CN113327663A - 移动终端辅助的脑卒中交互式锻炼控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种移动终端辅助的脑卒中交互式锻炼控制系统，包括与所述移动终端通过远程通信链路连接的嵌入式交互式锻炼设备，所述嵌入式设备包括预定大小的内存空间和交互式人机界面；所述预定大小的内存空间包括第一地址段空间和第二地址段空间；第一地址段空间用于存储交互锻炼指示数据，交互锻炼指示数据用于指示脑卒中患者的锻炼动作；第二地址段空间用于存储交互锻炼期望数据，交互锻炼期望数据用于显示基于所述交互锻炼指示数据所预期的期望指标值；所述嵌入式设备接收所述移动终端的辅助指令，基于所述辅助指令调节所述第一地址段空间和第二地址段空间的大小。本发明的技术方案能够在有限的内存空间下实现全流程的脑卒中交互式锻炼。

Description

移动终端辅助的脑卒中交互式锻炼控制系统

技术领域

本发明属于智能康复技术领域，尤其涉及一种移动终端辅助的脑卒中交互式锻炼控制系统。

背景技术

脑卒中(stroke)，俗称中风，是一组突然起病、以出现意识障碍和局灶性神功能缺失为共同特征的急性脑血管病。脑卒中起因于脑血管损伤或脑供血中断，是常见的神经科疾患。脑卒中因其极高的发病率、死亡率以及致残率而严重危害着人类的健康。在西方发达国家，它已成为第三大致命及致残的主要原因。在我国，脑卒中已跃居疾病谱第二位。我国脑卒中年发病率为109.7～217/10 万，死亡率为 116～141.8/10 万，其中 80%的存活者均存在不同程度的功能残障。

随着医学水平的提高，脑卒中死亡率明显下降，但其致残率仍高企。大部分患者基本康复后，都留有严重后遗症，偏瘫则是其中最为常见的表现之一，严重影响了人们的生活水平及质量。对于脑卒中导致的偏瘫，康复治疗介入的时间越晚，患者患肢功能恢复的希望就越小，这就使得患者家属及社会需要花费极大的代价来治疗和护理患者，给家庭和社会带来了巨大的经济及精神压力。因此，寻求快速而有效地康复治疗手段防止脑卒中复发，改善病人的各种功能和预后，提高病人的生活质量是目前人们关注的重点问题。

随着生物医学工程技术与电子信息技术的发展，国内外应用各种新技术开发的电刺激类脑卒中康复仪器越来越丰富。具有视觉生物反馈功能的肌电触发电刺激康复设备都是基于PC 平台，如丹麦产的 AM800、加拿大产的 Myo

Trac Clinical，工作时必须配备一台电脑，体积庞大，不便于大规模推广基层的康复单位。

随着嵌入式技术的日益成熟及其在生物医学工程领域的广泛应用，医疗器械正在向小型化、便携化发展。然而，嵌入式设备的内存通常有限，这种系统不同于一般的计算机处理系统，比如它通常不使用像硬盘那样大容量的存储介质，而大多数使用 EPROM、EEPROM或闪存作为存储介质。应用程序控制着系统的运行和行为，而操作系统控制着应用程序编写与硬件的交互作用。嵌入式系统往往是针对某个方面的特定应用，其硬件是为特定的用户人群设计的，通常具备某种专用性特点。

然而，当前的脑卒中康复过程并未考虑嵌入式设备的上述特点，导致康复远程指导过程不能自适应的根据用户的康复过程进行调整，甚至导致无法正常的进行数据显示和人机交互。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出一种移动终端辅助的脑卒中交互式锻炼控制系统，包括与所述移动终端通过远程通信链路连接的嵌入式交互式锻炼设备，所述嵌入式设备包括预定大小的内存空间和交互式人机界面；所述预定大小的内存空间包括第一地址段空间和第二地址段空间；第一地址段空间用于存储交互锻炼指示数据，交互锻炼指示数据用于指示脑卒中患者的锻炼动作；第二地址段空间用于存储交互锻炼期望数据，交互锻炼期望数据用于显示基于所述交互锻炼指示数据所预期的期望指标值；所述嵌入式设备接收所述移动终端的辅助指令，基于所述辅助指令调节所述第一地址段空间和第二地址段空间的大小。

具体来说，本发明的技术方案实现如下：

为了便于开发和降低成本，以及更好的推广，本发明的所述脑卒中交互式锻炼控制系统采用嵌入式技术开发，具体实现为一种嵌入式设备。

随着嵌入式设备以及网络通信的普及，嵌入式设备网络化已是大势所趋，这一趋势也正促进着嵌入式设备联网技术的飞速发展，目前，市面上各种带有联网功能的终端设备正炙手可热。同时智能家居以及远程医疗的理念已经深入人心。

然而，相关的网络应用只是系统上的简单地进程，两者之间进行数据交换时必然引起数据的复制，从而就引起了内存资源的浪费。而对于内存有限的嵌入式设备来说，内存资源是相当宝贵的，此外，嵌入式平台运算处理能力不如台式机，因此不宜给程序太重的数据处理工作。界面显示虽然是人机交互操作系统的优势，但由于其处理能力的限制，也要对界面的显示和刷新速率做好优化。

基于此种实际情况，本发明在开发时采用如下关键技术手段：

所述嵌入式设备包括预定大小的内存空间和交互式人机界面；

所述预定大小的内存空间包括第一地址段空间和第二地址段空间；

所述第一地址段空间用于存储交互锻炼指示数据，所述交互锻炼指示数据用于指示脑卒中患者的锻炼动作；

所述第二地址段空间用于存储交互锻炼期望数据，所述交互锻炼期望数据用于显示基于所述交互锻炼指示数据所预期的期望指标值；

所述嵌入式设备接收所述移动终端的辅助指令，基于所述辅助指令调节所述第一地址段空间和第二地址段空间的大小。

作为更具体的优选，为保证系统的正常运行，所述第一地址段空间和第二地址段空间具有最低值，在任何时刻，所述第一地址段空间和第二地址段空间均具有最低值的空间大小。

在此基础上，可以基于交互式的锻炼过程采集的人机交互交互数据，来调节所述第一地址段空间和第二地址段空间的大小，从而在保证嵌入式设备正常运行和显示的同时，满足用户的实际需求。

在人机交互方面，所述嵌入式设备接收所述移动终端的辅助指令，基于所述辅助指令将所述交互锻炼期望数据对应的期望指标值通过期望场景的形式展现在所述交互式人机界面上。

所述交互式人机界面包括第一显示区域和第二显示区域；

所述第一显示区域用于显示所述交互锻炼指示数据对应的锻炼画面；

所述第二显示区域用于显示所述交互锻炼期望数据对应的期望场景。

在第一个方面，所述交互式人机界面还包括目光聚焦监测组件，所述目光聚焦监测组件用于监测所述脑卒中患者的目光聚焦于所述第一显示区域和/或所述第二显示区域的时长数据。

所述移动终端基于所述时长数据生成所述辅助指令。

在第二个方面，所述第一显示区域和第二显示区域均为触摸交互区域；

所述触摸交互区域感测所述脑卒中患者对第一显示区域和/或所述第二显示区域的触摸操作，并将所述触摸操作的频率数据发送至所述移动终端。

所述移动终端基于所述频率数据生成所述辅助指令。

不可否认的，上述第一个方面和第二方面可以单独执行，也可以组合执行。

在上述基础上，所述移动终端周期性的更新所述第一地址段空间存储的所述交互锻炼指示数据和/或所述所述第二地址段空间存储的所述交互锻炼期望数据。

本发明的技术方案能够在有限的内存空间下实现全流程的脑卒中交互式锻炼。

具体而言，本发明针对嵌入式设备内存有限的特点，将其预定大小的内存空间分为大小可调的第一地址段空间和第二地址段空间，分别用于存储交互锻炼指示数据和交互锻炼期望数据，并且基于用户在交互式锻炼过程中对于交互锻炼指示数据和交互锻炼期望数据的不同感兴趣程度生成反馈指令，从而调节所述第一地址段空间和第二地址段空间的大小，使得用户的实际交互和兴趣需求能够在有限的空间下最大程度的满足。

本发明的进一步优点将结合说明书附图在具体实施例部分进一步详细体现。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一个实施例的移动终端辅助的脑卒中交互式锻炼控制系统的整体架构图

图2是图1所述系统的交互式锻炼装置的内部构造示意图

图3是图1所述系统的人机交互界面显示示意图

图4是图1所述系统的工作原理流程示意图

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对发明做出进一步的描述。

参照图1，是本发明一个实施例的一种移动终端辅助的脑卒中交互式锻炼控制系统的整体架构图。

图1显示的脑卒中交互式锻炼控制系统包括与移动终端通过远程通信链路连接的交互式锻炼装置，移动终端通过远程通信链路发送辅助指令给所述交互式锻炼装置。

作为一个说明，所述移动终端可以是有远程护理人员掌控的医疗终端，所述交互锻炼控制系统可以是居家脑卒中康复患者进行自主康复锻炼的装置，在本发明中，护理人员既可以根据患者客观的锻炼数据发送康复指导数据，也可以满足患者本身在锻炼过程中的个性化交互请求，并且这种交互请求基于患者的交互式操作自动化生成，而不需要患者主动或者刻意的发送。事实上，大部分脑卒中患者可能恢复运动能力，但是仍未恢复语言表达能力。

在图1中，所述交互式锻炼装置为嵌入式设备，所述嵌入式设备包括预定大小的内存空间和交互式人机界面。

随着集成半导体技术的飞速发展，嵌入式设备已经应用于我们的日常生活电视机、变频空调已经进入了千家万户，智能家居的理念已深入人心，而且家用电子医疗器械也正进入人们的家庭生活中。面对家庭生活中不断增长的嵌入式设备，人们期待有一种廉价的通信环节方便于智能家居和远程治疗。

嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁减，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机。它一般由微处理器、相关支撑硬件、嵌入式操作系统及上层应用软件系统等组成，用以实现对其他设备的控制、监视和管理等功能。

嵌入式系统一般是指非个人计算机系统，包括软件硬件两个部分。硬件包括处理器/微处理器、存储器及外设器件和 I/O 端口、图形控制器等。这种系统不同于一般的计算机处理系统，比如它通常不使用像硬盘那样大容量的存储介质，而大多数使用 EPROM、EEPROM 或闪存作为存储介质。应用程序控制着系统的运行和行为，而操作系统控制着应用程序编写与硬件的交互作用。

嵌入式系统往往是针对某个方面的特定应用，其硬件是为特定的用户人群设计的，通常具备某种专用性特点。由于是针对特定的用户群体，因而系统的硬件和操作系统都应该设计为可裁减的，从而使系统在满足用户使用需求的前提下达到最精简的配置。大多数专用的电子信息系统都需要外设的及时响应，嵌入式系统软件一般都是固化在存储器芯片或者系统的存储器中，流行的嵌入式操作系统都具备良好的实时性，这样的结构使得系统能快速的响应外部事件，同时也大大提高了系统的可靠性。以上的几个特性使得嵌入式系统具备了低功耗的优点，它能方便的应用在移动设备上。

让家用嵌入式设备与网络互联的嵌入式服务器成为了智能家居和远程医疗最佳的解决方法，它可以让嵌入式设备以最低的代价获得最大的网络资源。要使用嵌入式服务器，嵌入式设备必须支持网络通信协议协议。网络可以通过为嵌入式设备提供远程通讯、在线升级、访问资源等功能。

但是，在实际应用上，对于最终目的来说，相关的网络应用只是系统上的简单地进程，两者之间进行数据交换时必然引起数据的复制，从而就引起了内存资源的浪费。对于内存有限的嵌入式设备来说，内存资源是相当宝贵的，我们要尽量的降低协议栈对系统内存资源的占用。

因此，为解决上述技术问题，在图1基础上，参见图2。

所述嵌入式设备包括预定大小的内存空间和交互式人机界面；

所述预定大小的内存空间包括第一地址段空间和第二地址段空间。

所述第一地址段空间用于存储交互锻炼指示数据，所述交互锻炼指示数据用于指示脑卒中患者的锻炼动作；

所述第二地址段空间用于存储交互锻炼期望数据，所述交互锻炼期望数据用于显示基于所述交互锻炼指示数据所预期的期望指标值；

所述嵌入式设备接收所述移动终端的辅助指令，基于所述辅助指令调节所述第一地址段空间和第二地址段空间的大小。

由于第一地址段空间和第二地址段空间的大小之和始终不会超过所述嵌入式设备的所述内存空间的预定大小，因此，在用户设备侧的所述嵌入式设备始终可以正常显示和运行，不会给用户带来困扰；

同时，所述交互式锻炼装置包括多个运动传感器；所述移动终端通过远程通信链路连接所述交互式锻炼装置，并周期性的获取所述多个运动传感器采集的运动数据。

在正常情形下，或者说在初始设定下，基于所述多个运动传感器采集的运动数据，所述移动终端向所述嵌入式设备发送所述交互锻炼指示数据以及所述交互锻炼期望数据。

可见，在本实施例中，移动终端侧的护理人员也不需要关注每一个用户侧设备的属性。事实上，一个移动终端侧的护理人员可能同时针对多个脑卒中交互锻炼患者进行指导，因此，其不可能一一关注患者使用的锻炼设备的属性，而只能关注数据本身。显然，如果是数据本身引发的后续交互锻炼指示数据以及所述交互锻炼期望数据与用户侧使用的交互式嵌入式设备不匹配，则将导致用户无法正常显示交互锻炼指示数据以及所述交互锻炼期望数据，从而降低指导效果。

需要注意的是，在图2中，所述交互式人机界面包括第一显示区域和第二显示区域；

在所述第一显示区域和所述第二显示区域均配置目光聚焦监测组件，所述目光聚焦监测组件用于监测所述脑卒中患者的目光聚焦于所述第一显示区域和/或所述第二显示区域的时长数据。

所述目光聚焦监测组件与所述移动终端通信，并将所述监测的所述脑卒中患者的目标聚焦于所述第一显示区域和/或所述第二显示区域的时长数据发送至所述移动终端。

所述移动终端基于所述时长数据生成所述辅助指令。

作为一个示意性的说明，若所述脑卒中患者的目光聚焦于所述第一显示区域的第一时长大于所述脑卒中患者的目光聚焦于所述第二显示区域的第二时长，则所述辅助指令增大所述第一地址段空间；否则，减少所述所述第一地址段空间。

显然，在上述实施例中，增大第一地址段空间，意味着下一阶段中，能够显示更多的锻炼画面。

在图1-图2基础上，参见图3。

所述嵌入式设备接收所述移动终端的辅助指令，基于所述辅助指令将所述交互锻炼期望数据对应的期望指标值通过期望场景的形式展现在所述交互式人机界面上。

更具体的，所述第一显示区域用于显示所述交互锻炼指示数据对应的锻炼画面；

所述第二显示区域用于显示所述交互锻炼期望数据对应的期望场景。

作为示意性说明，所述期望场景是经过所述锻炼画面指导后，所述脑卒中患者能够正常活动的生活场景。

在另一个方面，虽然未示出，但是所述所述第一显示区域和第二显示区域均为触摸交互区域；

所述触摸交互区域感测所述脑卒中患者对第一显示区域和/或所述第二显示区域的触摸操作，并将所述触摸操作的频率数据发送至所述移动终端。

所述移动终端基于所述频率数据生成所述辅助指令。

作为一个示意性的说明，若所述触摸交互区域感测所述脑卒中患者对所述第二显示区域的触摸操作的第二频率大于脑卒中患者对所述第一显示区域的触摸操作的第一频率，则所述辅助指令增大所述第二地址段空间；否则，减少所述所述第二地址段空间。

显然，在上述实施例中，增大第二地址段空间，意味着下一阶段中，能够显示更多的期望场景。

需要注意的是，所述移动终端可以单独基于所述时长数据生成所述辅助指令，也可以单独基于所述频率数据生成所述辅助指令，还可以组合二者，即基于所述频率数据和所述时长数据生成所述辅助指令，在组合时，具体可以考虑每一个显示区域的所述时长数据和所述频率数据的权重，进行加权处理后生成操作评分，基于所述操作评分进行辅助指令生成。

基于所述辅助指令调节所述第一地址段空间和第二地址段空间之后，所述移动终端周期性的更新所述第一地址段空间存储的所述交互锻炼指示数据和/或所述所述第二地址段空间存储的所述交互锻炼期望数据。

本发明的上述技术方案的具体实施流程，在图4中部分的展现。

在图4中，在初始设定条件下，所述移动终端通过远程通信链路连接所述交互式锻炼装置，并周期性的获取所述多个运动传感器采集的运动数据；

基于所述运动数据，所述移动终端生成初始的交互锻炼指示数据和初始的交互锻炼期望数据发送至所述交互式锻炼装置；

所述预定大小的内存空间包括第一地址段空间和第二地址段空间，在初始设定条件下，第一地址段空间和第二地址段空间大小相等。

在所述第一地址段空间存储初始的交互锻炼指示数据，在所述第一显示区域显示所述初始交互锻炼指示数据对应的锻炼画面；

在所述第二地址段空间存储初始的交互锻炼期望数据，在所述第一显示区域显示所述初始交互锻炼期望数据对应的期望场景；

获取所述对第一显示区域和/或所述第二显示区域的触摸操作，并将所述触摸操作的频率数据发送至所述移动终端；

和/或；

监测所述脑卒中患者的目光聚焦于所述第一显示区域和/或所述第二显示区域的时长数据，将所述时长数据发送至所述移动终端；

所述移动终端基于所述时长数据，和/或，所述频率数据，生成所述辅助指令；

所述嵌入式设备接收所述移动终端的辅助指令，基于所述辅助指令调节所述第一地址段空间和第二地址段空间的大小；

所述移动终端周期性的更新所述第一地址段空间存储的所述交互锻炼指示数据和/或所述所述第二地址段空间存储的所述交互锻炼期望数据。

进一步的，如果当前用户认为当前锻炼目标已经完成，应当进入下一个锻炼目标，则通过所述嵌入式设备生成初始化指令，针对下一个锻炼目标，重复上述过程。

可见，本发明针对嵌入式设备内存有限的特点，将其预定大小的内存空间分为大小可调的第一地址段空间和第二地址段空间，分别用于存储交互锻炼指示数据和交互锻炼期望数据，并且基于用户在交互式锻炼过程中对于交互锻炼指示数据和交互锻炼期望数据的不同感兴趣程度生成反馈指令，从而调节所述第一地址段空间和第二地址段空间的大小，使得用户的实际交互和兴趣需求能够在有限的空间下最大程度的满足。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种移动终端辅助的脑卒中交互式锻炼控制系统，所述系统包括与所述移动终端通过远程通信链路连接的交互式锻炼装置，其特征在于：

所述交互式锻炼装置为嵌入式设备，所述嵌入式设备包括预定大小的内存空间和交互式人机界面；

所述预定大小的内存空间包括第一地址段空间和第二地址段空间；

所述第一地址段空间用于存储交互锻炼指示数据，所述交互锻炼指示数据用于指示脑卒中患者的锻炼动作；

所述第二地址段空间用于存储交互锻炼期望数据，所述交互锻炼期望数据用于显示基于所述交互锻炼指示数据所预期的期望指标值；

所述嵌入式设备接收所述移动终端的辅助指令，基于所述辅助指令调节所述第一地址段空间和第二地址段空间的大小。

2.如权利要求1所述的一种移动终端辅助的脑卒中交互式锻炼控制系统，其特征在于：

所述嵌入式设备接收所述移动终端的辅助指令，基于所述辅助指令将所述交互锻炼期望数据对应的期望指标值通过期望场景的形式展现在所述交互式人机界面上。

3.如权利要求1所述的一种移动终端辅助的脑卒中交互式锻炼控制系统，其特征在于：

所述交互式锻炼装置包括多个运动传感器；

所述移动终端通过远程通信链路连接所述交互式锻炼装置，并周期性的获取所述多个运动传感器采集的运动数据。

4.如权利要求1所述的一种移动终端辅助的脑卒中交互式锻炼控制系统，其特征在于：

所述交互式人机界面包括第一显示区域和第二显示区域；

所述第一显示区域用于显示所述交互锻炼指示数据对应的锻炼画面；

所述第二显示区域用于显示所述交互锻炼期望数据对应的期望场景。

5.如权利要求4所述的一种移动终端辅助的脑卒中交互式锻炼控制系统，其特征在于：

所述交互式人机界面还包括目光聚焦监测组件，所述目光聚焦监测组件用于监测所述脑卒中患者的目光聚焦于所述第一显示区域和/或所述第二显示区域的时长数据。

6.如权利要求4所述的一种移动终端辅助的脑卒中交互式锻炼控制系统，其特征在于：

所述目光聚焦监测组件与所述移动终端通信，并将所述监测的所述脑卒中患者的目标聚焦于所述第一显示区域和/或所述第二显示区域的时长数据发送至所述移动终端。

7.如权利要求4所述的一种移动终端辅助的脑卒中交互式锻炼控制系统，其特征在于：

所述第一显示区域和第二显示区域均为触摸交互区域；

所述触摸交互区域感测所述脑卒中患者对第一显示区域和/或所述第二显示区域的触摸操作，并将所述触摸操作的频率数据发送至所述移动终端。

8.如权利要求6所述的一种移动终端辅助的脑卒中交互式锻炼控制系统，其特征在于：

所述移动终端基于所述时长数据生成所述辅助指令。

9.如权利要求7所述的一种移动终端辅助的脑卒中交互式锻炼控制系统，其特征在于：

所述移动终端基于所述频率数据生成所述辅助指令。

10.如权利要求1-9任一所述的一种移动终端辅助的脑卒中交互式锻炼控制系统，其特征在于：

所述移动终端周期性的更新所述第一地址段空间存储的所述交互锻炼指示数据和/或所述所述第二地址段空间存储的所述交互锻炼期望数据。

Images