CN113782148A - 上肢负重联合肢体智能反馈训练系统 - Google Patents

上肢负重联合肢体智能反馈训练系统 Download PDF

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方兴强
史娜
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Abstract

本发明公开了上肢负重联合肢体智能反馈训练系统，属于智慧医疗领域，涉及智能反馈技术，用于使病患进行积极有效地康复治疗，不断提高自己的生活质量，设置有信息采集模块，信息采集模块在训练中对病患的身体指标信息进行反馈，采用训练与反馈同步的方式，能在治疗期间实时确定病患的身体指标信息，防止信息传输不及时导致治疗出错；根据病患的身体指标信息进行训练等级的实时调整，保证病患在训练时的训练等级是最满足病患的需求的，加快病患的康复周期；设置有游戏单元，游戏单元包含多种游戏可选，可对肩关节、肘关节、握力和手臂肌张力等进行针对性的训练，使得训练变得趣味，提高患者参与训练主动性、积极性。

Description

上肢负重联合肢体智能反馈训练系统
技术领域
本发明属于智慧医疗领域，涉及智能反馈技术，具体是上肢负重联合肢体智能反馈训练系统。
背景技术
目前，脑血管病的发病率正在逐渐的上升，且有发病年龄提前的趋势，随着老龄化社会的快速发展，中风造成的死亡率也在增长。脑血管病严重的影响了人们的生活自理能力和生活质量，随着人民生活水平的不断改善，人们对于康复的需求越来越大，需要进行积极有效地康复治疗，来不断提高自己的生活质量。
为此，提出上肢负重联合肢体智能反馈训练系统。
发明内容
为了解决上述方案存在的问题，本发明提供了上肢负重联合肢体智能反馈训练系统。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
上肢负重联合肢体智能反馈训练系统，包括信息采集模块，所述信息采集模块用于在进行上肢负重联合肢体智能反馈训练前采集病患信息，病患信息包括病患的基本信息以及病患的身体指标信息；所述信息采集模块连接有功能评估模块；
所述功能评估模块用于对病患的关节部位进行功能评估，判断病患的活动等级，并将判断的病患的活动等级发送至智能反馈训练模块；
智能反馈训练模块用于接收病患的活动等级并根据病患的活动等级和训练过程中的反馈进行康复训练，包括以下步骤：
当病患置于智能反馈训练模块内时，启动相应的训练等级，同时，智能反馈训练模块发送采集信号至信息采集模块；信息采集模块获取病患的心跳频率Ti以及脉搏频率Mi，其中的i表示采集时间；
当心跳频率低于心跳频率阈值以及脉搏频率低于脉搏频率阈值时，智能反馈训练模块内部调节训练等级，将训练等级调高一级；并将调节后的训练等级发送至数据存储模块；
当心跳频率低于心跳频率阈值或脉搏频率低于脉搏频率阈值满足其一时，智能反馈训练模块不进行训练等级调节，直至当前训练周期结束；
当心跳频率超过心跳频率阈值以及脉搏频率超过脉搏频率阈值时，智能反馈训练模块内部调节训练等级，将训练等级调低一级；并将调节后的训练等级发送至数据存储模块。
进一步地，所述病患的身体指标信息包括病患的患肢活动范围，所述病患的患肢活动范围的获取方式为通过患者自适应模块进行获取，所述患者自适应模块为计算机虚拟环境，将病患置于计算机虚拟环境中，通过计算机虚拟环境获取病患的实际活动范围并转化为计算机虚拟环境画面，进而获取病患的患肢活动范围。
进一步地，所述病患的患肢活动范围采集的范围包括水平、垂直和前后三个方向。
进一步地，所述心跳频率以及脉搏频率均采用实时采集的方式，且采集的时间段为病患进行上肢负重联合肢体智能反馈训练的时间段。
进一步地，所述功能评估模块对病患的关节部位进行功能评估的过程包括以下步骤：
功能评估模块发送提取信号至信息采集模块，信息采集模块将采集的病患的患肢活动范围发送至功能评估模块；
功能评估模块获取存储在等级存储模块中的活动等级以及对应的患肢活动范围；所述活动等级包括一级活动等级、二级活动等级以及正常活动等级，每一级的活动等级均对应设置有相应的患肢活动范围；
所述功能评估模块将信息采集模块发送的病患的患肢活动范围与等级存储模块中存储的活动等级以及对应的患肢活动范围进行对比，进而判断病患的活动等级，并将判断的病患的活动等级发送至智能反馈训练模块。
进一步地，所述等级存储模块存储有活动等级以及对应的患肢活动范围，当任意两个方向的活动范围在活动等级对应的患肢活动范围内时，则表示病患的活动等级为该活动等级。
进一步地，信息采集模块发送的病患的患肢活动范围为多次采集取平均值的患肢活动范围。
进一步地，智能反馈训练模块包括游戏单元，所述游戏单元包含多种游戏。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明设置有信息采集模块，信息采集模块在进行上肢负重联合肢体智能反馈训练前采集病患信息，并在训练中对病患的身体指标信息进行反馈，采用训练与反馈同步的方式，能在治疗期间实时确定病患的身体指标信息，防止信息传输不及时导致治疗出错。
2、本发明的智能反馈训练模块在康复训练过程中，根据病患的身体指标信息进行训练等级的实时调整，保证病患在训练时的训练等级是最满足病患的需求的，加快病患的康复周期。
3、智能反馈训练模块包括游戏单元，游戏单元包含多种游戏可选，游戏包括摘苹果、煎鸡蛋、空中射击、三维击球等，可对肩关节、肘关节、握力和手臂肌张力等进行针对性的训练，使得训练变得趣味，提高患者参与训练主动性、积极性。
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，下面将对实施例或现有技术描述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为本发明上肢负重联合肢体智能反馈训练系统的原理图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明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它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，上肢负重联合肢体智能反馈训练系统，包括用于在进行上肢负重联合肢体智能反馈训练前采集病患信息的信息采集模块，信息采集模块采集的病患信息包括病患的基本信息以及病患的身体指标信息；
其中，病患的基本信息包括但不限于病患的患病时间、病患的姓名以及病患的年龄；
病患的身体指标信息包括病患的患肢活动范围，病患的患肢活动范围的获取方式为通过患者自适应模块进行获取，患者自适应模块为计算机虚拟环境，将病患置于计算机虚拟环境中，通过计算机虚拟环境获取病患的实际活动范围并转化为相应的计算机虚拟环境画面，进而获取病患的患肢活动范围，病患的患肢活动范围采集的范围包括水平、垂直和前后三个方向；
病患的身体指标信息还包括病患的心跳频率以及脉搏频率，心跳频率以及脉搏频率均采用实时采集的方式，且采集的时间段为病患进行上肢负重联合肢体智能反馈训练的时间段；
信息采集模块连接有功能评估模块，功能评估模块用于对病患的关节部位进行功能评估，关节部位包含但不限于肩关节、肘关节、腕关节，具体的，功能评估模块对病患的关节部位进行功能评估的过程包括以下步骤：
步骤一：功能评估模块发送提取信号至信息采集模块，信息采集模块接收到提取信号后将周期内首次采集的病患的患肢活动范围发送至功能评估模块；
步骤二：功能评估模块获取存储在等级存储模块中的活动等级以及对应的患肢活动范围；活动等级包括一级活动等级、二级活动等级以及正常活动等级，每一级的活动等级均对应设置有相应的患肢活动范围；
步骤三：功能评估模块将信息采集模块发送的病患的患肢活动范围与等级存储模块中存储的活动等级以及对应的患肢活动范围进行对比，进而判断病患的活动等级，并将判断的病患的活动等级发送至智能反馈训练模块。
需要进行说明的是，等级存储模块存储有活动等级以及对应的患肢活动范围，但是因为病患的患肢活动范围采集的范围包括水平、垂直和前后三个方向；活动等级对应的患肢活动范围亦为三个方向，故当任意两个方向的活动范围在活动等级对应的患肢活动范围内时，则表示病患的活动等级为该活动等级；
且周期内首次采集的病患的患肢活动范围并不是表示一次采集就结束，首次采集采取多次采集取平均值的方式，并将多次采集取平均值的患肢活动范围作为周期内首次采集的病患的患肢活动范围。
智能反馈训练模块用于接收病患的活动等级并根据病患的活动等级和训练过程中的反馈进行康复训练，具体的，智能反馈训练模块的工作过程包括以下步骤：
步骤S1：智能反馈训练模块接收到病患的活动等级，并调节智能反馈训练模块的训练等级为与活动等级对应的训练等级；
步骤S2：当病患置于智能反馈训练模块内时，启动相应的训练等级，同时，智能反馈训练模块发送采集信号至信息采集模块，信息采集模块采集病患的身体指标信息；
步骤S3：信息采集模块将获取的病患的身体指标信息发送至智能反馈训练模块；智能反馈训练模块分别将病患的心跳频率以及脉搏频率标记为Ti、Mi；其中的i表示采集时间；
步骤S4：智能反馈训练模块设定心跳频率阈值以及脉搏频率阈值；
当心跳频率低于心跳频率阈值以及脉搏频率低于脉搏频率阈值时，表示当前训练等级低于病患的需求等级；智能反馈训练模块内部调节训练等级，将训练等级调高一级；并将调节后的训练等级发送至数据存储模块；
当心跳频率低于心跳频率阈值或脉搏频率低于脉搏频率阈值满足其一时，表示当前训练等级满足病患的需求等级，智能反馈训练模块不进行训练等级调节，直至当前训练周期结束；
当心跳频率超过心跳频率阈值以及脉搏频率超过脉搏频率阈值时，表示当前训练等级高于病患的需求等级；智能反馈训练模块内部调节训练等级，将训练等级调低一级；并将调节后的训练等级发送至数据存储模块。
需要进行说明的是，启动相应的训练等级前包括训练等级确认过程，具体的，训练等级确认过程包括：
智能反馈训练模块发送提取信号至数据存储模块，数据存储模块获取在智能反馈训练模块内的病患的基本信息，并根据病患的基本信息从数据存储模块中提取相应的训练等级并反馈至智能反馈训练模块。
其中，智能反馈训练模块为上肢康复理疗仓与对应的控制系统，该智能反馈训练模块是一款针对上肢训练的康复设备，运用计算机技术实时模拟人体上肢运动规律，拥有一个可调节的上臂支持系统，增加智能反馈和三维运动空间，可使功能治疗训练在一个虚拟的环境中进行。
需要进行说明的是，智能反馈训练模块包括游戏单元，游戏单元包含多种游戏可选，游戏包括摘苹果、煎鸡蛋、空中射击、三维击球等，可对肩关节、肘关节、握力和手臂肌张力等进行针对性的训练。
本发明的工作原理：信息采集模块在进行上肢负重联合肢体智能反馈训练前采集病患信息，病患信息包括病患的基本信息以及病患的身体指标信息；信息采集模块连接功能评估模块；功能评估模块对病患的关节部位进行功能评估，判断病患的活动等级，并将判断的病患的活动等级发送至智能反馈训练模块；智能反馈训练模块接收病患的活动等级并根据病患的活动等级和训练过程中的反馈进行康复训练；
当病患置于智能反馈训练模块内时，启动相应的训练等级，同时，智能反馈训练模块发送采集信号至信息采集模块；信息采集模块获取病患的心跳频率Ti以及脉搏频率Mi，其中的i表示采集时间；
当心跳频率低于心跳频率阈值以及脉搏频率低于脉搏频率阈值时，智能反馈训练模块内部调节训练等级，将训练等级调高一级；并将调节后的训练等级发送至数据存储模块；
当心跳频率低于心跳频率阈值或脉搏频率低于脉搏频率阈值满足其一时，智能反馈训练模块不进行训练等级调节，直至当前训练周期结束；
当心跳频率超过心跳频率阈值以及脉搏频率超过脉搏频率阈值时，智能反馈训练模块内部调节训练等级，将训练等级调低一级；并将调节后的训练等级发送至数据存储模块。
在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的设备，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式；所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方法的目的。
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。

Claims (8)

1.上肢负重联合肢体智能反馈训练系统，包括信息采集模块，所述信息采集模块用于在进行上肢负重联合肢体智能反馈训练前采集病患信息，病患信息包括病患的基本信息以及病患的身体指标信息；其特征在于，所述信息采集模块连接有功能评估模块；
所述功能评估模块用于对病患的关节部位进行功能评估，判断病患的活动等级，并将判断的病患的活动等级发送至智能反馈训练模块；
智能反馈训练模块用于接收病患的活动等级并根据病患的活动等级和训练过程中的反馈进行康复训练，包括以下步骤：
当病患置于智能反馈训练模块内时，启动相应的训练等级，同时，智能反馈训练模块发送采集信号至信息采集模块；信息采集模块获取病患的心跳频率Ti以及脉搏频率Mi，其中的i表示采集时间；
当心跳频率低于心跳频率阈值以及脉搏频率低于脉搏频率阈值时，智能反馈训练模块内部调节训练等级，将训练等级调高一级；并将调节后的训练等级发送至数据存储模块；
当心跳频率低于心跳频率阈值或脉搏频率低于脉搏频率阈值满足其一时，智能反馈训练模块不进行训练等级调节，直至当前训练周期结束；
当心跳频率超过心跳频率阈值以及脉搏频率超过脉搏频率阈值时，智能反馈训练模块内部调节训练等级，将训练等级调低一级；并将调节后的训练等级发送至数据存储模块。
2.根据权利要求1所述的上肢负重联合肢体智能反馈训练系统，其特征在于，所述病患的身体指标信息包括病患的患肢活动范围，所述病患的患肢活动范围的获取方式为通过患者自适应模块进行获取，所述患者自适应模块为计算机虚拟环境，将病患置于计算机虚拟环境中，通过计算机虚拟环境获取病患的实际活动范围并转化为计算机虚拟环境画面，进而获取病患的患肢活动范围。
3.根据权利要求2所述的上肢负重联合肢体智能反馈训练系统，其特征在于，所述病患的患肢活动范围采集的范围包括水平、垂直和前后三个方向。
4.根据权利要求1所述的上肢负重联合肢体智能反馈训练系统，其特征在于，所述心跳频率以及脉搏频率均采用实时采集的方式，且采集的时间段为病患进行上肢负重联合肢体智能反馈训练的时间段。
5.根据权利要求1所述的上肢负重联合肢体智能反馈训练系统，其特征在于，所述功能评估模块对病患的关节部位进行功能评估的过程包括以下步骤：
功能评估模块发送提取信号至信息采集模块，信息采集模块将采集的病患的患肢活动范围发送至功能评估模块；
功能评估模块获取存储在等级存储模块中的活动等级以及对应的患肢活动范围；所述活动等级包括一级活动等级、二级活动等级以及正常活动等级，每一级的活动等级均对应设置有相应的患肢活动范围；
所述功能评估模块将信息采集模块发送的病患的患肢活动范围与等级存储模块中存储的活动等级以及对应的患肢活动范围进行对比，进而判断病患的活动等级，并将判断的病患的活动等级发送至智能反馈训练模块。
6.根据权利要求5所述的上肢负重联合肢体智能反馈训练系统，其特征在于，所述等级存储模块存储有活动等级以及对应的患肢活动范围，当任意两个方向的活动范围在活动等级对应的患肢活动范围内时，则表示病患的活动等级为该活动等级。
7.根据权利要求5所述的上肢负重联合肢体智能反馈训练系统，其特征在于，信息采集模块发送的病患的患肢活动范围为多次采集取平均值的患肢活动范围。
8.根据权利要求1所述的上肢负重联合肢体智能反馈训练系统，其特征在于，智能反馈训练模块包括游戏单元，所述游戏单元包含多种游戏。
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