CN116682527A - 一种基于互联网的康复训练系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于互联网的康复训练系统，包括信息获取模块、计划定制模块、视频训练模块和训练记录模块；信息获取模块用于获取用户基本信息、健康评估信息和训练目标信息；计划定制模块用于根据用户基本信息、健康评估信息和训练目标信息获取康复训练特征信息，并根据康复训练特征信息生成康复训练计划；视频训练模块用于根据康复训练计划从视频数据库中匹配获取相应的视频指导课程，并对获取的视频指导课程进行播放；训练记录模块用于获取用户的训练记录数据，并根据获取的训练记录数据生成康复训练档案。本发明针对康复情况进行有效的记录，并进一步根据康复训练档案评估康复训练的效果和做出调整，有助于提高远程康复训练的针对性和效果。
Description
技术领域
本发明涉及康复训练技术领域，特别是一种基于互联网的康复训练系统。
背景技术
目前，针对患者(如中风患者、肌痉挛患者、肢体伤病病人等)在进行康复训练的时候，出现了一些基于互联网的康复训练系统，通过建立数字化的康复训练系统，帮助患者能够完成远程的康复训练评估和数字化康复训练指导。
但是，现有的康复训练系统中，无法针对患者在进行远程自主康复训练的时候，对患者的康复训练进行有效记录和反馈，因此医生和患者无法对康复训练情况进行监督和了解，同时患者仅能够依靠自身的自觉性等来完成康复训练，训练效果无法保证。
发明内容
针对上述问题，本发明旨在提供一种基于互联网的康复训练系统。
本发明的目的采用以下技术方案来实现：
本发明提出一种基于互联网的康复训练系统，包括信息获取模块、计划定制模块、视频训练模块和训练记录模块；其中，
信息获取模块用于获取用户基本信息、健康评估信息和训练目标信息；
计划定制模块用于根据用户基本信息、健康评估信息和训练目标信息获取康复训练特征信息，并根据康复训练特征信息生成康复训练计划；
视频训练模块用于根据康复训练计划从视频数据库中匹配获取相应的视频指导课程，并对获取的视频指导课程进行播放；
训练记录模块用于获取用户的训练记录数据，并根据获取的训练记录数据生成康复训练档案。
优选的，信息获取模块包括基本信息获取单元、健康评估单元和训练目标单元；
基本信息获取单元用于获取用户基本信息，其中用户基本信息包括用户姓名、性别、年龄等；
健康评估单元用于根据用户病历信息和康复评定量表得到用户健康评估信息；
训练目标单元用于获取用户选择的康复训练目标，得到训练目标信息。
优选的，计划定制模块包括特征提取单元和计划单元；
特征提取单元用于根据用户基本信息、健康评估信息和训练目标信息获取康复训练特征信息；
计划单元用于根据获取的康复训练特征信息匹配相应的计划模板，并根据获取的计划模板生成与用户对应的康复训练计划。
优选的，视频训练模块包括视频库单元和匹配单元；
视频库单元用于存储并更新对应不同训练部位、训练强度的康复训练视频指导课程；
匹配单元用于根据用户对应的康复训练计划从视频库单元中获取对应的视频指导课程；其中每个视频指导课程包含一个或多个康复训练指导视频。
优选的，训练记录模块包括过程记录单元、练后记录单元和档案单元；
过程记录单元用于在用户根据视频指导课程进行康复训练的过程中，实时记录用户的康复训练视频；
练后记录单元用于周期性记录用户目标训练部位的康复情况，其中康复情况包括用户录入的文字记录信息和图片记录信息；
档案单元用于根据记录的康复训练视频和康复情况生成康复训练档案。
优选的，还包括医生评估模块和智能评估模块；
医生评估模块用于与医生用户建立交互通信，并将用户康复训档案发送至医生用户，以使得医生用户能够根据用户康复训练档案提供进一步的康复训练评估结果和康复训练建议；
智能评估模块用于根据用户康复训练档案进行智能化康复训练进度评估，得到康复训练评估结果。
优选的，计划定制模块还包括计划调整单元；
计划调整单元用于根据康复训练评估结果对调整并更新康复训练计划。
本发明的有益效果为：本发明能够通过用户自主评估的方式，来生成康复训练计划，有助于实现用户康复训练计划的个性化定制。同时，在患者用户需要进行康复训练的时候，能够根据康复训练计划从数据库中匹配相应的康复指导课程进行播放，以使得用户能够根据康复指导课程的内容完成相应的康复训练，有助于实现康复训练的远程执行。
同时在用户进行康复训练的过程中或者完成训练后，能够自动获取用户的康复训练数据进行记录并生成康复训练档案，有助于对用户进行有效的监督，同时针对康复情况进行有效的记录，并进一步根据康复训练档案评估康复训练的效果和做出调整，有助于提高远程康复训练的针对性和效果。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例所示一种基于互联网的康复训练系统的框架结构图。
具体实施方式
结合以下应用场景对本发明作进一步描述。
参见图1实施例，其示出一种基于互联网的康复训练系统，包括信息获取模块、计划定制模块、视频训练模块和训练记录模块；其中，
信息获取模块用于获取用户基本信息、健康评估信息和训练目标信息；
计划定制模块用于根据用户基本信息、健康评估信息和训练目标信息获取康复训练特征信息，并根据康复训练特征信息生成康复训练计划；
视频训练模块用于根据康复训练计划从视频数据库中匹配获取相应的视频指导课程，并对获取的视频指导课程进行播放；
训练记录模块用于获取用户的训练记录数据，并根据获取的训练记录数据生成康复训练档案。
本发明上述实施例提出的康复训练系统，能够通过用户自主评估的方式，来生成康复训练计划，有助于实现用户康复训练计划的个性化定制。同时，在患者用户需要进行康复训练的时候，能够根据康复训练计划从数据库中匹配相应的康复指导课程进行播放，以使得用户能够根据康复指导课程的内容完成相应的康复训练，有助于实现康复训练的远程执行。
同时在用户进行康复训练的过程中或者完成训练后，能够自动获取用户的康复训练数据进行记录并生成康复训练档案，有助于对用户进行有效的监督，同时针对康复情况进行有效的记录，并进一步根据康复训练档案评估康复训练的效果和做出调整，有助于提高远程康复训练的针对性和效果。
优选的，信息获取模块包括基本信息获取单元、健康评估单元和训练目标单元；
基本信息获取单元用于获取用户基本信息，其中用户基本信息包括用户姓名、性别、年龄等；
健康评估单元用于根据用户病历信息和康复评定量表得到用户健康评估信息；
训练目标单元用于获取用户选择的康复训练目标，得到训练目标信息。
其中康复评定量表包括肌力评定量表、改良Ashworth量表、Brunstrom分期量表、Penn分级量表、Clonus分级量表、Fugl-Meyer运动功能评定量表、Berg平衡功能量表、关节活动度、疼痛程度VAS评分和肌力评定MRC分级量表中的一种或多种。
其中用户病历信息包括用户历史病患记录信息，以及旧患康复程度评估信息，其中病历记录信息包括发病部位和对应的病情记录信息。
康复训练目标包括计划进行康复训练的周期、频率、强度等。
通过信息获取模块来获取用户基本信息以及提供康复评定量表协助用户完成自身的康复状况评估，有助于获取用户的客观情况信息，同时结合训练目标信息来获取用户的主观康复意愿。通过主客观结合的方式来获取关键信息，为后续进一步根据获取的信息进行进一步的康复训练计划定制奠定基础。
优选的，计划定制模块包括特征提取单元和计划单元；
特征提取单元用于根据用户基本信息、健康评估信息和训练目标信息获取康复训练特征信息；
计划单元用于根据获取的康复训练特征信息匹配相应的计划模板，并根据获取的计划模板生成与用户对应的康复训练计划。
其中，康复训练特征信息包括多维特征组成的特征向量，其中多维特征包括性别、年龄、训练部位、健康评估、训练周期、训练频率、训练强度等。将多维特征向量输入至训练好的匹配模型中，由模型根据特征向量匹配相应的计划模板，并根据计划模板生成与用户对应的康复训练计划。
一种场景中，通过提取的多维特征组成多维特征向量{性别，年龄，训练部位，健康评估，训练周期，训练频率，训练强度}，并将多维特征向量输入到训练好的匹配模型中，由匹配模型基于k-means聚类算法来根据多维特征向量匹配相应的计划模板，其中计划模板中包含由训练项目、训练强度、训练日程表等信息。
例如，匹配得到的计划模板为针对用户膝盖康复训练的计划模板，其中计划模板中包含有针对膝盖和下半身的训练项目，训练强度为初级，训练日程为每周一、二、四、五各安排30分钟的康复训练项目。则用户在进行针对膝盖的康复训练的时候，能够根据的计划模板，从数据库中匹配与康复训练项目对应的视频指导课程，来完成对应的康复训练。
根据获取的用户基本信息，健康评估信息和训练目标信息进行提取与用户对应的特征向量，并根据特征向量匹配对应的计划模板，能够结合多个特征量来准确生成与用户客观情况和主观意愿对应的康复训练计划，提高了康复训练计划个性化定制的效果。
优选的，视频训练模块包括视频库单元和匹配单元；
视频库单元用于存储并更新对应不同训练部位、训练强度的康复训练视频指导课程；
匹配单元用于根据用户对应的康复训练计划从视频库单元中获取对应的视频指导课程；其中每个视频指导课程包含一个或多个康复训练指导视频。
根据康复训练计划从视频库中获取对应的视频指导课程，能够为用户提供针对性的康复训练指导，以协助用户根据视频指导课程完成相应的康复训练并执行对应的康复训练计划。
优选的，训练记录模块包括过程记录单元、练后记录单元和档案单元；
过程记录单元用于在用户根据视频指导课程进行康复训练的过程中，实时记录用户的康复训练视频；
练后记录单元用于周期性记录用户目标训练部位的康复情况，其中康复情况包括用户录入的文字记录信息和图片记录信息；
档案单元用于根据记录的康复训练视频和康复情况生成康复训练档案。
针对无法对用户在跟随视频指导课程进行远程的康复训练的时候进行监督和有效记录的问题，本发明系统特别设置训练记录模块，能够在用户跟随视频指导课程进行康复训练的过程中进行实时的视频记录，并且在完成对应的阶段康复训练后，协助用户通过文字记录的方式立即记录康复训练的完成度和主观感受，有助于后续根据康复训练的完成情况以及记录的文字信息来对康复训练计划进行调整和反馈，提高了用户远程康复训练的效果。
优选的，过程记录单元还包括视频增强单元；
视频增强单元用于对实时采集的康复训练视频进行增强处理，得到增强处理后的康复训练视频并记录到康复训练档案中。
优选的，视频增强单元对实时采集的康复训练视频进行增强处理，包括：
将获取的康复训练视频转换到Lab颜色空间，获取康复训练视频的亮度分量L、颜色分量a和颜色分量b；
根据获取的亮度分量L进行特征边缘像素点检测，其中采用的特征边缘像素点检测函数为：
其中，tzL(x，y)表示像素点(x，y)的特征边缘因子，L(x，y)表示像素点(x，y)的亮度分量，L(a，b)表示像素点(a，b)的亮度分量，其中表示与像素点(x，y)的距离小于等于1的像素点集合；
当像素点(x，y)的特征边缘因子大于设定的特征边缘阈值tzT时，tzL(x，y)＞tzT，其中tzT∈[30，45]标记该像素点(x，y)位特征边缘像素点，统计特征边缘像素点集合并进一步根据获取的特征边缘像素点将康复训练视频画面划分为多个不同的子区域An；
分别统计每个子区域的平均亮度分量L(An)，并根据亮度分量L对各像素点的亮度分量进行调节，其中采用的亮度分量调节函数为：
其中，L′(x，y)表示亮度分量调节后像素点(x，y)的亮度分量，L(Ai)表示像素点(x，y)所在的子区域的平均亮度分量，LT1和LT2分别表示设定的第一亮度分量标准值和第二亮度分量标准值，其中LT1∈[79，85]，LT2∈[25，30]；(u，v)表示距离像素点(x，y)最近的特征边缘像素点；(c，d)表示在子区域Ai中，距离像素点(u，v)最近的像素点；(e，f)表示在邻接(u，v)的另一子区域中Aj，距离像素点(u，v)最近的像素点；L(c，d)表示像素点(c，d)的亮度分量，L(e，f)表示像素点(e，f)的亮度分量，||(x，y)-(u，v)||表示像素点(x，y)至像素点(u，v)的像素距离，γ表示设定的调节因子，其中γ∈{3，6，9，12，15}；Lvi表示设定的标准亮度分量，其中Lvi∈[55，60]；
根据亮度调节后的亮度分量L′，和颜色分量a、颜色分量b进行空间逆变换，得到增强后的康复训练视频。
考虑到在记录康复训练视频的时候，容易受到室内自然光照不均匀的影响，导致记录的视频出现人物背光等情况发生(例如摄像机面向窗口、阳台等，会出现用户背光的情况)，从而导致记录的康复训练视频出现不清晰的情况发生。本发明特别提出一种针对实时采集的康复训练视频进行增强处理的技术方案，其中，首先将获取的康复训练视频画面转换到Lab颜色空间，提取亮度分量作为处理的基础，根据得到的亮度分量，进一步根据各像素点的亮度分量进行特征边缘提取，通过提出的特征边缘像素点检测函数来对图像中亮度突变的特征边缘信息进行准确提取，并根据特征边缘像素点将图像划分为多个子区域；通过基于特征边缘像素点来进行区域划分的方式，能够准确提取图像中的曝光区域和背光区域，有助于对康复训练视频中出现的背光情况进行准确的检测。在进行子区域划分后，进一步根据提出的亮度分量调节函数对各像素点的亮度分量进行自适应的调节，其中，针对曝光区域和背光区域的像素点，对曝光子区域的像素点进行亮度抑制和对背光区域的像素点进行提升，并特别根据像素点与特征边缘像素点的位置，对像素点的变化进行均匀变化调节，从而在提高图像中关键位置的清晰度的时候，避免了图像失真的情况，最大程度还原真实的视频记录场景，有助于提高通过康复训练视频记录用户康复训练过程和生成康复训练档案的效果。
优选的，该系统还包括医生评估模块和智能评估模块；
医生评估模块用于与医生用户建立交互通信，并将用户康复训档案发送至医生用户，以使得医生用户能够根据用户康复训练档案提供进一步的康复训练评估结果和康复训练建议；
智能评估模块用于根据用户康复训练档案进行智能化康复训练进度评估，得到康复训练评估结果。
优选的，计划定制模块还包括计划调整单元；
计划调整单元用于根据康复训练评估结果对调整并更新康复训练计划。
通过对用户记录的康复训练档案进行进一步的专业医生主观分析或者系统的智能化评估，能够对康复训练的完成情况和效果进行评估，为用户提供针对性的康复训练效果反馈，和进一步针对康复训练计划进行调整，有助于提高康复训练个性化定制和执行的效果。
需要说明的是，在本发明各个实施例中的各功能单元/模块可以集成在一个处理单元/模块中，也可以是各个单元/模块单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元/模块集成在一个单元/模块中。上述集成的单元/模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元/模块的形式实现。
通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以理解，可以以硬件、软件、固件、中间件、代码或其任何恰当组合来实现这里描述的实施例。对于硬件实现，处理器可以在一个或多个下列单元中实现：专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、设计用于实现这里所描述功能的其他电子单元或其组合。对于软件实现，实施例的部分或全部流程可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成。实现时，可以将上述程序存储在计算机可读介质中或作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码进行传输。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，其中通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质。计算机可读介质可以包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光盘存储、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当分析，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (7)
1.一种基于互联网的康复训练系统，其特征在于，包括信息获取模块、计划定制模块、视频训练模块和训练记录模块；其中，
信息获取模块用于获取用户基本信息、健康评估信息和训练目标信息；
计划定制模块用于根据用户基本信息、健康评估信息和训练目标信息获取康复训练特征信息，并根据康复训练特征信息生成康复训练计划；
视频训练模块用于根据康复训练计划从视频数据库中匹配获取相应的视频指导课程，并对获取的视频指导课程进行播放；
训练记录模块用于获取用户的训练记录数据，并根据获取的训练记录数据生成康复训练档案。
2.根据权利要求1所述的一种基于互联网的康复训练系统，其特征在于，信息获取模块包括基本信息获取单元、健康评估单元和训练目标单元；
基本信息获取单元用于获取用户基本信息，其中用户基本信息包括用户姓名、性别、年龄等；
健康评估单元用于根据用户病历信息和康复评定量表得到用户健康评估信息；
训练目标单元用于获取用户选择的康复训练目标，得到训练目标信息。
3.根据权利要求1所述的一种基于互联网的康复训练系统，其特征在于，计划定制模块包括特征提取单元和计划单元；
特征提取单元用于根据用户基本信息、健康评估信息和训练目标信息获取康复训练特征信息；
计划单元用于根据获取的康复训练特征信息匹配相应的计划模板，并根据获取的计划模板生成与用户对应的康复训练计划。
4.根据权利要求1所述的一种基于互联网的康复训练系统，其特征在于，视频训练模块包括视频库单元和匹配单元；
视频库单元用于存储并更新对应不同训练部位、训练强度的康复训练视频指导课程；
匹配单元用于根据用户对应的康复训练计划从视频库单元中获取对应的视频指导课程；其中每个视频指导课程包含一个或多个康复训练指导视频。
5.根据权利要求1所述的一种基于互联网的康复训练系统，其特征在于，训练记录模块包括过程记录单元、练后记录单元和档案单元；
过程记录单元用于在用户根据视频指导课程进行康复训练的过程中，实时记录用户的康复训练视频；
练后记录单元用于周期性记录用户目标训练部位的康复情况，其中康复情况包括用户录入的文字记录信息和图片记录信息；
档案单元用于根据记录的康复训练视频和康复情况生成康复训练档案。
6.根据权利要求1所述的一种基于互联网的康复训练系统，其特征在于，还包括医生评估模块和智能评估模块；
医生评估模块用于与医生用户建立交互通信，并将用户康复训档案发送至医生用户，以使得医生用户能够根据用户康复训练档案提供进一步的康复训练评估结果和康复训练建议；
智能评估模块用于根据用户康复训练档案进行智能化康复训练进度评估，得到康复训练评估结果。
7.根据权利要求6所述的一种基于互联网的康复训练系统，其特征在于，计划定制模块还包括计划调整单元；
计划调整单元用于根据康复训练评估结果对调整并更新康复训练计划。
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- 2023-05-31 CN CN202310641967.7A patent/CN116682527B/zh active Active
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