CN107242853B - 腰部活动风险评估和监测设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种腰部活动风险评估与监测设备。评估设备包括：获取目标个体的个体信息和腰部活动信息的信息获取装置；以及根据个体信息和腰部活动信息评估目标个体的腰部活动安全范围的评估装置。另外，还公开了可以与评估设备集成在一起或是独立的监测设备。监测设备可以监测个体的腰部活动并对潜在风险做出警告。由此，本发明能够对目标个体的腰部活动进行量化评估，在目标个体腰部活动接近、到达或超出安全范围的情况下进行提醒，以减轻甚至避免目标个体的腰椎损伤。

Description

腰部活动风险评估和监测设备

技术领域

本发明涉及保健领域，尤其涉及一种腰部活动风险评估设备、监测设备及监测器。

背景技术

近年来，随着社会的发展和老龄化的加剧，针对老年人的退行性疾病研究逐渐起步。腰椎是人体躯干活动的枢纽，腰椎退行性病变是指腰椎自然老化、退化的生理病理过程。随着年龄的增长、过度的活动和超负荷的承载都会加快腰椎的老化。严重的腰椎退行性病变可以引起腰腿痛甚至神经损害，影响人类的工作能力和生活质量。

大部分的退行变化通常在无症状的情况下发生，甚至不伴有任何临床表现，在日常生活及诊疗中往往被忽视。因此，对腰椎进行损伤风险评估，给予科学的指导性建议，及时给予临床干预已成为当务之急。

在腰椎风险预测方面，Kazuhiro等人用有限元对当椎体进行受压承载的模拟计算，分析了患有骨质疏松症的老年女性在前后和侧弯等不同加载条件下的椎体骨折风险及椎骨断裂荷载，得出骨质疏松症老年女性在日常活动中的骨折风险高于年轻人的结果。然而，他们研究的人群均为有腰椎退变临床症状的人群，那些尚未出现骨质疏松症状的人群，其腰椎的退变更容易被忽视，关于这一群体的腰椎骨折风险的研究十分匮乏，对腰椎损伤风险评估尚未完善，相关的量化指标较为欠缺。

虽然西方对腰椎退行性病变的研究已经取得了一定的成果，但在国内，老年人腰椎退变的相关研究还相对欠缺。另外，腰椎退变过程具有较大的种族及地域差异，东方人和西方人的退变情况不同，不能用西方国家的相关研究对我国的情况进行评估。因此，以国人为基础的腰椎退变研究也已成为当务之急。

因此，仍然需要一种能够对腰部活动风险进行评估和监测的方案，以解决上述至少一个问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种腰部活动风险评估和监测设备，用于对目标个体的腰部状况进行量化评估，并对潜在的腰部风险提出警告。上述设备的至少一部分还可由个人佩带，以便对其腰部活动进行实时的监测和提醒。

根据本发明的一个方面，提供了一种腰部活动风险评估设备，该设备可以包括：获取目标个体的个体信息和腰部活动信息的信息获取装置；以及根据个体信息和腰部活动信息评估目标个体的腰部活动安全范围的评估装置。

优选地，评估装置还可以包括：根据个体信息和腰部活动信息生成目标个体的腰部活动模型的腰部建模装置。其中，评估装置使用腰部活动模型来评估目标个体的腰部活动安全范围。

优选地，腰部建模装置可以基于通用腰部数据并根据个体信息和腰部活动信息生成目标个体的腰部活动模型。

优选地，腰部建模装置还可以将个体信息和腰部活动信息输入通用腰部模型得到目标个体的腰部活动模型。

优选地，评估设备还可以包括如下的至少一项：测量腰部活动信息的腰部活动测量装置；以及测量个体信息中的至少一种的个体信息测量装置。

优选地，腰部活动信息可以包括如下的至少一项：重物抬举时的腰部活动信息；弯腰时的腰部活动信息；久坐时的腰部活动信息；久站时的腰部活动信息；以及行走时的腰部活动信息。

优选地，目标个体的腰部活动安全范围可以包括如下的至少一项：腰部活动的动作；腰部活动的幅度；腰部活动的时长；腰部活动的次数；以及腰部活动所承受的重量。

根据本发明的另一个方面，提供了一种腰部活动风险监测设备，该监测设备可以包括：获取上述任一项腰部活动风险评估设备评估出的腰部活动的安全范围的安全范围获取装置；监测目标个体腰部活动的传感装置；以及在目标个体腰部活动接近、达到或超出安全范围的情况下进行提醒的报警装置。

优选地，腰部活动风险监测设备或者至少传感装置是可佩带在目标个体上的可穿戴装置。

根据本发明的又一个方面，提供了一种腰部活动风险监测器，该监测器可以包括：用于输入目标个体的个体信息和腰部活动信息的输入装置；根据输入的个体信息和腰部活动信息评估目标个体的腰部活动安全范围的计算装置；监测目标个体腰部活动的传感装置；以及在目标个体腰部活动接近、达到或超出安全范围的情况下进行提醒的报警装置。

优选地，输入装置可以是触摸屏，并且触摸屏还可以用于显示目标个体的腰部活动安全范围以及当前的监测值。

通过本发明的腰部风险评估和监测设备，能够对目标个体的腰部活动风险进行量化评估和监测，在目标个体腰部活动接近、到达或超出安全范围的情况下进行提醒，以减缓目标个体的腰椎损伤。

附图说明

通过结合附图对本公开示例性实施方式进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了根据本发明一个实施例的腰部活动风险评估设备的示意性框图。

图2示出了根据本发明一个实施例的评估装置的示意性框图。

图3示出了根据本发明一个实施例的测量装置的示意性框图。

图4示出了根据本发明一个实施例的腰部活动风险监测设备的示意性框图。

图5示出了根据本发明又一个实施例的腰部活动风险监测器的示意性框图。

图6示出了应用例中抱小孩动作运动轨迹采集示意图。

图7示出了应用例中老年女性腰椎受力分布示意图。

图8示出了应力疲劳程度曲线示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施方式。虽然附图中显示了本公开的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。

随着社会生活水平的提高，人们对生活质量和自身健康的关注度也越来越高。腰部作为人体躯干活动的枢纽，其状态的好坏很大程度上决定人们的生活和健康水准。现有的腰部评估和监测设备多是针对腰部患病的患者，但对于普通人，尤其是腰部疾患高风险人群的腰部活动的风险的评估与监测则急需完善。

鉴于对上述问题的深刻认识，本发明提出了能够对腰部活动，尤其是对具有潜在腰部退行性疾病的个体的日常腰部活动进行评估和检测的设备和系统。图1示出了根据本发明一个实施例的腰部活动风险评估设备的示意性框图。如图1所示，本发明的腰部活动风险评估设备100可以包括信息获取装置110和评估装置120。

信息获取装置110可以用于获取目标个体的个体信息和腰部活动信息。在这里，目标个体可以是老年人，也可以是有腰椎疾病的患者或者是其他需要评估腰部活动状况的人员。个体信息和腰部活动信息的获取可以通过各种方式实现。在一个实施例中，信息获取装置110可以是输入装置，例如实体或是虚拟键盘。用户可以使用该输入装置将其个体信息(例如，用户的年龄、职业、体重等)和/或腰部活动信息输入评估设备100。在另一个实施例中，可以在评估设备100上关联一些测量装置以直接通过测量获取腰部活动信息和/或个体信息。

个体信息是指目标个体的相关信息，可以包括目标个体的基本信息，如姓名、性别、职业等，还可以包括目标个体的个体参数信息，如年龄、身高、体重、骨密度和椎间盘高度等。

上述个体信息通常与目标个体的腰椎功能的退化具有相关性，特别是目标个体的性别、年龄、职业、体重和骨密度等。研究表明，女性疲劳骨折发生率远高于男性，达1.1-21％。并且，随着年龄的增长、过度的活动和超负荷的承载，使腰椎加快老化。对腰椎退变疾病患者的尸体解剖发现，年龄≤45岁时腰椎小关节软骨只发生微小变化；年龄>45岁时关节软骨发生明显变化，出现软骨下硬化和普遍骨质增生。研究也证明，年龄>60岁的人的腰椎退变比例明显高于年龄≤60岁的人。此外，由于职业关系，一些人群可能长期反复的过度进行腰部运动及过度负荷，例如，长期从事刺绣、打字或伏案工作者需久坐、久站或从弯腰到直立手持重物、抬物，均可使腰肌长期处于高张力状态，久而久之可导致慢性腰肌劳损。而体重增加也会使得本来已遭磨损的退化的关节再加上重荷，更容易被破坏。又如，腰椎骨密度降低，易导致骨质疏松，椎间盘水分减少，弹性降低，导致椎间盘高度降低，椎体边缘有骨赘生成，椎骨关节有炎性改变，脊柱变形不稳定，肌肉收缩强度降低，这些改变均会导致骨的生物力学分布发生改变，进而增加骨折发生的风险。

日常的腰部活动也会为日后更严重的损伤埋下隐患，因此，时刻关注目标个体的腰部活动十分必要，那么记录腰部活动信息则必不可少。

腰部活动信息是指目标个体活动时与其腰部活动相关的信息，例如，目标个体弯腰时腰部弯曲的幅度、弯腰的次数、抬举重物时腰部受力情况、重物的重量等都可以作为目标个体的腰部活动信息，其中，与目标个体腰部有直接关系的腰部活动信息如弯腰幅度、弯腰次数、腰部受力情况等也可以称为目标个体的腰部活动参数。具体来说，腰部活动信息可以包括如下的至少一项：目标个体抬举重物时的腰部活动信息、弯腰时的腰部活动信息、久坐时的腰部活动信息、久站时的腰部活动信息、行走时的腰部活动信息等。

以目标个体抱小孩为例，目标个体执行抱小孩的操作时，可能涉及到下蹲、弯腰、抱小孩、起身等动作，在这下动作的执行过程中，目标个体的腰椎都会受到压力从而可能受到损伤，此时，可以采集目标个体下蹲的幅度、弯腰的幅度、弯腰的时间、小孩的重量、目标个体起身时身体上的负重等作为腰部活动信息，分析腰部受力情况，对不同动作、频率下腰部的损伤风险进行量化评估。

此外，在目标个体久坐、久站、行走或保持不良姿势时，其身体可能会出现腰椎及腰部软组织酸痛、胀痛、僵硬与疲乏感，甚至弯腰受限，这可能是由于腰椎本身存在某种未检出的疾病，存在潜在的风险。因此，这种酸痛、肿痛、僵硬等的程度或者这些感觉持续的时间等也可以作为腰部活动参数，用以评估腰部活动风险。

腰部活动信息还可以包括目标个体的图像信息，例如腰椎CT图像、X射线图像、磁共振(MRI)图像等。图像信息可以直观的看出目标个体的腰椎是否存在较为明显的变化，例如椎间盘突出、骨折、关节异位等情况。

以上，仅仅示意性给出目标个体的个体信息和腰部活动信息，但不限于此。腰部活动风险评估设备100可以获取任何相关的个体信息和腰部活动信息以评估腰部活动风险。

评估装置120可以用于根据个体信息和腰部活动信息评估目标个体的腰部活动安全范围。

腰部活动的安全范围是指目标个体所能承受的腰部活动的极限范围或者目标个体自限定的腰部活动的极限范围。目标个体的腰部活动安全范围可以包括如下的至少一项：腰部活动的动作；腰部活动的幅度；腰部活动的时长；腰部活动的次数；以及腰部活动所承受的重量等。为保护目标个体腰部，可以为这些腰部活动限制安全范围，例如腰部不能进行下腰等动作，腰部活动(如弯腰)的幅度不能超过90°，腰部活动(如蹲下)的时长不能超过两个小时，腰部活动(如弯腰)的次数在一定时间内不能超过10次，腰部活动所承受的重量(如抬举重物)单次不能超过10kg或在一定时间内不能连续超过50kg等。将腰部活动限制在一定的安全范围内，使得目标个体能够合理地进行腰部活动，可以减缓目标个体腰部的慢性劳损。

在一个实施例中，评估装置120可以根据获取的目标个体的年龄、性别、职业等个体信息和目标个体抬举重物时目标个体的腰部活动信息等评估出目标个体的腰部活动安全范围(如抬举重物时腰部活动的动作、幅度、时长、以及腰部活动的次数和承受的重量等)。例如，已知目标个体的个体信息和腰部活动信息，可以评估出目标个体抬举10kg重物时的腰部活动安全范围可能是最大弯腰幅度为45°、最多弯腰次数为5次等，在腰部活动超出安全范围时可能严重损伤目标个体的腰部。抬举重物时，该重物的重量也可以作为腰部活动信息用以使评估装置120评估目标个体腰部活动安全范围。例如，当目标个体是正在照顾孙辈的老人时，评估装置120可以根据个体信息和腰部活动信息(比如包括孙辈的当前体重)评估出目标个体在特定时间段内(例如，每天/每小时等等)弯腰抱孩子的安全次数，并且可以通过可选的例如屏幕的输出装置(未示出)告知目标个体。

评估装置120还可以包括根据个体信息和腰部活动信息生成目标个体的腰部活动模型的腰部建模装置121(如图2所示)，其中，评估装置120可以使用腰部活动模型来评估目标个体的腰部活动安全范围。

该腰部建模装置121可以根据目标个体的个体信息和腰部活动信息生成针对目标个体的腰部活动模型，该腰部活动模型可以仅针对目标个体，在随后的评估阶段，可以将目标个体的各项信息数据输入该腰部活动模型得到目标个体的腰部活动的安全范围。

腰部建模装置121可以基于通用腰部数据并根据个体信息和腰部活动信息生成目标个体的腰部活动模型。通用腰部数据可以是人体解剖学信息或者前人的生物力学腰部实验数据。

腰部建模装置121可以根据目标个体的个体信息和腰部活动信息生成目标个体的腰部活动模型，并基于通用腰部数据进行验证，校准腰部活动模型的准确度(校准过程中，可以寻找与目标个体各项信息相似的个体的数据来校准模型，提高模型的准确度)。然后评估装置120使用腰部活动模型来评估腰部活动的安全范围。

腰部建模装置121还可以将个体信息和腰部活动信息输入通用腰部模型得到目标个体的腰部活动模型。

腰部建模装置121可以基于通用腰部数据生成通用腰部模型，该通用腰部模型可以是按照年龄段、性别和/或种族划分的分类模型，也可以是适用于任何成年人的通用腰部模型，例如青年人通用的模型、老年人通用的模型、患有腰椎疾病的患者通用的模型、女性/男性通用的模型或普适的模型等。然后将目标个体的个体信息和腰部活动信息输入相应的通用腰部模型即可得到目标个体的腰部活动模型。在此，也可以使用通用腰部数据对目标个体的腰部活动模型进行验证，提高腰部活动模型的准确度。

在一个实施例中，腰部活动模型可以是有限元模型(其基本原理是根据几何外形、材料性质将弹性物体离散为有限的体单元，然后通过数学方程式求解任意体单元或节点的应力情况)。基于目标个体的CT图像建立有限元模型，并基于通用腰部数据进行验证，校正模型的准确度，评估装置120根据目标个体抱小孩/重物时腰部活动的相关信息和有限元模型评估目标个体腰部活动的安全范围。腰部活动模型还可以对目标个体的腰部运动情况进行模拟，比较退变腰椎与正常腰椎的差异。

此外，该腰部建模装置121还可以包括存储器、更新装置(图中未示出)等用于实现其必要和附加功能的其他装置。存储器可以用于存储目标个体的各项信息数据(例如个体信息数据或腰部活动信息数据等)，更新装置可以实时更新目标个体的各项信息数据，例如年龄、体重等的变化。其中，各项数据信息可以是用户输入的，也可以是关联测量装置导入的。腰部建模装置121还可以将目标个体的各项信息数据上传至服务器，或者从服务器下载个体信息和腰部活动信息的数据等。

评估设备100可以具有显示屏幕(图中未示出)，该显示屏幕可以是液晶显示屏或触摸屏，用于显示腰部活动安全范围或其它相关信息，便于用户观看。评估设备100还可以将相关信息和腰部活动的安全范围上传至服务器。

如上所述，个体信息和腰部活动信息的获取可以是用户输入到评估设备100的，也可以是从与评估设备100关联的测量装置中导入的。在一个实施例中，测量装置也可以位于评估设备100的内部，评估设备100直接获取测量结果作为信息输入以使得腰部活动风险的评估更加便捷。图3示出了根据本发明一个实施例的测量装置的示意性框图。其中，信息获取装置110和评估装置120的描述同上文描述相同或相似，在此不再赘述。

在此实施例中，优选地，该测量装置130可以包括如下的至少一项：测量腰部活动信息的腰部活动信息测量装置131；以及测量个体信息中的至少一种的个体信息测量装置132。

该腰部风险评估设备100可以是佩带在目标个体腰部的可穿戴设备，内嵌有测量装置130，用测量目标个体腰部活动信息和/或个体信息。内嵌的腰部活动信息测量装置131能够实时测量腰部活动的情况并将测量的信息数据发送给信息获取装置110。例如，测量目标个体保持一个姿势的时间，以及测量目标个体保持一个姿势超过一定时间时腰部是否出现僵硬、麻木、红肿等症状，测量该症状的程度或持续的时间等，并将测量的信息数据发送给信息获取装置110。这样，目标个体的腰部活动信息可以及时清楚地反馈给信息获取装置110，为评估设备100提供更充足准确的信息。

当然，测量装置130也可以是不包括在腰部风险评估设备100内的独立测量装置。例如，目标个体的体重信息可以由额外的个体信息测量装置(例如体重秤)称量，再将体重信息输入到腰部风险评估设备100中，用于评估目标个体腰部活动的安全范围。此时，信息获取装置110可以包括输入装置，用于输入目标个体的个体信息和腰部活动信息。

上述基于目标个体的个体信息和腰部活动信息评估腰部活动风险的安全范围仅仅是给出该范围，目标个体不能得知此安全范围则不能达到预警的目的，为此，可以增加腰部活动风险监测设备，以便于在必要或设定的条件下进行提醒。图4示出了根据本发明一个实施例的腰部活动风险监测设备的示意性框图。

如图4所示，本发明的腰部活动风险监测设备400可以包括安全范围获取装置410、传感装置420和报警装置430。

安全范围获取装置410可以用于获取根据上述实施例示出的腰部活动风险评估设备100评估的腰部活动的安全范围。其中，安全范围获取装置410可以是输入装置，由用户输入评估设备100评估出的腰部活动的安全范围，或者用户参考上述安全范围输入自己限定的安全范围。安全范围获取装置410还可以与评估设备100相关联，从评估设备100处直接导入腰部活动的安全范围。安全范围获取装置410也可以是联网装置，可以从服务器下载腰部活动安全范围。

传感装置420可以用于监测目标个体腰部活动。传感装置420可以是佩带在目标个体身上的可穿戴装置，用于监测目标个体的腰部活动，如监测目标个体腰部的动作、状态、持续的时间、以及是否存在疼痛等。例如，目标个体穿戴传感装置进行抱小孩的动作时，可能会进行下蹲、弯腰、抱小孩、起身等一系列动作，传感装置420可以监测此过程中目标个体的一切腰部活动，以及获取在此过程前、过程中和过程后其腰部活动信息。传感装置420可以用于监测目标个体的任何腰部活动信息或个体信息，其具体监测内容不进行限定。

报警装置430可以用于在目标个体腰部活动接近、达到或超出安全范围的情况下进行提醒。

报警装置430可以对上述情况做出判断并在必要或是设定的条件下进行提醒。例如，报警装置430可以从安全范围获取装置处提取安全范围数据和从传感装置420处提取监测到的信息数据，并基于上述安全范围数据和信息数据进行判断，当判断腰部活动接近、达到或超出安全范围时，可以进行提醒，或者用户可以自设定提醒条件(设定用户每次活动时进行提醒或其它设置)，以免在目标个体无意识的情况下腰部活动过度造成慢性腰损伤。

报警装置430可以设置在监测设备的内部，用于在规定的情况下提醒目标个体。例如，当目标个体能够自由活动，其佩带的监测设备监测到腰部活动已处于规定的情况下，则提醒装置430提醒目标个体，使其能够得知此消息，并对此做出响应(如改变姿势、按摩腰部等)，以缓解腰部疲劳，保护腰部健康。

报警装置430也可以是单独设置的，其与传感装置相关联，在传感装置420监测到目标个体的腰部活动接近、达到或超出安全范围的情况下进行提醒。例如，在目标个体为医院的患者或者住在疗养院的老人时，他们行动不便或者生活不能自理，则可以在他们身上佩带传感装置420，以监视目标个体的腰部活动，同时将报警装置430设置在医护人员处，在传感装置420监测到目标个体的腰部活动接近、到达或者超出安全范围时，报警装置430发出提醒，提醒医护人员对此做出相应的策略，以保证目标个体的腰部健康。

基于上述安全范围数据和信息数据，报警装置430也可以有种提醒模式。例如，可以设置在目标个体进行腰部活动处于必要或特定条件下进行提醒；还可以设置在目标个体每次进行腰部活动时进行提醒，可以以震动或发出报警的声音等方式进行提醒等。此时，监测设备400可以包括输入装置或选择装置，以便于用户进行相关设置。

监测设备400还可以具有显示屏幕，例如液晶屏或是触摸屏(图中未示出)，以便在每次发出提醒时，在显示屏幕上显示报警装置430发出提醒的原因，如“传感装置420监测到目标个体本日已经弯腰5次，接近安全范围，特对此发出提醒”。显示屏幕上还可以显示目标个体的腰部活动安全范围以及当前的监测值。用户也可以在触摸屏上进行输入操作以便更改相关数据信息。

此外，腰部风险监测设备400还可以包括策略生成装置(图中未示出)，在报警装置430发出提醒的同时还可以在腰部风险监测设备400的显示屏上显示策略生成装置推荐目标个体做出的针对该提醒的相应策略(例如变换姿势，或者进行仰卧挺腹、俯卧鱼跃等锻炼方式)，以缓解目标个体的腰部疲劳。例如，在传感装置420监测到目标个体弯腰的次数超过5次时，报警装置430对其进行提醒，同时在显示屏幕上显示策略生成装置推荐目标个体做出的相应策略，如拉伸腰部、扭动腰部等以缓解腰部疲劳。

策略生成装置同样适用于上述实施例。

优选地，上述腰部风险监测设备或者至少传感装置是可佩带在目标个体上的可穿戴装置，以便可以实时监测目标个体的腰部活动，减少监测的误差。

由于传感装置420用于监测目标个体的腰部活动，为了准确监测其腰部活动，则至少传感装置是可佩带在目标个体身上的可穿戴装置。传感装置单独佩带时，还需要具有用于与监测设备关联的通信装置，此通信装置可以用于将安全范围获取装置410获取的腰部活动安全范围及传感装置420监测的腰部活动的数据等发送给报警装置430，便于报警装置430对此做出判断。

此外，腰部活动风险监测设备还可以包括存储器(图中未示出)，可以用于存储安全范围获取装置410获取的腰部活动的安全范围，还可以用于存储传感装置420监测的目标个体的腰部活动的数据，还可以用于存储报警装置430发出的提醒内容，以及策略生成装置推荐的相应策略等。存储器还可以将其存储的数据上传至服务器，以便于保存目标个体的腰部活动的数据，关注目标个体的腰部健康情况。存储器还可以从服务器下载其所需要的数据，在目标个体的腰部情况变化不大时，可以减少输入或进行相关设置等步骤，设备使用更为简单方便。

综上，已经详细描述了本发明的评估设备100和监测设备400，分别对目标个体的腰部活动风险进行评估和监测。此外，也可以合并二者制成一种腰部活动风险监测器，以使设备更为小型便捷。图5示出了根据本发明另一个实施例的腰部活动风险监测器的示意性框图。

如图5所示，本发明的腰部风险监测器500可以包括输入装置510、计算装置520、传感装置530和报警装置540。

输入装置510可以用于输入目标个体的个体信息和腰部活动信息。在一个实施例中，输入装置510可以是触摸屏，用户可以在触摸屏上输入目标个体的个体信息和腰部活动信息，例如目标个体的年龄、性别、职业、体重和骨密度等。

输入装置510还可以关联其它测量装置，并从其它测量装置处导入目标个体的个体信息和腰部活动信息。例如，导入目标个体的腰椎CT图像、X射线图像等。

个体信息和腰部活动信息同上文的描述相同或相似，在此不再赘述。

计算装置520可以根据输入的个体信息和腰部活动信息评估所述目标个体的腰部活动安全范围。在一个实施例中，计算装置520内可以设置简单的数学方程式，基于输入的目标个体的性别、年龄、职业、骨密度等参数信息，直接计算出目标个体腰椎承重的安全范围，则目标个体在抱重物时便会有意识地减轻腰椎受重。在另一个实施例中，计算装置520可以基于目标个体的CT图像建立有限元模型，并基于前人的生物力学尸体实验数据进行验证，校正模型的准确度，然后根据目标个体的腰部活动进行模拟计算，得到腰椎受力分布情况，得到目标个体的腰部活动安全范围。为了满足小型化的需求，监测器500的计算装置可以尽可能的简要，如可以是设置在监测器内部且含有一个或多个程序的芯片，也可以是安装在用户手机等移动终端的APP。

腰部活动的安全范围可以包括如下的至少一项：腰部活动的动作；腰部活动的幅度；腰部活动的时长；腰部活动的次数；以及腰部活动所承受的重量等。具体描述参见上文。

传感装置530可以用于监测目标个体腰部活动。传感装置530的功能同图2的描述相同或相似，在此不再赘述。

传感装置530可以将监测到的腰部活动数据发送给计算装置520，可以由计算装置520判断目标个体的腰部活动是否接近、达到或超出安全范围，或者判断腰部活动是否已经处于必要或设定的条件下。

报警装置540可以在目标个体腰部活动接近、达到或超出所述安全范围的情况下进行提醒。

报警装置540的描述同图2的描述相同或相似，在此不再赘述。

此外，输入装置510可以是触摸屏，并且触摸屏还可以用于显示所述目标个体的腰部活动安全范围以及当前的监测值。用户也可以参考计算装置520得到的腰部活动安全范围，在输入装置510处手动输入更小的腰部活动安全范围(例如原安全范围的二分之一)，以便减缓目标个体的腰部损伤，更好地保护目标个体的腰部健康。

优选地，腰部风险监测器500可以为可穿戴装置。此监测器具有精度高和轻便易携带的特点，通过监测器内部的传感装置对目标个体的腰部活动进行监测，在腰部活动接近、达到或超出安全范围时发出提醒，通过这种方式来减缓目标个体的腰部损伤。

【应用例】

上文中已经参考附图详细描述了根据本发明的腰部风险评估设备、监测设备及监测器。如下将结合本发明的一个具体应用实例来进一步说明本发明的原理。以目标个体重物抬举为例，可以采取以下方式对目标个体的腰部活动风险进行监测：

(1).采集一名六十岁女性的腰椎CT图像以及该女性在完成预定重物提升动作(例如，抱小孩)时腰椎棘突部位标志点的运动轨迹(如图6)；

(2).基于CT图像建立有限元模型(如图7左图)，并基于前人的生物力学腰部实验数据进行验证，校正模型的准确度；然后根据该名女性抱小孩的情况进行模拟计算，得到腰椎受力分布情况(如图7右图，底部标注出的颜色最深处为受力最大部位)；

(3).根据计算预测所得最大的受力部位为L5(第五腰椎)底部，最大应力为53.8兆帕。根据Rapillard的松质骨所受应力疲劳程度的曲线图，得到这一受力情况下的疲劳极限次数为18次，可得知该名女性抱小孩的动作每天的极限次数为18次(如图8)；

(4).监测器可佩戴在该女性身上。监测器的内核可以为MEMS运动传感器，具有精度高和轻便易携带的特点，通过磁力计进行运动检测。可以记录佩带者每天弯腰抱小孩的动作次数，接近或到达容易引腰椎松质骨疲劳临界极限次数的时候，会发出提醒，通过这种方式来防止目标个体的腰椎劳损。

应该了解的是，上例旨在对本发明的原理进行说明，而非以任何明示或暗示的方式限制本发明的范围。本发明的保护范围由所附权利要求确定。以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (8)

1.一种腰部活动风险监测设备，包括：

获取由腰部活动风险评估设备评估出的腰部活动的安全范围的安全范围获取装置，所述腰部活动的安全范围是指目标个体所能承受的腰部活动的极限范围或者目标个体自限定的腰部活动的极限范围；

监测目标个体腰部活动的传感装置；以及

在目标个体腰部活动接近、达到或超出所述安全范围的情况下进行提醒的报警装置，

其中，所述腰部活动风险评估设备，包括：

获取目标个体的个体信息和腰部活动信息的信息获取装置；

根据所述个体信息和所述腰部活动信息评估所述目标个体的腰部活动安全范围的评估装置，

其中，所述评估装置还包括：

根据所述个体信息和所述腰部活动信息生成目标个体的腰部活动模型的腰部建模装置，所述腰部建模装置基于目标个体的CT图像建立有限元模型，并基于通用腰部数据验证所述有限元模型，作为所述腰部活动模型，其中

所述评估装置使用所述腰部活动模型来评估所述目标个体的腰部活动安全范围。

2.如权利要求1所述的设备，其中，所述腰部建模装置：

基于通用腰部数据并根据所述个体信息和所述腰部活动信息生成目标个体的腰部活动模型；或者

将所述个体信息和所述腰部活动信息输入通用腰部模型得到所述目标个体的腰部活动模型。

3.如权利要求1所述的设备，还包括如下的至少一项：

测量所述腰部活动信息的腰部活动测量装置；以及

测量所述个体信息中的至少一种的个体信息测量装置。

4.如权利要求1所述的设备，其中，所述腰部活动信息包括如下的至少一项：

重物抬举时的腰部活动信息；

弯腰时的腰部活动信息；

久坐时的腰部活动信息；

久站时的腰部活动信息；以及

行走时的腰部活动信息。

5.如权利要求1所述的设备，其中，所述目标个体的腰部活动安全范围包括如下的至少一项：

腰部活动的动作；

腰部活动的幅度；

腰部活动的时长；

腰部活动的次数；以及

腰部活动所承受的重量。

6.如权利要求1所述的设备，其中，所述腰部活动风险监测设备或者至少所述传感装置是可佩带在目标个体上的可穿戴装置。

7.一种腰部活动风险监测器，包括：

用于输入目标个体的个体信息和腰部活动信息的输入装置；

根据输入的个体信息和腰部活动信息评估所述目标个体的腰部活动安全范围的计算装置，所述腰部活动的安全范围是指目标个体所能承受的腰部活动的极限范围或者目标个体自限定的腰部活动的极限范围；

监测目标个体腰部活动的传感装置；以及

在目标个体腰部活动接近、达到或超出所述安全范围的情况下进行提醒的报警装置，

其中，所述计算装置基于目标个体的CT图像建立有限元模型，并基于通用腰部数据验证所述有限元模型作为所述腰部活动模型，并且使用腰部活动模型评估所述目标个体的腰部活动安全范围。

8.如权利要求7所述的监测器，其中，所述输入装置是触摸屏，并且所述触摸屏还用于显示所述目标个体的腰部活动安全范围以及当前的监测值。

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