CN113035314A - 一种康复治疗系统、方法、计算机设备及可读存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种康复治疗系统、方法、计算机设备及可读存储介质，所述康复治疗系统包括：动作输入模块，用于实时获取训练者依照训练任务进行运动训练过程中的动作数据，并将所述动作数据进行发送；中央处理器，用于接收所述动作数据，并对所述动作数据进行深度分析，评估训练者在完成训练任务过程中的训练指标，评估被训练者的情景任务完成度，并对训练结果进行打分；还包括与所述中央处理器连接的康复训练场景构建模块、虚拟现实显示模块。本发明基于训练者对训练任务的完成情况进行实时分析与评估，并基于训练者的训练得分评估其腰背肌、腹肌的康复状况及脊柱稳定性状况，对训练者的康复训练方案进行动态调整。

Description

一种康复治疗系统、方法、计算机设备及可读存储介质
技术领域
本发明涉及康复医疗器械技术领域，具体是一种康复治疗系统、方法、计算机设备及可读存储介质。
背景技术
虚拟现实技术如今的发展势头愈渐迅猛，其应用也越来越广泛。目前而言，我国虚拟现实技术应用最多的领域是游戏及教育领域，而在康复医学领域的的应用则相对较少。目前康复医学领域少量的虚拟现实技术还停留在游戏级的层面，既无沉侵感，交互性也不强。腰椎间盘突出患者的病症主要是腰部疼痛，一侧下肢或双下肢麻木、疼痛等，这些症状严重影响患者的生活起居及工作，且绝大多数可通过非手术治疗，达到临床症状减轻或消除，故积极进行康复训练对于腰椎间盘突出患者具有重要意义。
对于腰椎间盘突出患者的康复训练，如果仅仅是单调地把市场上的训练游戏引入到康复领域，则不能完全通过康复医学与现代化新技术结合来实现提高康复训练效果的目标。康复治疗师在指导患者进行康复训练时，训练过程重复单一，十分乏味，不能有效激发患者的训练热情与兴趣，故达不到较好的训练效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种康复治疗系统、方法、计算机设备及可读存储介质，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种康复治疗系统，所述康复治疗系统包括：
动作输入模块，用于实时获取训练者依照训练任务进行运动训练过程中的动作数据，并将所述动作数据进行发送；
中央处理器，用于接收所述动作数据，并对所述动作数据进行深度分析，评估训练者在完成训练任务过程中的训练指标，评估被训练者的情景任务完成度，并对训练结果进行打分；
还包括与所述中央处理器连接的康复训练场景构建模块、虚拟现实显示模块；
所述康复训练场景构建模块，用于根据患者腰椎间盘突出的严重程度及具体病症选择合适的训练模式，并依据患者所选训练模式构建训练场景；
所述虚拟现实显示模块，用于显示虚拟现实康复训练场景、训练任务情境以及患者训练运动形象。
作为本发明进一步的方案：所述动作输入模块包括动作信号传输模块及动作传感设备；
所述动作传感设备，用于实时获取训练者依照训练任务进行运动训练过程中的动作数据；
动作信号传输模块，用于讲动作数据传输到所述中央处理器。
作为本发明再进一步的方案：所述动作传感设备包括动作感知设备和动作捕捉设备；
所述动作感知设备，用于采集患者腰部、背部和/或腹部的肌电信号；
所述动作捕捉设备，用于采集训练者的动作数据并将其传输至中央处理器和虚拟现实显示模块。
作为本发明再进一步的方案：所述动作信号传输模块包括蓝牙、wifi、ZigBee中的一种或几种。
作为本发明再进一步的方案：所述虚拟现实显示模块包括VR头盔。
作为本发明再进一步的方案：所述康复治疗系统还包括语音模块，所述语音模块与所述中央处理器连接，用于在训练开始时语音播报所述训练任务的要求，并随着训练者的训练实时进行语音动作要点提示。
一种康复治疗方法，包括以下步骤：
S1、训练者佩戴VR头盔及动作传感设备；
S2、训练者训练任务，并按提示进行运动训练；
S3、动作传感设备将患者的运动数据以虚拟现实技术投射到VR头盔进行同步显示，并将运动数据传输至中央处理器；
S4、对训练者进行的腰椎间盘突出康复训练的状况进行实时评估，对每个训练动作进行打分，最后以每项训练的加权和作为总分；
S5、医生根据训练者的训练数据对训练者的训练方案进行动态调整。
一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行所述康复治疗方法的步骤。
一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行所述康复治疗方法的步骤。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明设计新颖，利用虚拟现实技术治疗腰椎间盘突出症，充分利用虚拟现实技术的沉浸感、交互性等特点，可有效提高康复训练过程的趣味性，激发患者进行腰椎间盘突出康复训练的主动性；本发明基于训练者对训练任务的完成情况进行实时分析与评估，并基于训练者的训练得分评估其腰背肌、腹肌的康复状况及脊柱稳定性状况，并以此为据对训练者的康复训练方案进行动态调整，比较灵活有针对性。
附图说明
图1为康复治疗系统的结构框图。
图2为康复治疗方法流程图。
图中：100-动作输入模块、101-动作信号传输模块、102-动作传感设备、1021-动作感知设备、1022-动作捕捉设备、200-中央处理器、300-康复训练场景构建模块、400-虚拟现实显示模块、500-VR头盔。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本领域技术人员可以理解，图1中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
本发明的技术方案的核心技术要素是基于虚拟现实技术进行腰椎间盘突出康复训练，锻炼腰椎间盘突出患者的腰背肌、腹肌以及进行脊柱稳定性练习，目的是改善患者的腰椎间盘突出症状，使其减轻或者消失，以下是具体实施例：
请参阅图1，本发明实施例中，一种康复治疗系统，所述康复治疗系统包括：
动作输入模块100，用于实时获取训练者依照训练任务进行运动训练过程中的动作数据，并将所述动作数据进行发送；
中央处理器200，用于接收所述动作数据，并对所述动作数据进行深度分析，评估训练者在完成训练任务过程中的训练指标，评估被训练者的情景任务完成度，并对训练结果进行打分；
还包括与所述中央处理器200连接的康复训练场景构建模块300、虚拟现实显示模块400；
所述康复训练场景构建模块300，用于根据患者腰椎间盘突出的严重程度及具体病症选择合适的训练模式，并依据患者所选训练模式构建训练场景；
所述虚拟现实显示模块400，用于显示虚拟现实康复训练场景、训练任务情境以及患者训练运动形象。
在本发明实施例中，利用虚拟现实技术治疗腰椎间盘突出症，充分利用虚拟现实技术的沉浸感、交互性等特点，可有效提高康复训练过程的趣味性，激发患者进行腰椎间盘突出康复训练的主动性；本发明基于训练者对训练任务的完成情况进行实时分析与评估，并基于训练者的训练得分评估其腰背肌、腹肌的康复状况及脊柱稳定性状况，并以此为据对训练者的康复训练方案进行动态调整，比较灵活有针对性。
在本发明实施例中，本发明所涉及的腰椎间盘突出运动训练主要涉及早期练习方法和康复期练习方法，其中早期练习方法有五点支撑法、三点支撑法、四点式支撑法、飞燕式四种，恢复期训练方法有体前屈练习、体后伸练习、体侧弯练习、弓步行走、后伸腿练习、提髋练习、蹬足练习、伸腰练习和悬腰练习，患者选定训练模式后进行练习，系统对采集到的数据进行评估。
作为本发明的一种实施例，所述动作输入模块100包括动作信号传输模块101及动作传感设备102；
所述动作传感设备102，用于实时获取训练者依照训练任务进行运动训练过程中的动作数据；
动作信号传输模块101，用于讲动作数据传输到所述中央处理器200。
作为本发明的一种实施例，所述动作传感设备102包括动作感知设备1021和动作捕捉设备1022；
所述动作感知设备1021，用于采集患者腰部、背部和/或腹部的肌电信号；
所述动作捕捉设备1022，用于采集训练者的动作数据并将其传输至中央处理器200和虚拟现实显示模块400。
在本发明实施例中，所述动作感知设备1021包括智能可穿戴设备。
在本发明实施例中，所述动作捕捉设备1022包括Kinect体感设备，其中Kinect体感设备是一种3D体感摄影机，同时它导入了即时动态捕捉、影像辨识、麦克风输入、语音辨识、社群互动等功能。
作为本发明的一种实施例，所述动作信号传输模块101包括蓝牙、wifi、ZigBee中的一种或几种。
作为本发明的一种实施例，所述虚拟现实显示模块400包括VR头盔500。
作为本发明的一种实施例，所述康复治疗系统还包括语音模块，所述语音模块与所述中央处理器200连接，用于在训练开始时语音播报所述训练任务的要求，并随着训练者的训练实时进行语音动作要点提示。
需说明的是，所述康复治疗系统还包括动作算法模块，用于将智能可穿戴设备采集到的腰背肌、腹肌的肌电信号转换为肌肉数据；所述康复治疗系统还包括腰背肌、腹肌评估模块，用于对腰背肌、腹肌的肌肉数据进行肌肉张力的康复评估，所述康复治疗系统还包括脊柱稳定性评估模块，用于对训练者的运动数据进行脊柱稳定性的康复评估。
作为本发明的一种实施例，请参阅图2，一种康复治疗方法，用于由椎间盘变性、纤维环破裂、骶核组织突出刺激和压迫神经根而引起的腰椎间盘突出的康复，包括以下步骤：
S1、训练者佩戴VR头盔500及动作传感设备102；
S2、训练者训练任务，并按提示进行运动训练；
S3、动作传感设备102将患者的运动数据以虚拟现实技术投射到VR头盔500进行同步显示，并将运动数据传输至中央处理器200；
S4、对训练者进行的腰椎间盘突出康复训练的状况进行实时评估，对每个训练动作进行打分，最后以每项训练的加权和作为总分；
S5、医生根据训练者的训练数据对训练者的训练方案进行动态调整。
在本发明实施例中，所述S2中患者选择训练任务，是根据自身腰椎间盘突出病症的严重状态以及医生的康复训练建议而进行训练任务的选择，上述所述的腰椎间盘突出患者的康复运动训练主要适用于症状相对较轻的患者，对于急性严重的患者，需进行手术或卧床休息，不宜进行运动。
在本发明实施例中，所述S4对训练者进行的腰椎间盘突出康复训练的状况进行实时评估，可及时给予训练者运动反馈，提高训练的针对性和有效性；评估内容包括每个训练动作时坚持的动作幅度、坚持时间长度、动作标准度和重复次数。
为了方便理解，本发明还提出了一种更具具体的实现方法，包括以下步骤：
步骤1、训练者佩戴VR头盔500、智能可穿戴设备，启动Kinect体感设备，患者的运动数据将实时输入并利用虚拟现实技术投射在显示模块上，计算机后台可对患者的运动状况进行实时评估。
步骤2、患者根据自身腰椎间盘突出病症的严重状态以及医生的康复训练建议选择训练任务，且虚拟场景中显示患者的整个运动状态。
步骤3、患者根据语音提示进行运动训练，每一个步骤的完成度及重复次数都有提示，患者尽可能进行标准训练，达到康复目的。
步骤4、医生根据患者的训练状况及系统给患者训练的打分状况，结合患者腰背肌、腹肌及脊柱状况动态调整患者的运动训练方案，患者根据调整方案进行更加适合、更具针对性的康复训练。
作为本发明的一种实施例，一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行以下步骤：
S1、训练者佩戴VR头盔500及动作传感设备102；
S2、训练者训练任务，并按提示进行运动训练；
S3、动作传感设备102将患者的运动数据以虚拟现实技术投射到VR头盔500进行同步显示，并将运动数据传输至中央处理器200；
S4、对训练者进行的腰椎间盘突出康复训练的状况进行实时评估，对每个训练动作进行打分，最后以每项训练的加权和作为总分；
S5、医生根据训练者的训练数据对训练者的训练方案进行动态调整。
作为本发明的一种实施例，一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行以下步骤：
S1、训练者佩戴VR头盔500及动作传感设备102；
S2、训练者训练任务，并按提示进行运动训练；
S3、动作传感设备102将患者的运动数据以虚拟现实技术投射到VR头盔500进行同步显示，并将运动数据传输至中央处理器200；
S4、对训练者进行的腰椎间盘突出康复训练的状况进行实时评估，对每个训练动作进行打分，最后以每项训练的加权和作为总分；
S5、医生根据训练者的训练数据对训练者的训练方案进行动态调整。
应该理解的是，虽然本发明各实施例的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，各实施例中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种康复治疗系统，其特征在于，所述康复治疗系统包括：
动作输入模块(100)，用于实时获取训练者依照训练任务进行运动训练过程中的动作数据，并将所述动作数据进行发送；
中央处理器(200)，用于接收所述动作数据，并对所述动作数据进行深度分析，评估训练者在完成训练任务过程中的训练指标，评估被训练者的情景任务完成度，并对训练结果进行打分；
还包括与所述中央处理器(200)连接的康复训练场景构建模块(300)、虚拟现实显示模块(400)；
所述康复训练场景构建模块(300)，用于根据患者腰椎间盘突出的严重程度及具体病症选择合适的训练模式，并依据患者所选训练模式构建训练场景；
所述虚拟现实显示模块(400)，用于显示虚拟现实康复训练场景、训练任务情境以及患者训练运动形象。
2.根据权利要求1所述的一种康复治疗系统，其特征在于，所述动作输入模块(100)包括动作信号传输模块(101)及动作传感设备(102)；
所述动作传感设备(102)，用于实时获取训练者依照训练任务进行运动训练过程中的动作数据；
动作信号传输模块(101)，用于讲动作数据传输到所述中央处理器(200)。
3.根据权利要求2所述的一种康复治疗系统，其特征在于，所述动作传感设备(102)包括动作感知设备(1021)和动作捕捉设备(1022)；
所述动作感知设备(1021)，用于采集患者腰部、背部和/或腹部的肌电信号；
所述动作捕捉设备(1022)，用于采集训练者的动作数据并将其传输至中央处理器(200)和虚拟现实显示模块(400)。
4.根据权利要求2所述的一种康复治疗系统，其特征在于，所述动作信号传输模块(101)包括蓝牙、wifi、ZigBee中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的一种康复治疗系统，其特征在于，所述虚拟现实显示模块(400)包括VR头盔(500)。
6.根据权利要求1所述的一种康复治疗系统，其特征在于，所述康复治疗系统还包括语音模块，所述语音模块与所述中央处理器(200)连接，用于在训练开始时语音播报所述训练任务的要求，并随着训练者的训练实时进行语音动作要点提示。
7.一种如权利要求1-6任一所述的康复治疗方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、训练者佩戴VR头盔(500)及动作传感设备(102)；
S2、训练者训练任务，并按提示进行运动训练；
S3、动作传感设备(102)将患者的运动数据以虚拟现实技术投射到VR头盔(500)进行同步显示，并将运动数据传输至中央处理器(200)；
S4、对训练者进行的腰椎间盘突出康复训练的状况进行实时评估，对每个训练动作进行打分，最后以每项训练的加权和作为总分；
S5、医生根据训练者的训练数据对训练者的训练方案进行动态调整。
8.一种计算机设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行权利要求7所述康复治疗方法的步骤。
9.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行权利要求7所述康复治疗方法的步骤。
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