CN113694482A - 一种用于个体化治疗肌少症的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于医学治疗技术领域，公开了一种用于个体化治疗肌少症的方法，包括根据肌少症患者的疾病严重程度，通过运动训练系统对老年人的肌块、肌力、平衡和耐力进行训练；通过老年人基本信息采集模块对老年人基本生命体征和训练周期中相关生命体征数据进行采集，中央控制模块对数据进行分析；中央控制模块将采集的数据和数据分析的结果通过通信模块传递到云服务模块中，利用大数据处理技术对数据进行整合分析，为老年人运动训练做出相应的方案；云服务模块通过通信模块将运动训练方案传递到中央控制模块，中央控制模块控制运动训练设备模块对老年人的运动训练动作进行校正；本发明相较于传统方法更加可靠、有效，并且提高数据处理的准确度和效率。

Description

一种用于个体化治疗肌少症的方法
技术领域
本发明属于医学治疗技术领域，尤其涉及一种用于个体化治疗肌少症的方法。
背景技术
目前，世界已进入老龄化社会，老年综合征也日益突出，肌少症就是其中典型代表。肌少症定义由Irwin Rosenberg于1989年首先提出，泛指增龄所致的肌肉减少及肌力下降。
随着认识的进一步加深，2010年欧洲老年肌少症工作组及2011年国际肌少症工作组将肌少症重定义为：进行性的、广泛性的骨骼肌肉质量减少，肌力下降。肌少症作为老年综合征之一，从多个方面危害患者老年生活，造成患者衰弱、跌倒、病死率增高。
最新一项研究发现，肌少症患者较非肌少症患者更加衰弱、失能、痴呆，同时肌少症患者的跌倒率明显升高，日常生活能力也更差，更加需要家政帮助及经济支援。肌少症发病机制仍不甚明确，国际主流观点认为，肌少症主要是肌纤维变细以及肌纤维数目减少，原因包括如运动量下降，营养摄入减少，氧化应激，激素变化等。传统的应对肌少症，一方面通过非药物治疗，另一方面也可以通过药物治疗，同时很多药物例如选择性雄激素受体调节剂、支链氨基酸、维生素D等在治疗。但是现有技术中非药物治疗方式不能根据老年人的训练过程进行针对性调整，降低了治疗的效果。因此，亟需一种新的用于个体化治疗肌少症的方法。
通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有技术中非药物治疗方式不能根据老年人的训练过程进行实时监控和训练方式及强度的调整，降低了治疗的效果。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种用于个体化治疗肌少症的方法。
本发明是这样实现的，一种用于个体化治疗肌少症的方法，所述用于个体化治疗肌少症的方法包括以下步骤：
步骤一，根据肌少症患者的疾病严重程度，通过运动训练系统对老年人的肌块、肌力、平衡和耐力进行训练；
步骤二，在运动训练过程中，通过老年人基本信息采集模块对老年人基本生命体征和训练周期中相关生命体征数据进行采集，老年人基本信息采集模块将数据传递到中央控制模块，中央控制模块对数据进行分析；
步骤三，中央控制模块将采集的数据和数据分析的结果通过通信模块传递到云服务模块中，利用大数据处理技术对数据进行整合分析，为老年人运动训练作出相应的方案；
步骤四，云服务模块通过通信模块将运动训练方案传递到中央控制模块，中央控制模块控制运动训练设备模块对老年人的运动训练动作进行校正，同时提供相应的训练强度；
所述老年人基本信息采集模块包括包括呼吸、心率/脉搏、体温和肌肉MRI影像采集单元；图像采集部位：腰3横突平面腰肌横截面积；还包括人体成分分析BIA测量，原因是BIA测量无创、无辐射、方便、经济实惠；
肌肉MRI影像模块设置有图像预处理模块和基于图像肌肉状态分析识别模块；
图像预处理模块中设置有老年人肌肉图像导入模块、老年人肌肉图像去噪增强模块、老年人肌肉图像色彩转换模块、老年人肌肉图像边缘检测和分割模块、老年人肌肉图像直方图匹配/轮廓匹配模块；
所述老年人肌肉图像边缘检测和分割模块对老年人肌肉图像进行分割，具体过程为：
确定像素点的相似度，根据相似度将相似性质的像素点连成合并；
在图像中的每个图像中，确定一个区域和种子点；
将种子点周围所设置领域的像素点，按照生长规则进行生长合并，直到没有能满足生长点的像素为止。
进一步，所述运动训练系统包括：运动训练设备模块、老年人基本信息采集模块、中央控制模块、通信模块、云服务模块、有氧运动模块，有氧运动和阻抗运动相结合模块；运动训练方法包括有氧运动，阻抗运动，有氧运动和阻抗运动相结合；
老年人基本信息采集模块与中央控制模块连接，中央控制模块与运动训练设备模块连接，中央控制模块通过通信模块与云服务模块连接。
进一步，所述运动训练设备模块包括阻力绳、阻力训练真皮腰带、阻力伞、阻力训练弹力绳；调高训练器、体能协调训练器、拉力绳、健身棒、阻力训练把手、跑步机、椭圆仪、固定自行车、踏步机、划船机。
进一步，所述中央控制模块包括：数据处理单元、数据分析建模单元、数据储存单元、数据分类单元、语音控制单元、设备安全检测单元以及人机交互单元；
数据处理单元对采集到的数据进行数据预处理和深度处理，数据分析建模单元对数据进行分析，并建立相应的肌肉训练模型；
数据储存单元对系统中的数据进行处理，数据分类单元对数据进行分类；语音控制单元和人机交互单元对运动训练设备单元中的运动训练设备进行控制。
进一步，所述通过数据分类模块对数据进行分类，包括：
根据老年人运动训练数据和器材运行状态数据，确定分类的组和类，并初始化各自的中心点；
确定每个数据点到中心点的距离，按照距离原则将距离近的数据划为一类；
重新确定每一类中中心点作为新的中心点，重复以上步骤，直到每一类中心在每次迭代后变化不大为止。
进一步，所述脉搏采集单元设置有脉搏信号去噪模块、脉搏信号增强模块、脉搏信号调理模块和脉搏信号模数转换模块。
进一步，所述脉搏信号去噪模块对脉搏信号进行去噪的具体过程为：
根据获取的脉搏信号，对含有噪声的脉搏信号进行提取，并进行小波分解，得到相应的小波分解系数；
确定阈值处理函数，对分解得到的小波系数进行阈值化处理，得到原始信号的小波系数；
利用阈值化处理后的得到的小波系数进行重构，得到去噪后的信号。
进一步，所述脉搏信号模数转换模块对脉搏信号进行模数转换的具体过程为：
将采集的脉搏信号建立相应的集合，每隔一定时间的信号样值序列来代替原来在时间上连续的信号；
用有限个幅度值近似原来连续变化的幅度值，把模拟信号的连续幅度变为有限数量的有一定间隔的离散值；
按照一定的规律，把量化后的值用二进制数字表示，然后转换成二值或多值的数字信号流，实现脉搏信号进行模数转换。
进一步，所述老年人肌肉图像去噪增强模块对老年人肌肉图像去噪增强的具体过程为：
将含有噪声的老年人肌肉图像分割成尺寸较小的小像素片，选定参考片后，寻找与参考片相似的小片组成对应的图像块；
对图像块进行变换，并进行阈值收缩；阈值收缩完成后，将图像块进行逆变换，通过加权平均后还原到图像中。
进一步，所述老年人肌肉图像直方图匹配/轮廓匹配模块对老年人肌肉图像进行对比分析的具体过程为：
在云服务模块中获取预存的老年人肌肉图像，建立输入参考图像数据集，并提取参考图像有用的图像信息；
将获取的老年人肌肉图像建立图像检测数据集，提取有用的图像信息；
将参考图像信息与检测数据集中的有用图像信息进行特征匹配，并对检测数据集中的有用图像信息进行描述。
结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：本发明突破了传统的方法，更加可靠、有效。不管是治疗肌少症还是预防肌少症，都有重大的意义。本发明中根据老年人信息数据，对运动训练设备进行控制，不断调整训练方式和强度，提高训练的效果；同时本发明中的运动训练设备通过通信模块与云服务器连接，提高数据处理的准确度和效率。
附图说明
图1是本发明实施例提供的用于个体化治疗肌少症的方法流程图。
图2是本发明实施例提供的老年人肌肉图像边缘检测和分割模块对老年人肌肉图像进行分割方法流程图。
图3是本发明实施例提供的中央控制模块运行方法流程图。
图4是本发明实施例提供的数据分类模块对数据进行分类方法流程图。
图5是本发明实施例提供的脉搏信号去噪模块对脉搏信号进行去噪方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种用于个体化治疗肌少症的方法，下面结合附图对本发明作详细的描述。
本发明提供的用于个体化治疗肌少症的方法业内的普通技术人员还可以采用其他的步骤实施，图1的本发明提供的用于个体化治疗肌少症的方法仅仅是一个具体实施例而已。
如图1所示，本发明实施例提供的用于个体化治疗肌少症的方法，包括以下步骤：
S101：根据肌少症患者的疾病严重程度，通过运动训练系统对老年人的肌块、肌力、平衡和耐力进行训练；
S102：在运动训练过程中，通过老年人基本信息采集模块对老年人基本生命体征和训练周期中相关生命体征数据进行采集，老年人基本信息采集模块将数据传递到中央控制模块，中央控制模块对数据进行分析；
S103：中央控制模块将采集的数据和数据分析的结果通过通信模块传递到云服务模块中，利用大数据处理技术对数据进行整合分析，为老年人运动训练作出相应的方案；
S104：云服务模块通过通信模块将运动训练方案传递到中央控制模块，中央控制模块控制运动训练设备模块对老年人的运动训练动作进行校正，同时提供相应的训练强度。
本发明实施例提供的S102中，老年人基本信息采集模块包括呼吸、心率/脉搏、体温和肌肉MRI影像采集单元；图像采集部位：腰3横突平面腰肌横截面积；还包括人体成分分析BIA测量，原因是BIA测量无创、无辐射、方便、经济实惠；
肌肉MRI影像模块设置有图像预处理模块和基于图像肌肉状态分析识别模块；
图像预处理模块中设置有老年人肌肉图像导入模块、老年人肌肉图像去噪增强模块、老年人肌肉图像色彩转换模块、老年人肌肉图像边缘检测和分割模块、老年人肌肉图像直方图匹配/轮廓匹配模块。
如图2所示，本发明实施例提供的老年人肌肉图像边缘检测和分割模块对老年人肌肉图像进行分割，具体过程为：
S201：确定像素点的相似度，根据相似度将相似性质的像素点连成合并；
S202：在图像中的每个图像中，确定一个区域和种子点；
S203：将种子点周围所设置领域的像素点，按照生长规则进行生长合并，直到没有能满足生长点的像素为止。
本发明实施例提供的运动训练系统包括：运动训练系统包括：运动训练设备模块、老年人基本信息采集模块、中央控制模块、通信模块、云服务模块、有氧运动模块，有氧运动和阻抗运动相结合模块；运动训练方法包括有氧运动，阻抗运动，有氧运动和阻抗运动相结合；
老年人基本信息采集模块与中央控制模块连接，中央控制模块与运动训练设备模块连接，中央控制模块通过通信模块与云服务模块连接。
本发明实施例提供的所述运动训练设备模块包括阻力绳、阻力训练真皮腰带、阻力伞、阻力训练弹力绳；调高训练器、体能协调训练器、拉力绳、健身棒、阻力训练把手、跑步机、椭圆仪、固定自行车、踏步机、划船机。
本发明实施例提供的中央控制模块包括：数据处理单元、数据分析建模单元、数据储存单元、数据分类单元、语音控制单元、设备安全检测单元以及人机交互单元。
如图3所示，本发明实施例提供的中央控制模块运行的具体过程为：
S301：数据处理单元对采集到的数据进行数据预处理和深度处理，数据分析建模单元对数据进行分析，并建立相应的肌肉训练模型；
S302：数据储存单元对系统中的数据进行处理，数据分类单元对数据进行分类；
S303：语音控制单元和人机交互单元对运动训练设备单元中的运动训练设备进行控制。
如图4所示，本发明实施例提供的数据分类模块对数据进行分类，包括：
S401：根据老年人运动训练数据和器材运行状态数据，确定分类的组和类，并初始化各自的中心点；
S402：确定每个数据点到中心点的距离，按照距离原则将距离近的数据划为一类；
S403：重新确定每一类中中心点作为新的中心点，重复以上步骤，直到每一类中心在每次迭代后变化不大为止。
本发明实施例提供的脉搏采集单元设置有脉搏信号去噪模块、脉搏信号增强模块、脉搏信号调理模块和脉搏信号模数转换模块。
如图5所示，本发明实施例提供的脉搏信号去噪模块对脉搏信号进行去噪的具体过程为：
S501：根据获取的脉搏信号，对含有噪声的脉搏信号进行提取，并进行小波分解，得到相应的小波分解系数；
S502：确定阈值处理函数，对分解得到的小波系数进行阈值化处理，得到原始信号的小波系数；
S503：利用阈值化处理后的得到的小波系数进行重构，得到去噪后的信号。
本发明实施例提供的脉搏信号模数转换模块对脉搏信号进行模数转换的具体过程为：
将采集的脉搏信号建立相应的集合，每隔一定时间的信号样值序列来代替原来在时间上连续的信号；
用有限个幅度值近似原来连续变化的幅度值，把模拟信号的连续幅度变为有限数量的有一定间隔的离散值；
按照一定的规律，把量化后的值用二进制数字表示，然后转换成二值或多值的数字信号流，实现脉搏信号进行模数转换。
本发明实施例提供的老年人肌肉图像去噪增强模块对老年人肌肉图像去噪增强的具体过程为：
将含有噪声的老年人肌肉图像分割成尺寸较小的小像素片，选定参考片后，寻找与参考片相似的小片组成对应的图像块；
对图像块进行变换，并进行阈值收缩；阈值收缩完成后，将图像块进行逆变换，通过加权平均后还原到图像中。
本发明实施例提供的老年人肌肉图像直方图匹配/轮廓匹配模块对老年人肌肉图像进行对比分析的具体过程为：
在云服务模块中获取预存的老年人肌肉图像，建立输入参考图像数据集，并提取参考图像有用的图像信息；
将获取的老年人肌肉图像建立图像检测数据集，提取有用的图像信息；
将参考图像信息与检测数据集中的有用图像信息进行特征匹配，并对检测数据集中的有用图像信息进行描述。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用全部或部分地以计算机程序产品的形式实现，所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载或执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL)或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输)。所述计算机可读取存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘SolidState Disk(SSD))等。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于个体化治疗肌少症的方法，其特征在于，所述用于个体化治疗肌少症的方法包括以下步骤：
步骤一，根据肌少症患者的疾病严重程度，通过运动训练系统对老年人的肌块、肌力、平衡和耐力进行训练；
步骤二，在运动训练过程中，通过老年人基本信息采集模块对老年人基本生命体征和训练周期中相关生命体征数据进行采集，老年人基本信息采集模块将数据传递到中央控制模块，中央控制模块对数据进行分析；
步骤三，中央控制模块将采集的数据和数据分析的结果通过通信模块传递到云服务模块中，利用大数据处理技术对数据进行整合分析，为老年人运动训练作出相应的方案；
步骤四，云服务模块通过通信模块将运动训练方案传递到中央控制模块，中央控制模块控制运动训练设备模块对老年人的运动训练动作进行校正，同时提供相应的训练强度；
所述老年人基本信息采集模块包括呼吸、心率/脉搏、体温和肌肉MRI影像采集单元；图像采集部位：腰3横突平面腰肌横截面积；还包括人体成分分析BIA测量；
肌肉MRI影像模块设置有图像预处理模块和基于图像肌肉状态分析识别模块；
图像预处理模块中设置有老年人肌肉图像导入模块、老年人肌肉图像去噪增强模块、老年人肌肉图像色彩转换模块、老年人肌肉图像边缘检测和分割模块、老年人肌肉图像直方图匹配/轮廓匹配模块；
所述老年人肌肉图像边缘检测和分割模块对老年人肌肉图像进行分割，具体过程为：
确定像素点的相似度，根据相似度将相似性质的像素点连成合并；
在图像中的每个图像中，确定一个区域和种子点；
将种子点周围所设置领域的像素点，按照生长规则进行生长合并，直到没有能满足生长点的像素为止。
2.如权利要求1所述的用于个体化治疗肌少症的方法，其特征在于，所述运动训练系统包括：运动训练设备模块、老年人基本信息采集模块、中央控制模块、通信模块、云服务模块、有氧运动模块，有氧运动和阻抗运动相结合模块；运动训练方法包括有氧运动，阻抗运动，有氧运动和阻抗运动相结合；
老年人基本信息采集模块与中央控制模块连接，中央控制模块与运动训练设备模块连接，中央控制模块通过通信模块与云服务模块连接。
3.如权利要求2所述用于个体化治疗肌少症的方法，其特征在于，所述运动训练设备模块包括阻力绳、阻力训练真皮腰带、阻力伞、阻力训练弹力绳；调高训练器、体能协调训练器、拉力绳、健身棒、阻力训练把手、跑步机、椭圆仪、固定自行车、踏步机、划船机。
4.如权利要求1所述的用于个体化治疗肌少症的方法，其特征在于，所述中央控制模块包括：数据处理单元、数据分析建模单元、数据储存单元、数据分类单元、语音控制单元、设备安全检测单元以及人机交互单元；
数据处理单元对采集到的数据进行数据预处理和深度处理，数据分析建模单元对数据进行分析，并建立相应的肌肉训练模型；
数据储存单元对系统中的数据进行处理，数据分类单元对数据进行分类；语音控制单元和人机交互单元对运动训练设备单元中的运动训练设备进行控制。
5.如权利要求4所述的用于个体化治疗肌少症的方法，其特征在于，所述通过数据分类模块对数据进行分类，包括：
根据老年人运动训练数据和器材运行状态数据，确定分类的组和类，并初始化各自的中心点；
确定每个数据点到中心点的距离，按照距离原则将距离近的数据划为一类；
重新确定每一类中中心点作为新的中心点，重复以上步骤，直到每一类中心在每次迭代后变化不大为止。
6.如权利要求1所述的用于个体化治疗肌少症的方法，其特征在于，所述脉搏采集单元设置有脉搏信号去噪模块、脉搏信号增强模块、脉搏信号调理模块和脉搏信号模数转换模块。
7.如权利要求6所述的用于个体化治疗肌少症的方法，其特征在于，所述脉搏信号去噪模块对脉搏信号进行去噪的具体过程为：
根据获取的脉搏信号，对含有噪声的脉搏信号进行提取，并进行小波分解，得到相应的小波分解系数；
确定阈值处理函数，对分解得到的小波系数进行阈值化处理，得到原始信号的小波系数；
利用阈值化处理后的得到的小波系数进行重构，得到去噪后的信号。
8.如权利要求6所述的用于个体化治疗肌少症的方法，其特征在于，所述脉搏信号模数转换模块对脉搏信号进行模数转换的具体过程为：
将采集的脉搏信号建立相应的集合，每隔一定时间的信号样值序列来代替原来在时间上连续的信号；
用有限个幅度值近似原来连续变化的幅度值，把模拟信号的连续幅度变为有限数量的有一定间隔的离散值；
按照一定的规律，把量化后的值用二进制数字表示，然后转换成二值或多值的数字信号流，实现脉搏信号进行模数转换。
9.如权利要求1所述的用于个体化治疗肌少症的方法，其特征在于，所述老年人肌肉图像去噪增强模块对老年人肌肉图像去噪增强的具体过程为：
将含有噪声的老年人肌肉图像分割成尺寸较小的小像素片，选定参考片后，寻找与参考片相似的小片组成对应的图像块；
对图像块进行变换，并进行阈值收缩；阈值收缩完成后，将图像块进行逆变换，通过加权平均后还原到图像中。
10.如权利要求1所述的用于个体化治疗肌少症的方法，其特征在于，所述老年人肌肉图像直方图匹配/轮廓匹配模块对老年人肌肉图像进行对比分析的具体过程为：
在云服务模块中获取预存的老年人肌肉图像，建立输入参考图像数据集，并提取参考图像有用的图像信息；
将获取的老年人肌肉图像建立图像检测数据集，提取有用的图像信息；
将参考图像信息与检测数据集中的有用图像信息进行特征匹配，并对检测数据集中的有用图像信息进行描述。
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