CN110326053A - 康复设备和方法 - Google Patents

Abstract

描述了一种用于康复锻炼的康复设备(100)。设备包括数据库接口(110)，所述数据库接口被布置为访问包括多个患者简档的数据库(50)。患者简档包括患者在康复锻炼中的运动信息和康复锻炼的特性。设备(100)包括处理器(120)，所述处理器被布置为接收包括为用户安排的康复锻炼的特性的竞争者度量。处理器(120)基于患者简档中的竞争者度量与接收到的竞争者度量之间的相似度从数据库中检索一个或多个患者简档作为识别的竞争者简档，并从竞争者的简档中的每个中提取运动信息以在为用户安排的康复锻炼期间显示。通过示出其他用户在相同锻炼期间能够取得的成绩，鼓励用户表现更好。以这种方式，与使用现有技术设备相比，用户将保持有动力并且将从受伤中更快恢复。

Description

康复设备和方法

技术领域

本发明涉及一种用于康复锻炼的康复设备和系统。本发明还涉及一种操作康复设备的方法，以及一种用于操作这种康复设备的计算机程序产品。

背景技术

文献US2013/123667A1描述了一种用于非侵入性运动跟踪的装置和方法，其经由运动跟踪装置、显示器和耦合到运动跟踪装置和显示器的计算平台来增强患者施用的物理治疗。计算平台用于提供针对患者的菜单驱动的接口、针对患者的指令、响应于指令而对患者的运动或动作的确定、针对患者的指令与对患者的运动或动作的确定之间的比较，并且提供针对患者的反馈显示。利用来自包括运动跟踪或视频捕获系统(例如相机阵列和麦克风阵列)的传感器套件的实时数据输入，患者的运动、语音和其他患者特性可以由程序准确地跟踪并使用以提供对以下两者的表现的分析：在纵向上和与预定义的运动路径相比，以提供恰当的反馈和指令。反馈将帮助用户进行锻炼，但如果用户认为她没有取得任何进展或足够的进展，则存在在一段时间后用户会失去动力的风险。

发明内容

本发明的一个目的是提供在康复锻炼期间改进用户动力以加速康复过程的设备和方法。

为此目的，根据本发明的第一方面，提供了一种用于康复锻炼的康复设备，所述设备包括数据库接口，所述数据库接口被布置为访问包括多个患者简档的数据库，患者简档中的每个包括患者在康复锻炼中的运动信息和康复锻炼的特性。处理器被布置为：接收包括为用户安排的康复锻炼的特性的竞争者度量，基于患者简档中的竞争者度量与接收到的竞争者度量之间的相似度从数据库中检索一个或多个患者简档作为识别的竞争者的简档，并且从竞争者的简档中的每个中提取运动信息以用于在为用户安排的康复锻炼期间显示。

为此目的，根据本发明的第二方面，提供了一种用于康复锻炼的康复系统，其包括：包括多个患者简档的数据库，患者简档中的每个包括患者在康复锻炼中的运动信息和康复锻炼特性；以及如上所述的多个康复设备。

为此目的，根据本发明的第三方面，提供了一种操作康复设备的方法，所述方法包括：

-访问包括多个患者简档的数据库，患者简档中的每个包括患者在康复锻炼中的运动信息和康复锻炼的特性；

-接收包括为用户安排的康复锻炼的特性的竞争者度量；

-基于患者简档中的竞争者度量与接收到的竞争者度量之间的相似度从数据库中检索一个或多个患者简档作为所识别的竞争者简档，以及

-从竞争者的简档中的每个中提取运动信息以用于在为用户安排的康复锻炼期间显示。

为此目的，根据本发明的第四方面，一种用于操作康复设备的计算机程序产品，所述程序操作于使处理器执行如上所述的方法。

通过示出其他用户在相同锻炼中能够实现的事物，鼓励用户更好地表现。以这种方式，与使用现有技术设备相比，用户将保持有动力并且将从受伤中更快恢复。

在康复设备的实施例中，竞争者度量还包括用户在康复锻炼中的运动信息。通过使用可能转换为表现评分的用户的运动信息，使用更接近用户的状况的竞争者的简档来选择竞争者。这将导致更具竞争力的锻炼类型，并将增加用户的动力。

在实施例中，用户或患者在康复锻炼中的运动信息包括以下中的至少一项：

-用户或患者在康复锻炼中的运动轨迹；

-根据用户在康复锻炼中的运动轨迹导出的用户或患者的表现水平；

-用户或患者的运动轨迹的异常模式；

-用户或患者的运动能力水平；

-用户或患者在康复锻炼中的运动速度。

收集设备的用户的合适运动信息的优点在于，合适的度量可以用于通过将用户的度量与存储在数据库中的简档的度量进行比较来找到用户的最相关的竞争者。另一方面，从竞争者的简档中提取的运动信息将在锻炼期间显示给用户以激励用户。接收到的竞争者度量中的运动信息不一定与锻炼期间稍后向用户显示的运动信息相同。

在实施例中，处理器被布置成在康复锻炼期间显示引导。所述引导可以包括目标运动轨迹，和/或用户在康复锻炼中的运动轨迹。通过示出目标轨迹，用户将被引导和刺激以遵循最佳轨迹。可以显示用户的运动轨迹以向用户提供直接的视觉反馈。

在实施例中，康复锻炼的特性包括以下中的至少一项：康复锻炼的目标身体部位、康复锻炼的内容、康复锻炼的标识符和包括康复锻炼的康复处置的处方来源。锻炼的这些特性可以用作以快速和充分的方式过滤患者简档的度量。康复锻炼的内容可以参考目标轨迹和相符的重复时间，或锻炼处方中可用的任何内容。

在实施例中，处理器被布置为检索具有低于用户的表现水平的表现水平的第一患者简档，以及具有高于用户的表现水平的表现水平的第二患者简档。这能够是有利的，因为用户将通过示出更好和更差表现的竞争者来理解她的表现水平，并且将更加有动力保持远离表现更差的竞争者，同时想要击败表现更好的竞争者。

在实施例中，处理器被布置成将目标轨迹与竞争者运动轨迹中的至少一个进行比较并且确定目标轨迹上的一个或多个关注点，其中，目标轨迹与竞争者运动轨迹之间的偏离超过偏离阈值。关注点的指示将警告用户专注于锻炼的困难部分。对于竞争者而言困难的部分最可能对用户而言也很困难。

在实施例中，处理器被布置成确定用户的身体部位的速度并且确定用户的运动轨迹上的一个或多个关注点，其中，身体部位的速度先前超过速度阈值。通过在锻炼期间记录速度，并将速度与阈值进行比较，设备能够在用户必须更慢地移动他的身体部位(即使这很困难)的时刻/点处向用户给出反馈。这将减少恢复期。

在实施例中，竞争者简档的运动信息包括与竞争者的身体的部位在康复锻炼期间的速度有关的速度信息。处理器可以将竞争者的身体部位的速度与预定竞争者速度阈值进行比较，并且可以确定用户的运动轨迹上的一个或多个关注点，其中，竞争者中的至少一个的身体部位的速度超过竞争者速度阈值。通过记录所有患者在锻炼期间的速度，并将速度与阈值进行比较，设备能够在竞争者由于关注点而已经失败、具有问题的时刻/点处向用户给出反馈，用户能够专注于这些点。这将减少恢复期。

在实施例中，处理器被布置为生成关注点的指示用于显示。用户将在锻炼期间查看显示器。因此，还通过沿着轨迹显示关注点，她将在正确的时间专注于尽其最大努力，特别是在关注点处。

在实施例中，患者简档各自包括具有一个或多个运动轨迹和相关联的时间戳的运动轨迹历史，其中，处理器被布置成显示最类似于用户的新鲜感水平的选定的患者简档的一个或多个运动轨迹。通过将用户的结果与具有相似新鲜感水平的竞争者的结果进行比较，用户不会气馁，因为她将理解比较是公平的。

在实施例中，设备还包括用于与其他康复设备进行通信的通信接口，其中，处理器被布置为在康复设备与其他康复设备中的一个或多个之间建立链接，以用于设备的用户之间的通信。通过给予用户与其他用户通信的能力，她将更有动力，因为其更有趣，并且其他用户可以能够通过发送鼓励消息和/或与她交谈来鼓励用户。

在权利要求中给出了根据本发明的设备和方法的另外的优选实施例，通过引用将其公开内容并入本文。

附图说明

还参考在以下描述中通过范例描述的实施例并且参考附图，本发明的这些和其他方面将变得显而易见并且得到阐述，附图中，

图1示出了根据实施例的用于康复锻炼的康复设备；

图2示意性地示出了显示器上显示的图片的范例；

图3示出了根据本发明的实施例的用于康复锻炼的康复系统，

图4是根据本发明的实施例的操作康复设备的方法400的流程图，并且

图5示出了存储用于计算机以执行图4的方法的指令的计算机可读介质的实施例。

附图纯粹是图解性的，并未按比例绘制。在附图中，对应于已经描述的元件的元件可以具有相同的附图标记。

具体实施方式

图1示出了根据实施例的用于康复锻炼的康复设备100。设备100包括数据库接口110，数据库接口110被配置为任选地经由诸如LAN或WAN的通信网络60访问数据库50。设备100还包括处理器120。在该范例中，设备100还包括用于处理器到显示器70的数据通信的输出接口130。在该实施例中，设备100还包括用于从成像设备(例如相机90)接收图像数据的输入接口140。

康复设备100可以由诸如从中风中恢复的患者的人使用以进行康复锻炼。人将在显示器70上看到指令，任选地与由相机90记录的她自己的图像一起。

处理器100可以被布置成通过在康复锻炼期间显示目标运动轨迹并且任选地还显示在康复锻炼中用户的运动轨迹来引导用户。通过在显示器70上显示目标轨迹，将引导和刺激用户以遵循最佳轨迹。可以显示用户的运动轨迹以向用户给出直接的视觉反馈。如果示出目标轨迹和运动轨迹两者，则用户将得到关于她表现如何的信息，这将刺激她尽其最大努力。这将有助于加快康复过程。

为了进一步刺激或激励进行锻炼的人，由设备使用关于正在进行或已经完成康复锻炼的其他患者的信息。为此目的，数据库可以包括多个患者简档，患者简档中的每个包括康复锻炼中的患者的运动信息和康复锻炼的特性。处理器120可以被布置为接收包括为用户安排的康复锻炼的特性的竞争者度量。康复锻炼的这些特性可以经由用户接口(例如键盘或GUI(图1中未示出))或经由相机90从用户接收，或者从存储器(未示出)接收。这样的特性的典型范例是锻炼识别码，其识别康复锻炼。

处理器120被布置成基于患者简档中的竞争者度量与接收到的竞争者度量之间的相似度，从数据库50检索一个或多个患者简档作为识别的竞争者的简档。处理器120将从竞争者的简档中的每个中提取运动信息，以用于在为用户安排的康复锻炼期间显示。接收到的竞争者度量可以包括康复锻炼中的用户的运动信息。

图2示意性地示出了在显示器70上显示的图片的范例，以更详细地讨论本发明。在图2中，显示用户20。用户20在康复锻炼期间移动她的手臂21。她看着显示器70和表示目标轨迹22的线22。处理器120还可以被配置为控制显示器输出图形以在显示器70处表示用户的身体(或她的身体的部位)。目标轨迹22可以由彩色线、虚线或针对用户可识别的任何其他合适的线指示。

由相机90监测她的手臂的移动，并且在显示器70上显示线23，线23表示基于她的手在锻炼期间的移动而生成的轨迹。通过查看两条线22和23，她将意识到她以不最理想的方式移动她的手臂，并且能够进行改进。她将努力做得更好，从而由目标轨迹22引导。

为了进一步激励用户，在康复锻炼期间，来自其他用户(也称为竞争者)的运动信息被显示在显示器70上。在该范例中，示出了线24，其指示由竞争者A生成的轨迹24，并且示出了另一条线25，其指示由竞争者B生成的轨迹25。轨迹24或轨迹25可以是最新近的轨迹或者基于历史记录(例如以平均水平)生成的轨迹。在该范例中，处理器120已经检索了执行与当前用户相同的锻炼的两个用户，其中，从数据库50检索相对高级用户(即用户A)和相对初学者(即用户B)的运动信息并且将其用于显示。

通过示出其他用户在相同锻炼期间能够取得的成绩，鼓励用户更好地表现。以这种方式，与使用现有技术设备相比，用户将保持被激励并且将从受伤中更快恢复。任选地，评分被计算并显示在屏幕上。如本领域技术人员将意识到的，可以使用所讨论的轨迹中的任何一个来计算评分。例如，100的评分可以指示用户正确地跟随目标轨迹22，其中，较低评分将指示检测到与目标轨迹22的一些偏离。代替于目标轨迹23，竞争者的轨迹可用于计算评分。

在实施例中，处理器120被布置成将目标轨迹与竞争者运动轨迹24、25中的至少一个进行比较，并确定目标轨迹22上的一个或多个关注点，其中，目标轨迹与竞争者运动轨迹之间的偏离超过偏离阈值。在图2中，示出了这样的关注点的范例，参见点26，其在竞争者B的轨迹25中从目标轨迹22偏离最多。这样的关注点26的指示将警告用户专注于锻炼的困难部分。对于竞争者而言困难的部分最可能对用户而言也很困难。

代替于轨迹，可以使用其他运动信息来计算评分。例如，可以将手的速度与由预编程设备100的训练员确定的最佳速度进行比较。例如，处理器120可以被布置为确定用户的身体部位的速度并确定用户的运动轨迹上的其中身体部位的速度先前超过速度阈值的一个或多个关注点。通过在锻炼期间记录速度，并将速度与阈值进行比较，设备100能够在用户必须更慢地移动他的身体部位(即使这很困难)的时刻/点处向用户给出反馈。这还将减少恢复期。

竞争者简档的运动信息可以包括与竞争者的身体的部位在康复锻炼期间的速度有关的速度信息。然后，处理器120可以被布置成将竞争者的身体部位的速度与预定竞争者速度阈值进行比较，并且确定用户的运动轨迹上的其中竞争者中的至少一个的身体部位的速度超过竞争者速度阈值的一个或多个关注点。通过记录所有患者在运动期间的速度，并且将速度与阈值进行比较，设备能够在竞争者由于关注点而已经失败、具有问题的时刻/点处向用户给出反馈，用户能够专注于这些点。这也将减少恢复期。

当前用户可以在训练之前配置她对竞争者选择的偏好。然后，处理器100可以通过数据库启动对患者简档的搜索，以找到合格的竞争者，例如，具有相同能力的其他患者，并检索历史/瞬时运动轨迹以进行比较。这样的比较还可以提供有用的信息以帮助患者在训练中做得好，例如，其他患者失败的点。通过使用用户的运动信息来选择竞争者，更接近用户的状况的竞争者的简档可以被选择并用于显示。这将导致更具竞争力的锻炼方式。

在实施例中，设备100还包括用于与其他康复设备通信的通信接口。可以使用显示器70上显示的图形用户接口(GUI)来实施通信接口，其中，用户可以使用键盘来输入命令或消息，或者使用麦克风来输入命令或消息。处理器可以被布置成在康复设备100与其他康复设备中的一个或多个之间建立链接，以用于设备的用户之间的通信。通过给予用户与其他用户通信的能力，她将更有动力，因为其更有趣，并且其他用户可以能够通过发送鼓励消息或与她交谈来鼓励用户。

图3示出了根据本发明的实施例的用于康复锻炼的康复系统10。系统10包括数据库50，数据库50包括多个患者简档，患者简档中的每个包括患者在康复锻炼中的运动信息和康复锻炼的特性。系统还包括多个康复设备100、200和300。设备100、200和300可以是如参考图1和2描述的设备。

在图3中，数据库50是可经由通信网络60访问的中央数据库。备选地，或额外地，本地数据库101、102、103可以布置在设备100、200和300中。本地数据库101、201、301可以分别存储使用相关联的设备(即设备100、200、300)的(一个或多个)用户的患者简档。注意，患者简档可以在本地和集中地存储，其中，设备被布置为将本地数据库与中央数据库的内容同步或在本地数据库101、201、301之间进行同步。

图4是根据本发明的实施例的操作康复设备的方法400的流程图。注意，方法400可以但不是必须对应于如参考图1等描述的系统100的操作。

方法400包括在题为“访问数据库”的操作中，访问410包括多个患者简档的数据库，患者简档中的每个包括患者在康复锻炼中的运动信息和康复锻炼的特性。方法还包括在题为“接收竞争者度量”的操作中，接收420包括为用户安排的康复锻炼的特性的竞争者度量。方法400还包括在题为“检索一个或多个患者简档”的操作中，基于患者简档中的竞争者度量与接收到的竞争者度量之间的相似度，从数据库中检索430一个或多个患者简档作为所识别的竞争者简档。方法400还包括在题为“提取运动信息”的操作中，从竞争者的简档中的每个中提取440运动信息，以用于在为用户安排的康复锻炼期间显示。

将意识到，上述操作可以以任何合适的顺序执行，例如，连续地，同时地或其组合，在适用的情况下，经受需要特定的顺序，例如通过输入/输出关系。

方法400可以在计算机上实施为计算机实施的方法，实施为专用硬件或两者的组合。还如图5中图示的，用于计算机的指令(例如，可执行代码)可以存储在计算机可读介质500上，例如，以机器可读物理标记的系列510的形式和/或作为具有不同的电学(例如磁性或光学)性质或值的一系列元件。可执行代码可以以瞬态或非瞬态的方式存储。计算机可读介质的范例包括存储器设备、光学存储设备、集成电路、服务器、在线软件等。图5示出光盘500。

以上描述了用于康复锻炼的康复设备。设备包括数据库接口，所述数据库接口被布置成访问包括多个患者简档的数据库。患者简档包括患者在康复锻炼中的运动信息和康复锻炼的特性。所述设备包括处理器，所述处理器被布置成接收包括为用户安排的康复锻炼的特性的竞争者度量。处理器基于患者简档中的竞争者度量与接收到的竞争者度量之间的相似度从数据库中检索一个或多个患者简档作为识别的竞争者简档，并且从竞争者的简档中的每个中提取运动信息以用于在为用户安排的康复锻炼期间显示。

将意识到，为了清楚起见，以上描述已经参考不同的功能单元和处理器描述了本发明的实施例。然而，将显而易见的是，在不脱离本发明的情况下，可以使用不同功能单元或处理器之间的任何合适的功能分布。例如，被图示为由单独的单元、处理器或控制器执行的功能可以由相同的处理器或控制器执行。因此，对特定功能单元的引用仅被视为对用于提供所描述的功能的合适模块的引用，而不是指示严格的逻辑或物理结构或组织。本发明可以以任何合适的形式实施，包括硬件、软件、固件或这些的任何组合。

应注意，在本文件中，词语“包括”不排除除了列出的那些之外的其他元件或步骤的存在，并且元件之前的词语“一”或“一个”不排除多个这样的元件的存在，任何参考标记不限制权利要求的范围，本发明可以借助于硬件和软件两者实施，并且若干“设备”或“单元”可以由相同的硬件或软件项表示，并且处理器可以履行可能与硬件元件协作的一个或多个单元的功能。此外，本发明不限于这些实施例，并且本发明在于上面描述的或在互不相同的从属权利要求中记载的每一个新颖特征或特征组合。

Claims (15)

1.一种用于康复锻炼的康复设备(100)，所述设备包括：

-数据库接口(110)，其被布置为访问包括多个患者简档的数据库(50)，所述患者简档中的每个患者简档包括患者在康复锻炼中的运动信息和所述康复锻炼的特性；

-处理器(120)，其被布置为：

-接收包括为用户安排的康复锻炼的特性的竞争者度量；

-基于所述患者简档中的所述竞争者度量与接收到的所述竞争者度量之间的相似度从所述数据库中检索一个或多个患者简档作为所识别的竞争者的简档，以及

-从所述竞争者的简档中的每个中提取运动信息以用于在为所述用户安排的所述康复锻炼期间进行显示。

2.根据权利要求1所述的康复设备，其中，所述竞争者度量还包括所述用户在所述康复锻炼中的所述运动信息。

3.根据权利要求1所述的康复设备，其中，所述用户或所述患者在所述康复锻炼中的所述运动信息包括以下中的至少一项：

-所述用户或所述患者在所述康复锻炼中的运动轨迹；

-根据所述用户在所述康复锻炼中的所述运动轨迹导出的所述用户或所述患者的表现水平；

-所述用户或所述患者的所述运动轨迹的异常模式；

-所述用户或所述患者的运动能力水平；

-所述用户或所述患者在所述康复锻炼中的运动速度。

4.根据权利要求2所述的康复设备，其中，所述处理器被布置为在所述康复锻炼期间显示引导，所述引导包括以下中的至少一项：

-目标运动轨迹；

-所述用户在所述康复锻炼中的所述运动轨迹。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的康复设备，其中，所述康复锻炼的所述特性包括以下中的至少一项：

-所述康复锻炼的目标身体部位；

-所述康复锻炼的内容；

-所述康复锻炼的标识符；

-包括所述康复锻炼的康复处置的处方来源。

6.根据权利要求2-4中的任一项所述的康复设备，其中，所述处理器被布置为检索具有低于所述用户的表现水平的表现水平的第一患者简档，以及具有高于所述用户的表现水平的表现水平的第二患者简档。

7.根据前述权利要求中的任一项所述的康复设备，其中，所述处理器被布置为将目标轨迹与竞争者运动轨迹中的至少一个竞争者运动轨迹进行比较，并且确定所述目标轨迹上的一个或多个关注点，在所述一个或多个关注点处，所述目标轨迹与所述竞争者运动轨迹之间的偏离超过偏离阈值。

8.根据前述权利要求1-6中的任一项所述的康复设备，其中，所述处理器被布置为确定所述用户的身体部位的速度并且确定所述用户的所述运动轨迹上的一个或多个关注点，在所述一个或多个关注点处，所述身体部位的速度先前超过速度阈值。

9.根据前述权利要求1-6中的任一项所述的康复设备，其中，所述竞争者的简档的所述运动信息包括与所述竞争者的身体的部位在所述康复锻炼期间的速度有关的速度信息，并且其中，所述处理器被布置为：

-将所述竞争者的所述身体部位的所述速度与预定竞争者速度阈值进行比较，并且

-确定所述用户的所述运动轨迹上的一个或多个关注点，在所述一个或多个关注点处，所述竞争者中的至少一个竞争者的所述身体部位的所述速度超过所述竞争者速度阈值。

10.根据前述权利要求7-9所述的康复设备，其中，所述处理器被布置为生成所述关注点的指示以用于显示。

11.根据前述权利要求中的任一项所述的康复设备，其中，所述一个或多个患者简档均包括具有一个或多个运动轨迹和相关联的时间戳的运动轨迹历史，其中，所述处理器被布置为显示最类似于所述用户的新鲜感水平的选定的患者简档的一个或多个运动轨迹。

12.根据前述权利要求中的任一项所述的康复设备，所述设备还包括用于与其他康复设备进行通信的通信接口，其中，所述处理器被布置为在所述康复设备与所述其他康复设备中的一个或多个其他康复设备之间建立链接，以用于所述设备的用户之间的通信。

13.一种用于康复锻炼的康复系统(10)，所述系统包括：

-包括多个患者简档的数据库(50)，所述患者简档中的每个患者简档包括患者在康复锻炼中的运动信息和所述康复锻炼的特性；

-多个根据前述权利要求中的任一项所述的康复设备(100、200、300)。

14.一种操作康复设备的方法，所述方法包括：

-访问包括多个患者简档的数据库，所述患者简档中的每个患者简档包括患者在康复锻炼中的运动信息和所述康复锻炼的特性；

-接收包括为用户安排的康复锻炼的特性的竞争者度量；

-基于所述患者简档中的所述竞争者度量与接收到的所述竞争者度量之间的相似度从所述数据库中检索一个或多个患者简档作为所识别的竞争者的简档，以及

-从所述竞争者的简档中的每个中提取运动信息以用于在为所述用户安排的所述康复锻炼期间进行显示。

15.一种用于操作康复设备的计算机程序产品，所述程序可操作以使处理器执行根据权利要求14所述的方法。