针的冲击属性的第一值。在步骤1304,向人体区域释放探针,以便以冲击属性的第一值对人体区域进行冲击。在步骤1306,响应于探针以冲击属性的第一值在人体区域处进行的冲击而接收来自人的第一反馈。在步骤1308,通过增加或减小冲击属性的第一值来进行改变,以设定探针的冲击属性的第二值。在步骤1310,向人体区域释放探针,以便以冲击属性的第二值对人体区域进行冲击。在步骤1312,响应于探针以冲击属性的第二值在人体区域处进行的冲击而接收来自人的第二反馈。在步骤1314,重复步骤1308至步骤1312,直至触摸灵敏度阈值被确定为基于反馈的对探针有感知的最低值或基于反馈的对探针无感知的最高值。反馈对应于对探针有感知或对探针无感知。
步骤1302至1314仅是说明性的,并且也可以提供其他替代方案,在这些替代方案中可以添加一个或多个步骤、移除一个或多个步骤或者以不同的顺序提供一个或多个步骤,而不脱离本文权利要求的范围。
在不背离所附权利要求所限定的本公开的范围的情况下,可以对在前文中描述的本公开的实施例进行修改。用于描述和要求保护本公开的表述,诸如“包含”、“包括”、“含有”、“具有”、“是”,旨在以非排他性的方式进行解释,即允许存在未被明确描述的项目、组件或元件。提及单数也可以解释为涉及复数。
- 用于确定触摸灵敏度阈值的系统
- 用于确定可训练发射机系统的接收机阈值的系统和方法