CN114948384B - 一种基于多模态数据库的颈椎病智能诊疗系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于多模态数据库的颈椎病智能诊疗系统，包括用户端和云端；用户端包括用户终端和智能颈椎康复机器人；智能颈椎康复机器人根据预设或从云端下载的康复方案对用户颈部进行多自由度柔性施力的康复治疗并测量康复数据；用户终端用于与智能颈椎康复机器人及云端进数据交互；云端包括多模态数据库模块、智能诊疗模块、远程医疗模块。多模态数据库模块用于储存患者颈椎的多模态数据；智能诊疗模块内置神经网络模型；远程医疗模块能够使用户端和医生端进行连接。本发明基于多模态数据库、机器学习及康复机器人技术，可以实现智能诊断、远程医疗、柔性机器人实施医疗，可以满足医生和颈椎病患者的潜在需求。

Description

一种基于多模态数据库的颈椎病智能诊疗系统

技术领域

本发明属于医疗设备领域，涉及一种颈椎康复设备，尤其涉及一种基于多模态数据库的 颈椎病智能诊疗系统。

背景技术

颈椎是连接大脑和躯干的唯一桥梁，有脊髓、椎动脉等重要的神经与血管通过。近年来， 随着便携式电子产品的快速发展和工作方式的改变，颈椎病的发病率逐年升高，且逐步年轻 化。全球调查显示约54％的人群在过去6个月内曾有过颈部疼痛不适等症状。颈椎病可能伴 随着疼痛、运动、感觉、心理等多种功能障碍，常给患者带来沉重的躯体、心理、经济负担。 另外，在很多领域头颈部的冲击损伤问题也颇为常见，如车祸伤、飞行员弹射过载冲击、航 天员返回的颈部惯性力冲击、军事领域中的头部碰撞伤等。

目前颈椎病的评估主要包括体格检查、影像学检查、量表评估等，这些评估方法虽然各 有优势，但也存在一定的局限性，例如：体格检查严重依赖医生的经验与手感，缺乏一致性； 影像学检查一般只能反应静态结构的变化，缺乏实时的动态评估；评价量表虽然涉及疼痛、 功能活动等问题，但缺乏精准度。此外，数据采集成本高、碎片化，且随访困难。因此，便 捷化的跟踪数据采集方式，数字化、标准化和系统化的数据库，以及基于大数据机器学习的 诊断模型的缺失，制约了颈椎病的诊疗效果和临床经验的积累。

对于颈椎病的康复治疗通常包括了物理因子治疗、牵引治疗、手法治疗和运动疗法、针 灸治疗等，但是这些治疗也存在一些局限之处如：无法精确地使颈椎局部结构产生目标变形， 无法有效地调整颈椎生物力学、无法改善颈椎自我保护功能等，这造成了颈椎病治疗疗效差、 周期长、易反复。便携式颈椎可穿戴设备的跟踪干预和预防的缺失。另外，针对颈椎康复按 摩的优秀经验和手法，无法被标准化被传递下去。

近年来，大数据分析和机器学习技术被运用于越来越多的行业来解决传统技术难以解决 的问题；机器人技术也正飞速发展，日益成熟，在生产生活中的作用日益显著；同时，在党 和国家的号召下，医工融合越来越多，若能打造便捷化的跟踪数据采集方式，建立数字化、 标准化和系统化的数据库，建立基于大数据机器学习的诊断模型，设计便携式颈椎可穿戴康 复机器人，并集成为一个医疗系统，将能提高颈椎病的诊疗效果、更好地实现临床经验的积 累、传承。因此十分有必要发明一种基于多模态数据库的颈椎病智能诊疗系统。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明提供了一种基于多模态数据库的颈椎病智能诊疗系统， 能有效地解决背景技术中的存在的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种基于多模态数据库的颈椎病智能诊疗系统，其特征在于：包括用户端和云端；

其中，所述用户端包括用户终端、智能颈椎康复机器人；所述智能颈椎康复机器人用于 对用户颈部进行数据测量及康复治疗；所述用户终端用于与所述智能颈椎康复机器人进行连 接，传输数据，同时也与所述云端通过互联网连接，传输数据；

所述云端包括多模态数据库模块、智能诊疗模块、远程医疗模块；所述多模态数据库模 块用于储存患者颈椎的多模态数据，所述多模态数据包括通过医学设备测量的医疗数据和通 过智能颈椎康复机器人监测的康复数据；所述智能诊疗模块结合多模态数据库模块储存的多 模态数据和患者通过用户端上传的多模态数据，给出诊疗方案，为患者和医生提供参考；所 述远程医疗模块能够使用户端和医生端进行连接，实现人工干预远程医疗。

进一步地，所述智能颈椎康复机器人包括机械支撑模块、控制模块和无线通讯模块；

所述机械支撑模块包括底座、下颌托和后侧托板；所述底座与人体胸部、肩部的轮廓相 贴合，用于给整个牵引装置提供支撑力；所述下颌托用于与人体下颌贴合，通过若干康复施 力模块安装于底座上；所述康复施力模块用于对下颌托向上施加柔性力，以完成对颈椎牵引； 所述后侧托板与人体颈部后侧相贴合，并且可拆卸的与下颌托、底座相连，用于在康复施力 模块牵引时，对颈部后侧支撑；

所述传感模块包括分别设于机械支撑模块上用于测量用户颈部康复数据的传感器；

所述通讯模块用于与云端相连，进行数据交换；

控制模块，用于接收传感模块的数据，并根据云端的指令和采集的数据控制康复施力模 块的牵引动作；

所述康复施力模块包括设于底座、下颌托之间的若干滑动导向机构和与滑动导向机构相 邻的气动施力模块，所述滑动导向机构均包括设于底座上的滑槽、滑动设于滑槽内的滑块和 固定于下颌托底部的连接板，所述连接板与滑块通过转动副相连，使得下颌托能相对于底座 上下运动的同时改变俯仰角度。

进一步地，所述多模态数据中的医疗数据包括X光、CT、MRI和超声的影像学图像；所 述康复数据为肌肉特性数据，包括肌力、肌电信号、肌张力及肌耐力。

进一步地，所述智能颈椎康复机器人的传感器包括压力传感器、肌电传感器、陀螺仪、 加速度传感器、速度传感器、角度传感器、位移传感器和温度传感器其中的至少3种，压力 传感器、肌电传感器、角度传感器。

所述控制模块可以储存或下载康复治疗方案，读取所述传感器模块实时数据，智能控制 所述康复施力模块；结合适应不同损伤状态的柔性变阻抗控制规律，能够实现颈椎康复机器 人的安全柔性力反馈控制、自适应纠正头颈运动以及有效的对抗性阻力康复运动；

所述机械结构模块，结合人体头颈肩部建模设计，贴合人体轮廓，与人体接触部分使用 柔性材料制成，能够提供足够的舒适度；所述机械结构模块的主体部分使用质量轻且强度足 够的材料制成，确保对用户不会造成不适；

所述机械结构模块拥有松紧调节机构，能够适应不同体型、不同年龄的用户使用；

本发明的有益效果是：

1、本发明提供了一种基于多模态数据库、康复机器人和机器学习的颈椎病智能诊疗系统， 将机器人技术、机器学习技术应用到了医疗领域，体现了医工结合的大趋势，使医生对颈椎 病患者的诊断便捷化、快速化，同时满足了医生和患者的潜在需求；

2、本发明中的多模态数据库模块建立了颈椎病多模态数据库，每个用户对应一组多维度 的信息，使得颈椎病医疗数据能更好地被保存和调取，有利于颈椎病医疗数据的数字化、标 准化和系统化处理，实现诊断资源共享；

3、本发明中的智能颈椎康复机器人能根据智能康复方案，对用户颈椎进行多自由度柔性 气动施力，可以适应不同体格的用户使用；

4、本发明中的智能颈椎康复机器人的传感器模块可以实时测量用户颈椎的状态，并上传 至多模态数据库模块，用户终端可以以图片上传和表格填写的形式将颈椎影像学数据和其他 数据上传至多模态数据库模块，方便了多模态数据库的建立与更新；

5、本发明中的智能诊疗模块基于机器学习，结合多模态传感信息，构建从多模态传感信 息到智能诊断和智能康复方案的运算模型，用以辅助医生提高诊断效率和准确性；

6、本发明中的远程医疗模块，医生可以通过医疗终端查看患者的实时和历史数据，在智 能诊疗模块的辅助下，更快速地做出诊断和康复方案，医疗终端同时还能与用户终端进行音 频/视频连接，与患者进行实时交互诊疗；

7、本发明可以实现远程医疗，医生和患者可以在不同的地域，为身处医疗条件较差地区 和行动不便的患者提供了优质的诊疗，达到了医疗资源共享，降低医疗困难。

附图说明

图1是本发明的颈椎病智能诊疗系统的结构示意图。

图2是本发明的用户端的结构示意图。

图3是本发明的颈椎病智能诊疗系统的模块示意图。

图4是本发明的智能颈椎康复机器人的模块示意图。

图5是本发明的颈椎病智能诊疗系统的工作流程图。

图6是本发明智能颈椎康复机器人整体结构示意图。

图7是本发明智能颈椎康复机器人去掉后侧托板的前部结构示意图。

图8是本发明智能颈椎康复机器人的底座结构示意图。

图9是本发明智能颈椎康复机器人的气动施力模块工作原理图，其中，图9(a)为柔性 网格状支撑内气囊没有充气状态，图9(b)为气囊充气后柔性网格状支撑纵向伸长状态。

图10是本发明智能颈椎康复机器人的下颌托结构示意图。

图11是本发明智能颈椎康复机器人的后侧托板结构示意图。

其中，100-多模态数据库，102-智能诊疗服务器，103-5G通信基站，104-远程医疗端， 105-医生，106-医疗终端，200-用户端，210-用户，220-智能颈椎康复机器人，230-用户终端， 231-智能手机，232-计算机设备，233-平板电脑；221-底座，222-后侧托板，223-下颌托，224- 第一气动施力模块，225-第二气动施力模块，226-第三气动施力模块，227-第一角度传感器， 228-第二角度传感器，229-压力传感器，2210-柔性网格状支撑，2211-第一滑动导向机构，2212- 第二滑动导向机构，2213-第一肌电传感器，2214-第二肌电传感器，2215-魔术贴槽，2216- 软垫，2217-安装盲孔，2218-电路板，2219-第二转动副，2220-第一滑槽，2221-第一滑块， 2222-第二滑槽，2223-第二滑块，2224-气路，2225-第一转动副，2226-支撑板，2227-气囊。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案更加清晰明了，下面结合附图，对本发明 提供的一种基于多模态数据库的颈椎病智能诊疗系统进行详细说明，所述是对本发明的解释 而不是限定。

如图1和图2所示，本专利提供一种基于多模态数据库的颈椎病智能诊疗系统，包括用 户端和云端；其中，用户端200包括用户210、用户终端、智能颈椎康复机器人220，用户终 端包括载有配套软件平台的智能手机231、计算机设备232、平板电脑233中的至少一种；智 能颈椎康复机器人220可以对用户颈部进行数据测量及康复治疗；用户终端用于与智能颈椎 康复机器人进行连接，传输数据，同时也与云端通过互联网连接，传输数据；

云端包括多模态数据库101、智能诊疗服务器102、远程医疗端104。多模态数据库模块101用于储存患者颈椎的多模态数据，所述多模态数据包括通过医学设备测量的医疗数据和 通过智能颈椎康复机器人监测的康复数据；智能诊疗服务器102结合患者信息，能够智能地 给出诊疗方案，为患者和医生提供参考；远程医疗端包括医生105与医疗终端106，所述医 疗终端106能够使用户端和医生端进行连接，实现远程医疗。

用户终端、智能颈椎康复机器人220、模态数据库模块101、智能诊疗服务器102、医疗 终端106相互之间的数据通信由5G通信基站103来实现(但是不限，也可以是4G通讯，比如计算机设备232和云端之间就可以通过光纤网络相连)。

图3为颈椎病智能诊疗系统的模块示意图，其中：多模态数据库模块储存有由医疗数据 和康复数据构成的多模态异构医学数据，医疗数据主要包括通过医学设备测量颈椎的X光、 CT、MRI、超声等影像学图像；康复数据主要包括通过智能颈椎康复机器人220测量颈椎的 肌力、肌电信号、肌张力、肌耐力等肌肉特性数据；颈椎各方向主被动关节活动度、运动学 数据以及特殊体格检查等；颈椎的疼痛等级评定、其他量表评定等。所述多模态数据库结合 临床循证依据，将多模态评估数据进行量化分级；

用户210可使用用户终端以图片的形式上传所述多模态数据库服务器101所需的影像学 图像，同时可以以问卷和表格填写的形式上传疼痛等级评定和其他量表评定；智能颈椎康复 机器人220的传感器模块可以实时测量用户颈椎的肌肉特性数据和运动学数据，并上传至用 户终端以及多模态数据库101；

智能诊疗模块根据多模态数据库中的数据，通过机器学习，结合临床循证依据，将多模 态数据与颈椎病各分型的诊断分类及程度形成映射关系，构建出一种多模态数据决策推理的 神经网络模型，形成智能诊断算法，用来辅助医生提高诊断效率和准确性、进行风险预测、 疾病程度的评估；智能诊疗模块采用多模态深度学习、监督学习、迭代学习等方式，以提高 算法学习精度、鲁棒性和可解释性，可以减少医疗过程中因主观因素等原因产生的错误。

远程医疗模块中，医生可以通过所述医疗终端查看传感器模块采集的实时数据、多模态 数据库模块储存的用户历史数据以及智能诊疗模块给出的辅助诊断；医生可以通过医疗终端 以音频或视频的形式与用户终端进行连接，对用户进行病情诊断，给出康复方案，用户终端 将自动储存远程医疗音频或视频，便于用户回看。

图4为智能颈椎康复机器人220的组成模块示意图，智能颈椎康复机器人220能够测量 并上传用户颈部多模态数据，也能够对颈部实现多自由度柔性施力的康复治疗，同时能够实 时检测施力状态，智能调节控制。

如图6至图11所示，所述智能颈椎康复机器人220包括机械支撑模块、控制模块和无线 通讯模块(图中未画出)；所述机械支撑模块包括底座221、下颌托223和后侧托板222；所 述底座221与人体胸部、肩部的轮廓相贴合，用于给整个牵引装置提供支撑力；所述下颌托 223用于与人体下颌贴合，通过康复施力模块安装于底座221上；所述康复施力模块用于对 下颌托223向上施加柔性力，以完成对颈椎牵引；所述后侧托板222与人体颈部后侧相贴合， 可拆卸的与下颌托223、底座221相连，用于在康复施力模块牵引时，对颈部后侧支撑；

所述传感模块包括分别设于机械支撑模块上用于测量用户颈部康复数据的传感器；

所述无线通讯模块用于与云端相连，进行数据交换；

控制模块，用于接收传感模块的数据，并根据云端的指令采集的数据控制康复施力模块 的牵引动作；

如图6至图8所示，所述康复施力模块包括设于底座221、下颌托223之间的若干滑动 导向机构和与滑动导向机构相邻的气动施力模块，每个滑动导向机构均包括设于底座221上 的滑槽、滑动设于滑槽内的滑块和固定于下颌托223底部的连接板，所述连接板与滑块通过 转动副相连，使得下颌托223能相对于底座221上下运动的同时改变俯仰角度。

如图6和图8所示，所述滑动导向机构有四个，其中两个第一滑动导向机构2211对称的 设于底座221前部，两个第一滑动导向机构2211之间设有第一气动施力模块224，第一滑动 导向机构2211的滑槽和滑块分别记为第一滑槽2220和第一滑块2221；两个第二滑动导向机 构2212对称的设于底座221两侧，每个滑动导向机构内侧设有一个气动施力模块，分别为第 二气动施力模块225和第三气动施力模块226，第二滑动导向机构2212的滑槽和滑块分别记 为第二滑槽2222和第二滑块2223。

本发明的底座221、下颌托223和后侧托板222构成环绕人体颈部环形机械支撑结构， 执行基本的支撑及治疗作用；所述控制模块，用于保存使用者所设定的牵引方案，同时接收 所述传感模块测量的各项数据，根据设定牵引方案以及接收到的各项数据，对所述康复施力 模块进行控制及调整以达到治疗目的。

作为一种优选实施例，如图6和图8所示，两个第一滑动导向机构2211的第一转动副 2225高度相同，两个第二滑动导向机构2212的第二转动副2219高度也相同，并且，第一转 动副2225高度低于第二转动副2219高度，使得下颌托223俯仰动作时更能复合人体颈椎的 牵引动作。

作为一种优选实施例，如图6和图8所示，所述气动施力模块包括两个支撑板2226、设 于两个支撑板2226之间的柔性网格状支撑2210、设于柔性网格状支撑2210的每个网格内的 气囊2227以及对气囊2227充放气的气路控制装置(图中未画出)，每个柔性网格状支撑2210 内的所有气囊2227构成一个气囊组，两个支撑板2226分别通过安装盲孔安装在底座221顶 部和下颌托223底部，柔性网格状支撑2210本身具有柔性，但是不具有延展性，这样气囊组 充气时，柔性网格状支撑2210被撑起，如图9中b所示，在纵向上伸长达到提供柔性驱动力 的目的，气囊组放气时，由于放气速度比较慢，因此力量是慢慢减小，及时电磁阀或者气泵 失电，也不会造成支撑力量瞬间消失，能更好的牵引颈椎，防止放松时，力量突然消失，带 来的不适感。

使用时，通过气路控制装置给每个柔性网格状支撑2210内的气囊充放气，通过设定充放 气速度和气囊压力调整三个气动施力模块对颈椎的牵引速度和牵引力大小，配合角度传感器 和压力传感器的反馈，调整三个气动施力模块的伸长量，从而调整下颌托的俯仰角度，达到 最佳牵引目的。

作为一种优选实施例，所述柔性网格状支撑2210强度足够且弹性模量合适的材料制作而 成，比如可以采用包括但不限于TPU95A(聚氨酯)，可以制成六边形的蜂窝状网格。

作为一种优选实施例，所述气路控制装置(图中未画出)包括充气泵、将充气泵与每个 气囊2227相连的气管以及设于气管上用于控制气囊2227充放气电磁阀，所述电磁阀和充气 泵与控制模块相连，具体采用现有技术即可，本发明不再赘述。本发明实施例中，所述气管 可以设置于每个滑动导向机构的滑槽内。

作为一种优选实施例，如图8、图10、图11所示，所述底座221与人体胸部、肩部的轮廓相贴合；所述下颌托223上设有软垫2216，使得其与人体下颌及颈部贴合，并有一定的舒适度；所述后侧托板222中含有气垫，轮廓与人体后颈部贴合，并能提供一定的舒适度。

如图8、图11所示，所述后侧托板222上设有魔术贴槽2215，所述底座221、所述下颌托223与所述后侧托板222通过魔术贴的方式进行连接，可以进行松紧度的调节。

如图8、图10、图11所示，所述底座221与人体胸部、肩部的轮廓相贴合；所述下颌托223上设有软垫2216，使得其与人体下颌及颈部贴合，并有一定的舒适度；所述后侧托板22中含有气垫，轮廓与人体后颈部贴合，并能提供一定的舒适度。

如图9、图11所示，所述传感模块包括至少一个压力传感器229、第一肌电传感器2213、 第二肌电传感器2214、第一角度传感器2277，第二角度传感器228，以测量力、角度、肌电 信号等数据，当然还可以包括位移传感器，用于测量下颌托223和底座221之间牵引距离， 也可以包括姿态传感器、速度传感器(也可以通过距离变化计算速度)或者加速度传感器， 用于测量牵引速度、姿态和加速度。

如图9所示，所述压力传感器229使用包括但不限于薄膜压力传感器，可以实时测量人 体所受的牵引力。

如图11所示，所述第一肌电传感器2213和第二肌电传感器2214分别设于能与人体于胸 锁乳突肌接触的后侧托板222内侧两侧；置于胸锁乳突肌表面，可以实时测量两侧胸锁乳突 肌的表面肌电信号来判断肌肉状态；

如图11所示，所述第一角度传感器2277、第二角度传感器228使用包括但不限于MPU6050传感器，分别安装于下颌托223和后侧托板222上，测量下颌托223和后侧托板 222的俯仰角度；也可以通过第一角度传感器2277和第二角度传感器228的角度差来实时测 量使用者头部与颈部的当前姿态；

如图10所示，所述下颌托223中设有控制模块的电路板2218。

如图6所示，所述各类部件通过包括但不仅限于螺栓连接的方式进行固定、限位。

作为一种优选实施例，所述智能颈椎康复机器人的电路均采用柔性线控制。

需要说明的是，本发明的其他常规结构并非本发明关键发明点，例如本发明中螺纹连接、 气路2224、电路等均已省略，本发明没有详细公开的部分采用公知常识即可。

本发明工作原理：

本发明智能颈椎康复机器人提供了一种牵引为主，同时具备俯仰转动功能的颈椎病治疗 技术，能够提高治疗效果。该智能颈椎康复机器人通过气泵对三个气动施力模块的气囊进行 控制，通过三组气囊组间和组内的配合，装置能够精确地控制牵引力、牵引时间和俯仰角度， 同时装置内的压力传感器229、角度传感器和肌电传感器分别能够实时监测使用者受到的牵 引力、头部和颈部之间的夹角、胸锁乳突肌表面的肌电信号，通过这些数据能够及时调整装 置执行的内容，并且能够将所测量的数据保存起来，供后续的数据分析、诊断使用。

本发明的气动施力模块柔性气动驱动器，能够实现多自由度运动对颈部的柔性施力，可 以避免刚性结构对于人体可能带来的伤害；柔性气动驱动器的气体通路由气泵、减压阀、节 流阀及电磁阀组成。气泵提供气源，通过减压阀与节流阀的组合来调节压力和流量保证气体 回路中有固定流速、稳定压力输出。软体结构上结合仿生原理，可变刚度，通过正交实验及 仿真分析确定软体驱动器的结构参数，具有多个自由度，弥补了传统刚性结构的不足。

控制模块可以储存或下载康复治疗方案，包括不同的施力时长、施力大小、施力方向等 数据，同时能读取传感器模块实时数据，智能控制康复施力模块；结合适应不同损伤状态的 柔性变阻抗控制规律，能够实现颈椎康复机器人的安全柔性力反馈控制、自适应纠正头颈运 动以及有效的对抗性阻力康复运动。

机械结构模块用于承力及连接各个模块，结合人体头颈肩部建模设计，贴合人体轮廓， 与人体接触部分使用柔性材料制成，能够提供足够的舒适度；机械结构模块的主体部分使用 质量轻且强度足够的材料制成，确保对用户不会造成不适；机械结构模块还拥有松紧调节机 构，能够适应不同体型、不同年龄的用户使用。

所述和通讯模块为WIFI通信模块或蓝牙模块，用于与用户终端及云端进行通信。

显示模块为液晶触控显示屏，用于显示及操控智能颈椎康复机器人实时状态。

安全模块实时读取传感器及康复施力模块状态，当安全状态异常时，将及时停止机器人 的工作，并发出警报。

图5为颈椎病智能诊疗系统的工作流程图，包括：

步骤501：用户将智能颈椎康复机器人开机，进入工作流程。

步骤502：智能颈椎康复机器人用蓝牙或者Wifi模块连接至合适的用户终端，保证能够 进行数据传输，用户在用户终端的配套软件平台上登陆账户，读取用户的个人信息及康复方 案。

步骤503：准备工作完成，进入康复治疗流程。

步骤504：用户根据提示，选择康复治疗模式，若选择本地治疗模式，则执行步骤505； 若选择云端治疗模式，则执行步骤511。

步骤505：智能颈椎康复机器人根据预设的康复方案，按照康复方案中的施力方式、施 力方向、施力大小、施力时间对用户颈椎柔性施力以达到康复治疗的目的。

步骤506：传感器模块实时测量用户颈椎的多模态数据，并上传至用户终端及云端多模 态数据库。

步骤507：智能颈椎康复机器人的控制模块基于传感器数据测量人体当前姿态以及与装 置之间的接触力作用状态等多模态数据，对康复实力模块进行智能控制，形成整套系统的闭 环控制。

步骤508：终端和显示模块实时显示用户颈椎状态以及智能颈椎康复机器人工作状态

步骤509：在一个康复治疗周期结束后，用户选择是否远程医疗，若选择否，则执行步 骤510；反之则执行步骤513。

步骤510：用户选择是否结束康复医疗，若选择是，则执行步骤522；反之则执行步骤 503，进入新的工作周期。

步骤511：云端从多模态数据库中获取用户历史及实时颈椎多模态医疗数据。

步骤512：用户根据提示，选择康复治疗模式，若选择远程医疗模式，则执行步骤513； 若选择智能诊断模式，则执行步骤517。

步骤513：对应医生使用医疗终端从多模态数据库中读取用户历史及实时颈椎多模态医 疗数据，并获得智能诊断模块给出的辅助诊断及推荐康复方案。

步骤514：医生使用医疗终端与用户终端建立音频或视频连接。

步骤515：医生对用户进行实时交互，在线对用户做出诊断，给出医疗建议及康复方案。

步骤516：本地终端对远程医疗时的音频或视频进行保存，便于用户进行回顾。

步骤517：智能诊断模块基于多模块数据和智能诊断算法，对患者的状态进行评估，给 出智能诊断及推荐康复方案。

步骤518：本地终端接收并显示智能诊断模块做出的智能诊断及推荐康复方案。

步骤519：智能颈椎康复机器人可按照推荐康复方案实行工作。

步骤520：用户选择是否远程医疗，若选择是，则执行步骤513；反之则执行步骤521， 进入新的工作周期。

步骤521：用户选择是否结束康复医疗，若选择是，则执行步骤522；反之则执行步骤 503，进入新的工作周期。

步骤521：工作流程结束，智能颈椎康复机器人关机。

以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照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，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或 者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当 中。

Claims (6)

1.一种基于多模态数据库的颈椎病智能诊疗系统，其特征在于：包括用户端和云端；

其中，所述用户端包括用户终端、智能颈椎康复机器人；所述智能颈椎康复机器人用于对用户颈部进行数据测量及康复治疗；所述用户终端用于与所述智能颈椎康复机器人进行连接，传输数据，同时也与所述云端通过互联网连接，传输数据；

所述云端包括多模态数据库模块、智能诊疗模块、远程医疗模块；所述多模态数据库模块用于储存患者颈椎的多模态数据，所述多模态数据包括通过医学设备测量的医疗数据和通过智能颈椎康复机器人监测的康复数据；所述智能诊疗模块结合多模态数据库模块储存的多模态数据和患者通过用户端上传的多模态数据，给出诊疗方案，为患者和医生提供参考；所述远程医疗模块能够使用户端和医生端进行连接，实现人工干预远程医疗；

所述智能颈椎康复机器人包括机械支撑模块、控制模块、无线通讯模块和传感模块；

所述机械支撑模块包括底座、下颌托和后侧托板；所述底座与人体胸部、肩部的轮廓相贴合，用于给整个牵引装置提供支撑力；所述下颌托用于与人体下颌贴合，通过若干康复施力模块安装于底座上；所述康复施力模块用于对下颌托向上施加柔性力，以完成对颈椎牵引；所述后侧托板与人体颈部后侧相贴合，并且可拆卸的与下颌托、底座相连，用于在康复施力模块牵引时，对颈部后侧支撑；

所述传感模块包括分别设于机械支撑模块上用于测量用户颈部康复数据的传感器；

所述无线通讯模块用于与云端相连，进行数据交换；

控制模块，用于接收传感模块的数据，并根据云端的指令和采集的数据控制康复施力模块的牵引动作；

所述康复施力模块包括设于底座、下颌托之间的若干滑动导向机构和与滑动导向机构相邻的气动施力模块，所述滑动导向机构均包括设于底座上的滑槽、滑动设于滑槽内的滑块和固定于下颌托底部的连接板，所述连接板与滑块通过转动副相连，使得下颌托能相对于底座上下运动的同时改变俯仰角度；

所述滑动导向机构有四个，其中两个对称的设于底座前部，底座前部的两个滑动导向机构之间设有一个气动施力模块；另外两个对称的设于底座两侧，位于两侧的滑动导向机构每个内侧设有一个气动施力模块；

位于两侧的滑动导向机构的连接板转动副高度高于位于前部两个滑动导向机构的连接板转动副；

所述气动施力模块包括两个支撑板、设于两个支撑板之间的柔性网格状支撑、设于柔性网格状支撑的每个网格内的气囊以及对气囊充放气的气路控制装置。

2.根据权利要求1所述的颈椎病智能诊疗系统，其特征在于：所述多模态数据中的医疗数据包括X光、CT、MRI和超声的影像学图像；所述康复数据为肌肉特性数据，包括肌力、肌电信号、肌张力及肌耐力。

3.根据权利要求1所述的颈椎病智能诊疗系统，其特征在于：所述智能颈椎康复机器人的传感器包括压力传感器、肌电传感器、陀螺仪、加速度传感器、速度传感器、角度传感器、位移传感器和温度传感器其中的至少3种，压力传感器、肌电传感器、角度传感器。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的颈椎病智能诊疗系统，其特征在于：所述智能诊疗模块根据所述多模态数据库，通过机器学习，结合临床循证依据，将多模态数据与颈椎病各分型的诊断分类及程度形成映射关系，构建出一种多模态数据决策推理的神经网络模型，形成智能诊断算法，用来辅助医生提高诊断效率和准确性、进行风险预测、疾病程度的评估。

5.根据权利要求1-3任意一项所述的颈椎病智能诊疗系统，其特征在于：所述远程医疗模块包括医生与医疗终端，医生可以通过所述医疗终端查看所述传感器模块采集的实时数据、所述多模态数据库模块储存的用户历史数据以及所述智能诊疗模块给出的辅助诊断；

医生通过所述医疗终端以音频或视频的形式与所述用户终端进行连接，对用户进行病情诊断，给出康复方案，所述用户终端将自动储存远程医疗音频或视频，便于用户回看。

6.根据权利要求1-3任意一项所述的颈椎病智能诊疗系统，其特征在于：所述用户终端包括智能手机、计算机设备及平板电脑；所述用户终端通过无线通讯或互联网与所述智能颈椎康复机器人、所述云端连接。