CN116895366A - 一种基于人工智能的中医康复治疗系统及其方法 - Google Patents
一种基于人工智能的中医康复治疗系统及其方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116895366A CN116895366A CN202310944221.3A CN202310944221A CN116895366A CN 116895366 A CN116895366 A CN 116895366A CN 202310944221 A CN202310944221 A CN 202310944221A CN 116895366 A CN116895366 A CN 116895366A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- patient
- module
- rehabilitation
- information storage
- audio
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000003814 drug Substances 0.000 title claims abstract description 42
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 238000013473 artificial intelligence Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 102
- 230000004927 fusion Effects 0.000 claims abstract description 56
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 claims abstract description 39
- 230000004044 response Effects 0.000 claims abstract description 14
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 210000004556 brain Anatomy 0.000 claims description 12
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 claims description 12
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 8
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 7
- 210000002216 heart Anatomy 0.000 claims description 6
- 210000004185 liver Anatomy 0.000 claims description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000002068 genetic effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 4
- 238000000051 music therapy Methods 0.000 claims description 4
- 208000020016 psychiatric disease Diseases 0.000 claims description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 4
- 238000012706 support-vector machine Methods 0.000 claims description 4
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 3
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 claims description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 3
- 238000003702 image correction Methods 0.000 claims description 3
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 3
- 238000002372 labelling Methods 0.000 claims description 3
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 3
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 claims description 3
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 3
- 230000033764 rhythmic process Effects 0.000 claims description 3
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 claims description 3
- 210000001835 viscera Anatomy 0.000 claims description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 13
- 208000024827 Alzheimer disease Diseases 0.000 abstract description 3
- 206010039966 Senile dementia Diseases 0.000 abstract description 3
- 230000003340 mental effect Effects 0.000 abstract description 3
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 4
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 3
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 3
- 210000004072 lung Anatomy 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 3
- 208000019901 Anxiety disease Diseases 0.000 description 2
- 230000036506 anxiety Effects 0.000 description 2
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 2
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 2
- 230000008451 emotion Effects 0.000 description 2
- 210000003746 feather Anatomy 0.000 description 2
- 210000003734 kidney Anatomy 0.000 description 2
- 210000000952 spleen Anatomy 0.000 description 2
- 241000272517 Anseriformes Species 0.000 description 1
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010062717 Increased upper airway secretion Diseases 0.000 description 1
- 235000010254 Jasminum officinale Nutrition 0.000 description 1
- 240000005385 Jasminum sambac Species 0.000 description 1
- 208000031975 Yang Deficiency Diseases 0.000 description 1
- 208000031971 Yin Deficiency Diseases 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- -1 fire Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 210000005036 nerve Anatomy 0.000 description 1
- 230000001717 pathogenic effect Effects 0.000 description 1
- 208000026435 phlegm Diseases 0.000 description 1
- 208000024335 physical disease Diseases 0.000 description 1
- 230000001568 sexual effect Effects 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 230000002936 tranquilizing effect Effects 0.000 description 1
- 210000004291 uterus Anatomy 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
- G16H—HEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
- G16H20/00—ICT specially adapted for therapies or health-improving plans, e.g. for handling prescriptions, for steering therapy or for monitoring patient compliance
- G16H20/70—ICT specially adapted for therapies or health-improving plans, e.g. for handling prescriptions, for steering therapy or for monitoring patient compliance relating to mental therapies, e.g. psychological therapy or autogenous training
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06N—COMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
- G06N20/00—Machine learning
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06N—COMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
- G06N5/00—Computing arrangements using knowledge-based models
- G06N5/04—Inference or reasoning models
-
- G—PHYSICS
- G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
- G16H—HEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
- G16H20/00—ICT specially adapted for therapies or health-improving plans, e.g. for handling prescriptions, for steering therapy or for monitoring patient compliance
- G16H20/90—ICT specially adapted for therapies or health-improving plans, e.g. for handling prescriptions, for steering therapy or for monitoring patient compliance relating to alternative medicines, e.g. homeopathy or oriental medicines
-
- G—PHYSICS
- G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
- G16H—HEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
- G16H50/00—ICT specially adapted for medical diagnosis, medical simulation or medical data mining; ICT specially adapted for detecting, monitoring or modelling epidemics or pandemics
- G16H50/20—ICT specially adapted for medical diagnosis, medical simulation or medical data mining; ICT specially adapted for detecting, monitoring or modelling epidemics or pandemics for computer-aided diagnosis, e.g. based on medical expert systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Public Health (AREA)
- Data Mining & Analysis (AREA)
- Software Systems (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Primary Health Care (AREA)
- Artificial Intelligence (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Computing Systems (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- Hospice & Palliative Care (AREA)
- Social Psychology (AREA)
- Computational Linguistics (AREA)
- Databases & Information Systems (AREA)
- Developmental Disabilities (AREA)
- Pharmacology & Pharmacy (AREA)
- Alternative & Traditional Medicine (AREA)
- Pathology (AREA)
- Psychiatry (AREA)
- Psychology (AREA)
- Child & Adolescent Psychology (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Rehabilitation Tools (AREA)
- Medical Treatment And Welfare Office Work (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基于人工智能的中医康复治疗系统及其方法,具体涉及人工智能领域,包括脑机融合接口识别模块,知识信息存储模块,素材场景匹配模块,个人体质辨识模块,治疗决策支持模块,以及系统智能响应处理模块;通过素材场景匹配模块,个人体质辨识模块实现中医五行音乐疗法与体质识别自动结合选择各种沉浸式场景与治疗音频;通过治疗决策支持模块设计适合不同患者的最佳康复治疗方案,为知识信息存储模块提供治疗方案的决策支持,方便了植物人、老年痴呆患者的身心调理;通过系统智能响应处理模块实现脑机融合平台的虚拟实境与音频的切换,将人工智能、虚拟实境、脑机融合技术与中医药文化有机结合开发一体沉浸式康复治疗平台。
Description
技术领域
本发明涉及人工智能技术领域,更具体地说,本发明涉及一种基于人工智能的中医康复治疗系统及其方法。
背景技术
近年来,由于人口老龄化程度加深、工作压力增大等原因导致的亚健康状态和身心疾病人群数量逐年增多,康复治疗需求也随之猛增;我国康复医学起步较晚,康复治疗人才与资源紧缺;为缓解现状,人工智能技术被广泛应用于康复医学,逐渐形成智能康复新领域。
智能康复融合了康复医学、神经科学、计算机科学、工程学、心理学等多个学科,将工程与医学紧密结合,加强了工程技术在临床上的应用;其中典型且具有代表性的应用主要有智能康复机器人技术、5D虚拟实境技术、脑机融合技术。
现有的基于人工智能的康复治疗系统与传统中医相结合,例如智能按摩椅,小愈机器人;利用人工智能投影技术的高趣味性和互动性,极大的提升了患者对康复的主动性和参与程度,节省人力使有限的医疗资源得到最大化的利用,其功能导向性使该技术的应用更贴合当前的主流康复科学,丰富的内容解决了许多在传统康复场所无法完成的康复项目。
但中医文化自古以来博大精深,中医的系统理论认为,人的发病不是单纯的身体的原因,还有情感也是十分重要的一个致病因素,现代康复也认为各类疾病中身心疾病占80%左右;仅仅依靠传统中医和人工智能相结合来实现康复治疗并不能满足大众的需求,因此本项目将现代人工智能、脑机融合技术、5D虚拟实境技术、中医五行音乐与场景结合,研发一种基于人工智能的中医康复治疗系统。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷,本发明提供一种基于人工智能的中医康复治疗系统及其方法,通过素材场景匹配模块,个人体质辨识模块实现中医五行音乐疗法与体质识别自动结合选择各种沉浸式场景与治疗音频;通过治疗决策支持模块设计出适合不同患者的最佳康复治疗的方案,为知识信息存储模块提供治疗方案的决策支持,方便了植物人、老年痴呆患者和儿童的身心调理;通过系统智能响应处理模块根据治疗方案实现脑机融合平台的虚拟实境与音频的切换,将人工智能、虚拟实境、脑机融合技术与中医药文化有机结合开发一体沉浸式康复治疗平台,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种基于人工智能的中医康复治疗系统及其方法,包括:
脑机融合接口识别模块包括脑电信号采集单元,脑电图识别单元,以及信号传输单元;所述脑电信号采集单元用于根据体表传感器采集患者脑电信号,经过处理后生成脑电图传输至脑电图识别单元;所述脑电图识别单元用于根据患者的脑电图信息分析患者状态,识别患者的深层意识得到患者的状态数据传输至信号传输单元;所述信号传输单元用于将患者的状态数据传输至知识信息存储模块;
知识信息存储模块包括专家知识库,音频素材库,沉浸式虚拟场景库,患者数据库,以及案例数据库;所述专家知识库用于存储由康复治疗学、中医学和五行音乐治疗领域的专家共同讨论编制的康复治疗知识及方案;所述音频素材库用于存储具备治疗作用的音频素材;所述沉浸式虚拟场景库用于存储各种虚拟场景;所述患者数据库用于存储脑机融合接口识别模块传输的数据;所述案例数据库用于存储多例历史患者的康复治疗方案案例数据;
素材场景匹配模块:用于接收知识信息存储模块传输的数据,根据患者的状态数据匹配虚拟实境场景和音频素材,并将其传输至治疗决策支持模块;
个人体质辨识模块:用于接收知识信息存储模块传输的数据,根据体质辨识仪结合患者的状态数据进行体质辨识,并将其传输至治疗决策支持模块;
治疗决策支持模块:用于接收素材场景匹配模块,个人体质辨识模块,知识信息存储模块传输的数据,结合知识信息存储模块的专家知识库和案例数据库给出适合不同患者的最佳康复治疗的方案;
系统智能响应处理模块包括解释器,人机接口;所述人机接口用于接收治疗决策支持模块传输的康复治疗方案,将康复治疗方案传输至解释器;所述解释器用于根据治疗方案实现脑机融合平台的虚拟实境与音频的切换;将切换后的数据传输至脑机融合平台进行康复治疗。
在一个优选地实施方式中,所述脑机融合接口识别模块具体为脑机融合平台提供的一个接口;所述脑机融合平台具体是根据基于Unity3D程序开发的5D虚拟实境软件,一项CAVE沉浸式融合系统,以及硬件设备结合而成的;所述硬件设备包括:8台超高清投影机、8个超短焦镜头、4台融合器、一台高性能工作站、一套高保真音响、一项中枢网络系统、一项金属幕墙,以及地面屏;所述5D虚拟实境软件支持的沉浸式虚拟场景包括但不限于:雪山、太空、建筑、沙滩、森林、园林、名胜古迹,以及模拟飞行的场景;所述一项CAVE沉浸式融合系统具备以下功能:支持图像校正,画面裁剪,自定义融合坐标,边缘消隐,色彩校正,以及高分辨率视频播放。
在一个优选地实施方式中,所述脑机融合接口识别模块的具体识别过程为:
步骤1、通过脑电信号采集单元根据体表传感器采集患者脑电信号,将脑电信号进行隔离放大处理,生成脑电图;
步骤2、通过脑电图识别单元根据患者的脑电图信息分析患者状态,通过盲源分离方法对脑电信号进行去噪,通过时频分析方法对脑电信号进行特征提取,通过支持向量机对脑电信号进行分类识别,得到患者的状态数据;
步骤3、通过信号传输单元将患者的状态数据传输至知识信息存储模块。
在一个优选地实施方式中,所述专家知识库的康复治疗知识及方案包括但不限于物理因子治疗、康复手法辅助治疗、亚健康状态调理、精神疾病辅助治疗、儿童康复治疗、植物人意识检测,以及残疾人假肢控制;所述音频素材库的音频素材具体是以中医基础理论为指导,依据五行学说相生相克理论,通过与五脏的联系来调节身心,具有调神、悦心、疏肝、解郁的功能;收集以五音作为主音,构成五种不同调式的音乐,产生不同的声波振荡,不断变化的频率与人体器官共鸣互振的音频素材,存储至音频素材库中;所述沉浸式虚拟场景库的虚拟场景具体是由技术人员设计制作成的虚拟场景,包括但不限于雪山、太空、建筑、沙滩、森林、园林、名胜古迹,以及模拟飞行的场景;所述案例数据库具体是存储由治疗决策支持模块回传的案例数据。
在一个优选地实施方式中,所述素材场景匹配模块的具体匹配过程为:
A1、将患者的状态数据记作r,计算匹配度,其中匹配度计算公式为:其中γ表示为匹配度,p,d分别表示为底值,期望值,f1,f2表示为比例系数,w表示为体重,h表示为身高,λ表示为影响因子;
A2、将患者的状态数据的匹配度γ和知识信息存储模块的案例数据库中的案例的匹配度γx进行循环查询匹配,计算差值和匹配度阈值γ(i,x)进行对比分析,若差值|γ-γx|<γ(i,x)则表示为匹配成功,若差值|γ-γx|≥γ(i,x)则表示为匹配失败;
A3、匹配成功将知识信息存储模块的沉浸式虚拟场景库存储的虚拟实境场景,音频素材库存储的音频素材,和患者的状态数据一一对应并以贴标签的形式进行区分,即一个患者的状态数据对应一个标签下的所有虚拟实境场景,所有音频素材;
A4、匹配失败则结合知识信息存储模块的专家知识库将患者的状态数据传输至对应领域专家,专家进行手动匹配得到虚拟实境场景和音频素材;
A5、将音频素材按照节奏进行节点划分,通过代码实现针对患者的状态数据实时调整音频节点处的声音大小;
A6、将音频素材和虚拟实境场景传输至治疗决策支持模块。
在一个优选地实施方式中,所述个人体质辨识模块的具体辨识方式为:根据知识信息存储模块的患者数据库存储的患者的状态数据,通过体质辨识仪采集患者体质信息,进行患者体质辨识。
在一个优选地实施方式中,所述治疗决策支持模块的具体处理过程为:
B1、根据体质数据,患者的状态数据,虚拟实境场景,以及音频素材,结合知识信息存储模块的专家知识库和案例数据库,利用归纳法、演绎法,以及反证法设计多个康复治疗方案;
B2、利用遗传算法挑选出最佳康复治疗方案并传输至系统智能响应处理模块;
B3、将该患者的体质数据,患者的状态数据,虚拟实境场景,音频素材,康复治疗方案集合成案例,传输至知识信息存储模块的案例数据库进行记录。
在一个优选地实施方式中,所述系统智能响应处理模块的具体处理过程为:
步骤一、人机接口接收治疗方案生成模块传输的治疗方案,将治疗方案传输至解释器;
步骤二、解释器根据人机接口传输的治疗方案,在知识信息存储模块的音频素材库,沉浸式虚拟场景库中查询对应音频素材和沉浸式虚拟场景,将其传输至人机接口;
步骤三、人机接口接收解释器传输的音频素材和沉浸式虚拟场景,将其传输至脑机融合平台进行康复治疗。
在一个优选地实施方式中,一种基于人工智能的中医康复治疗系统及其方法,包括下列步骤:
步骤S1、采集患者脑电信号,经过处理后生成脑电图分析患者状态,识别患者的深层意识得到患者的状态数据;
步骤S2、将康复治疗知识及方案,具备治疗作用的音频素材,各种虚拟场景,患者的状态数据,以及多例历史患者的康复治疗方案案例数据存储在数据库中;
步骤S3、根据患者的状态数据匹配虚拟实境场景、音频素材,并将其传输至治疗决策支持模块;
步骤S4、根据体质辨识仪结合患者的状态数据进行体质辨识,并将其传输至治疗决策支持模块;
步骤S5、根据素材场景匹配模块,个人体质辨识模块,知识信息存储模块传输的数据,结合知识信息存储模块的专家知识库和案例数据库给出适合不同患者的最佳康复治疗的方案;
步骤S6、据治疗方案实现脑机融合平台的虚拟实境与音频的切换;将切换后的数据传输至脑机融合平台进行康复治疗。
本发明的技术效果和优点:
本发明通过脑机融合接口识别模块采集分析患者的状态数据;通过知识信息存储模块存储患者的状态数据,康复治疗知识及方案,具备治疗作用的音频素材,各种虚拟场景,以及历史患者的康复治疗方案案例;通过素材场景匹配模块,个人体质辨识模块实现中医五行音乐疗法与体质识别自动结合选择各种沉浸式场景与治疗音频;通过治疗决策支持模块设计出适合不同患者的最佳康复治疗的方案,为知识信息存储模块提供治疗方案的决策支持,方便了植物人、老年痴呆患者和儿童的身心调理;通过系统智能响应处理模块根据治疗方案实现脑机融合平台的虚拟实境与音频的切换,将人工智能、虚拟实境、脑机融合技术与中医药文化有机结合开发一体沉浸式康复治疗平台。
附图说明
图1为本发明的整体结构框图。
图2为本发明的方法步骤流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中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他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明提供了如图1-图2所示的一种基于人工智能的中医康复治疗系统及其方法,包括脑机融合接口识别模块,知识信息存储模块,素材场景匹配模块,个人体质辨识模块,治疗决策支持模块,以及系统智能响应处理模块;
所述脑机融合接口识别模块包括脑电信号采集单元,脑电图识别单元,以及信号传输单元;所述脑电信号采集单元用于根据体表传感器采集患者脑电信号,经过处理后生成脑电图传输至脑电图识别单元;所述脑电图识别单元用于根据患者的脑电图信息分析患者状态,识别患者的深层意识得到患者的状态数据传输至信号传输单元;所述信号传输单元用于将患者的状态数据传输至知识信息存储模块;
本实施例需要具体说明的是,所述脑机融合接口识别模块具体为脑机融合平台提供的一个接口;所述脑机融合平台具体是根据基于Unity3D程序开发的5D虚拟实境软件,一项CAVE沉浸式融合系统,以及硬件设备结合而成的;所述硬件设备包括:8台超高清投影机、8个超短焦镜头、4台融合器、一台高性能工作站、一套高保真音响、一项中枢网络系统、一项金属幕墙,以及地面屏;所述5D虚拟实境软件支持的沉浸式虚拟场景包括但不限于:雪山、太空、建筑、沙滩、森林、园林、名胜古迹,以及模拟飞行的场景;所述一项CAVE沉浸式融合系统具备以下功能:支持图像校正,画面裁剪,自定义融合坐标,边缘消隐,色彩校正,以及高分辨率视频播放;
本实施例需要具体说明的是,所述脑机融合接口识别模块的具体识别过程为:
步骤1、通过脑电信号采集单元根据体表传感器采集患者脑电信号,将脑电信号进行隔离放大处理,生成脑电图;
步骤2、通过脑电图识别单元根据患者的脑电图信息分析患者状态,通过盲源分离方法对脑电信号进行去噪,通过时频分析方法对脑电信号进行特征提取,通过支持向量机对脑电信号进行分类识别,得到患者的状态数据;其中盲源分离方法,时频分析方法,以及支持向量机属于现有技术手段,因此本实施例未做出具体说明;
步骤3、通过信号传输单元将患者的状态数据传输至知识信息存储模块;
所述知识信息存储模块包括专家知识库,音频素材库,沉浸式虚拟场景库,患者数据库,以及案例数据库;所述专家知识库用于存储由康复治疗学、中医学和五行音乐治疗领域的专家共同讨论编制的康复治疗知识及方案;所述音频素材库用于存储具备治疗作用的音频素材;所述沉浸式虚拟场景库用于存储各种虚拟场景;所述患者数据库用于存储脑机融合接口识别模块传输的数据;所述案例数据库用于存储多例历史患者的康复治疗方案案例数据;
本实施例需要具体说明的是,所述知识信息存储模块具体包括由康复治疗学、中医学和五行音乐治疗领域的专家知识库配合具备治疗作用的音频素材与各种沉浸式虚拟场景构成的数据库,和根据多例历史患者的康复治疗方案案例构成的案例数据库;其中数据库包含了案例数据库;
所述专家知识库的康复治疗知识及方案包括但不限于物理因子治疗、康复手法辅助治疗、亚健康状态调理、精神疾病辅助治疗、儿童康复治疗、植物人意识检测,以及残疾人假肢控制;
所述音频素材库的音频素材具体是以中医基础理论为指导,依据五行学说相生相克理论,通过与五脏的联系来调节身心,具有调神、悦心、疏肝、解郁的功能;收集以五音作为主音,构成五种不同调式的音乐,产生不同的声波振荡,不断变化的频率与人体器官共鸣互振的音频素材,存储至音频素材库中;其中五音包括角、徵、宫、商,以及羽;五行包括木、火、土、金,以及水;内应肝、心、脾、肺,以及肾;角通于肝,属木音,顺应木气的展放,性条达,可除忧解思,止痛安神;徵通于心,属火音,顺应火气的上升,性躁烈,通调血脉,养心安神;宫通于脾,属土音,顺应土气的平稳,性冲和,调达中焦,稳定全身气机;商通于肺,属金音,顺应金气的收敛,性肃穆,调节肺之宣降,内收全身气机;羽通于肾,属水音,顺应水气的下降,性沉静,改善焦虑情绪;音频素材包括但不限于《蓝色多瑙河》,《茉莉花》,《秋湖月夜》,《汉宫秋月》,以及《鸿雁》;
所述沉浸式虚拟场景库的虚拟场景具体是由技术人员设计制作成的虚拟场景,包括但不限于雪山、太空、建筑、沙滩、森林、园林、名胜古迹,以及模拟飞行的场景;
所述案例数据库具体是存储由治疗决策支持模块回传的案例数据;
所述素材场景匹配模块用于接收知识信息存储模块传输的数据,根据患者的状态数据匹配虚拟实境场景和音频素材,并将其传输至治疗决策支持模块;
本实施例需要具体说明的是,所述素材场景匹配模块的具体匹配过程为:
A1、将患者的状态数据记作r,计算匹配度,其中匹配度计算公式为:其中γ表示为匹配度,p,d分别表示为底值,期望值,f1,f2表示为比例系数,w表示为体重,h表示为身高,λ表示为影响因子;
A2、将患者的状态数据的匹配度γ和知识信息存储模块的案例数据库中的案例的匹配度γx进行循环查询匹配,计算差值和匹配度阈值γ(i,x)进行对比分析,若差值|γ-γx|<γ(i,x)则表示为匹配成功,若差值|γ-γx|≥γ(i,x)则表示为匹配失败;其中本匹配度阈值可依据具体情况具体设定,本实施例不对具体数据做具体限定;
A3、匹配成功将知识信息存储模块的沉浸式虚拟场景库存储的虚拟实境场景,音频素材库存储的音频素材,和患者的状态数据一一对应并以贴标签的形式进行区分,即一个患者的状态数据对应一个标签下的所有虚拟实境场景,所有音频素材;
A4、匹配失败则结合知识信息存储模块的专家知识库将患者的状态数据传输至对应领域专家,专家进行手动匹配得到虚拟实境场景和音频素材;
A5、将音频素材按照节奏进行节点划分,通过代码实现针对患者的状态数据实时调整音频节点处的声音大小;
A6、将音频素材和虚拟实境场景传输至治疗决策支持模块;
所述个人体质辨识模块用于接收知识信息存储模块传输的数据,根据体质辨识仪结合患者的状态数据进行体质辨识,并将其传输至治疗决策支持模块;
本实施例需要具体说明的是,所述个人体质辨识模块的具体辨识方式为:根据知识信息存储模块的患者数据库存储的患者的状态数据,通过体质辨识仪采集患者体质信息,进行患者体质辨识;其中体质包括平和质、气虚质、阳虚质、阴虚质、痰湿质、湿热质、血瘀质、气滞质,以及特征性质;
所述治疗决策支持模块用于接收素材场景匹配模块,个人体质辨识模块,知识信息存储模块传输的数据,结合知识信息存储模块的专家知识库和案例数据库给出适合不同患者的最佳康复治疗的方案;
本实施例需要具体说明的是,所述治疗决策支持模块的具体处理过程为:
B1、根据体质数据,患者的状态数据,虚拟实境场景,以及音频素材,结合知识信息存储模块的专家知识库和案例数据库,利用归纳法、演绎法,以及反证法设计多个康复治疗方案;其中归纳法、演绎法,以及反证法属于现有技术手段,因此本实施例未做出具体说明;
B2、利用遗传算法挑选出最佳康复治疗方案并传输至系统智能响应处理模块;其中遗传算法属于现有技术手段,因此本实施例未做出具体说明;
B3、将该患者的体质数据,患者的状态数据,虚拟实境场景,音频素材,康复治疗方案集合成案例,传输至知识信息存储模块的案例数据库进行记录;
所述系统智能响应处理模块包括解释器,人机接口;所述人机接口用于接收治疗决策支持模块传输的康复治疗方案,将康复治疗方案传输至解释器;所述解释器用于根据治疗方案实现脑机融合平台的虚拟实境与音频的切换;将切换后的数据传输至脑机融合平台进行康复治疗;
本实施例需要具体说明的是,所述系统智能响应处理模块的具体处理过程为:
步骤一、人机接口接收治疗方案生成模块传输的治疗方案,将治疗方案传输至解释器;
步骤二、解释器根据人机接口传输的治疗方案,在知识信息存储模块的音频素材库,沉浸式虚拟场景库中查询对应音频素材和沉浸式虚拟场景,将其传输至人机接口;其中音频素材和沉浸式虚拟场景数量为多个;
步骤三、人机接口接收解释器传输的音频素材和沉浸式虚拟场景,将其传输至脑机融合平台进行康复治疗;
本实施例的具体操作方法如下:
步骤S1、采集患者脑电信号,经过处理后生成脑电图分析患者状态,识别患者的深层意识得到患者的状态数据;
步骤S2、将康复治疗知识及方案,具备治疗作用的音频素材,各种虚拟场景,患者的状态数据,以及多例历史患者的康复治疗方案案例数据存储在数据库中;
步骤S3、根据患者的状态数据匹配虚拟实境场景、音频素材,并将其传输至治疗决策支持模块;
步骤S4、根据体质辨识仪结合患者的状态数据进行体质辨识,并将其传输至治疗决策支持模块;
步骤S5、根据素材场景匹配模块,个人体质辨识模块,知识信息存储模块传输的数据,结合知识信息存储模块的专家知识库和案例数据库给出适合不同患者的最佳康复治疗的方案;
步骤S6、据治疗方案实现脑机融合平台的虚拟实境与音频的切换;将切换后的数据传输至脑机融合平台进行康复治疗;
最后:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种基于人工智能的中医康复治疗系统,其特征在于:包括:
脑机融合接口识别模块包括脑电信号采集单元,脑电图识别单元,以及信号传输单元;所述脑电信号采集单元用于根据体表传感器采集患者脑电信号,经过处理后生成脑电图传输至脑电图识别单元;所述脑电图识别单元用于根据患者的脑电图信息分析患者状态,识别患者的深层意识得到患者的状态数据传输至信号传输单元;所述信号传输单元用于将患者的状态数据传输至知识信息存储模块;
知识信息存储模块包括专家知识库,音频素材库,沉浸式虚拟场景库,患者数据库,以及案例数据库;所述专家知识库用于存储由康复治疗学、中医学和五行音乐治疗领域的专家共同讨论编制的康复治疗知识及方案;所述音频素材库用于存储具备治疗作用的音频素材;所述沉浸式虚拟场景库用于存储各种虚拟场景;所述患者数据库用于存储脑机融合接口识别模块传输的数据;所述案例数据库用于存储多例历史患者的康复治疗方案案例数据;
素材场景匹配模块:用于接收知识信息存储模块传输的数据,根据患者的状态数据匹配虚拟实境场景和音频素材,并将其传输至治疗决策支持模块;
个人体质辨识模块:用于接收知识信息存储模块传输的数据,根据体质辨识仪结合患者的状态数据进行体质辨识,并将其传输至治疗决策支持模块;
治疗决策支持模块:用于接收素材场景匹配模块,个人体质辨识模块,知识信息存储模块传输的数据,结合知识信息存储模块的专家知识库和案例数据库给出适合不同患者的最佳康复治疗的方案;
系统智能响应处理模块包括解释器,人机接口;所述人机接口用于接收治疗决策支持模块传输的康复治疗方案,将康复治疗方案传输至解释器;所述解释器用于根据治疗方案实现脑机融合平台的虚拟实境与音频的切换;将切换后的数据传输至脑机融合平台进行康复治疗。
2.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的中医康复治疗系统,其特征在于:所述脑机融合接口识别模块具体为脑机融合平台提供的一个接口;所述脑机融合平台具体是根据基于Unity3D程序开发的5D虚拟实境软件,一项CAVE沉浸式融合系统,以及硬件设备结合而成的;所述硬件设备包括:8台超高清投影机、8个超短焦镜头、4台融合器、一台高性能工作站、一套高保真音响、一项中枢网络系统、一项金属幕墙,以及地面屏;所述5D虚拟实境软件支持的沉浸式虚拟场景包括但不限于:雪山、太空、建筑、沙滩、森林、园林、名胜古迹,以及模拟飞行的场景;所述一项CAVE沉浸式融合系统具备以下功能:支持图像校正,画面裁剪,自定义融合坐标,边缘消隐,色彩校正,以及高分辨率视频播放。
3.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的中医康复治疗系统,其特征在于:所述脑机融合接口识别模块的具体识别过程为:
步骤1、通过脑电信号采集单元根据体表传感器采集患者脑电信号,将脑电信号进行隔离放大处理,生成脑电图;
步骤2、通过脑电图识别单元根据患者的脑电图信息分析患者状态,通过盲源分离方法对脑电信号进行去噪,通过时频分析方法对脑电信号进行特征提取,通过支持向量机对脑电信号进行分类识别,得到患者的状态数据;
步骤3、通过信号传输单元将患者的状态数据传输至知识信息存储模块。
4.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的中医康复治疗系统,其特征在于:所述专家知识库的康复治疗知识及方案包括但不限于物理因子治疗、康复手法辅助治疗、亚健康状态调理、精神疾病辅助治疗、儿童康复治疗、植物人意识检测,以及残疾人假肢控制;所述音频素材库的音频素材具体是以中医基础理论为指导,依据五行学说相生相克理论,通过与五脏的联系来调节身心,具有调神、悦心、疏肝、解郁的功能;收集以五音作为主音,构成五种不同调式的音乐,产生不同的声波振荡,不断变化的频率与人体器官共鸣互振的音频素材,存储至音频素材库中;所述沉浸式虚拟场景库的虚拟场景具体是由技术人员设计制作成的虚拟场景,包括但不限于雪山、太空、建筑、沙滩、森林、园林、名胜古迹,以及模拟飞行的场景;所述案例数据库具体是存储由治疗决策支持模块回传的案例数据。
5.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的中医康复治疗系统,其特征在于:所述素材场景匹配模块的具体匹配过程为:
A1、将患者的状态数据记作r,计算匹配度,其中匹配度计算公式为:其中γ表示为匹配度,p,d分别表示为底值,期望值,f1,f2表示为比例系数,w表示为体重,h表示为身高,λ表示为影响因子;
A2、将患者的状态数据的匹配度γ和知识信息存储模块的案例数据库中的案例的匹配度γx进行循环查询匹配,计算差值和匹配度阈值γ(i,x)进行对比分析,若差值|γ-γx|<γ(i,x)则表示为匹配成功,若差值|γ-γx|≥γ(i,x)则表示为匹配失败;
A3、匹配成功将知识信息存储模块的沉浸式虚拟场景库存储的虚拟实境场景,音频素材库存储的音频素材,和患者的状态数据一一对应并以贴标签的形式进行区分,即一个患者的状态数据对应一个标签下的所有虚拟实境场景,所有音频素材;
A4、匹配失败则结合知识信息存储模块的专家知识库将患者的状态数据传输至对应领域专家,专家进行手动匹配得到虚拟实境场景和音频素材;
A5、将音频素材按照节奏进行节点划分,通过代码实现针对患者的状态数据实时调整音频节点处的声音大小;
A6、将音频素材和虚拟实境场景传输至治疗决策支持模块。
6.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的中医康复治疗系统,其特征在于:所述个人体质辨识模块的具体辨识方式为:根据知识信息存储模块的患者数据库存储的患者的状态数据,通过体质辨识仪采集患者体质信息,进行患者体质辨识。
7.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的中医康复治疗系统,其特征在于:所述治疗决策支持模块的具体处理过程为:
B1、根据体质数据,患者的状态数据,虚拟实境场景,以及音频素材,结合知识信息存储模块的专家知识库和案例数据库,利用归纳法、演绎法,以及反证法设计多个康复治疗方案;
B2、利用遗传算法挑选出最佳康复治疗方案并传输至系统智能响应处理模块;
B3、将该患者的体质数据,患者的状态数据,虚拟实境场景,音频素材,康复治疗方案集合成案例,传输至知识信息存储模块的案例数据库进行记录。
8.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的中医康复治疗系统,其特征在于:所述系统智能响应处理模块的具体处理过程为:
步骤一、人机接口接收治疗方案生成模块传输的治疗方案,将治疗方案传输至解释器;
步骤二、解释器根据人机接口传输的治疗方案,在知识信息存储模块的音频素材库,沉浸式虚拟场景库中查询对应音频素材和沉浸式虚拟场景,将其传输至人机接口;
步骤三、人机接口接收解释器传输的音频素材和沉浸式虚拟场景,将其传输至脑机融合平台进行康复治疗。
9.一种基于人工智能的中医康复治疗系统的方法,所述方法用于上述权利要求1-8任一所述的一种基于人工智能的中医康复治疗系统,其特征在于,包括下列步骤:
步骤S1、采集患者脑电信号,经过处理后生成脑电图分析患者状态,识别患者的深层意识得到患者的状态数据;
步骤S2、将康复治疗知识及方案,具备治疗作用的音频素材,各种虚拟场景,患者的状态数据,以及多例历史患者的康复治疗方案案例数据存储在数据库中;
步骤S3、根据患者的状态数据匹配虚拟实境场景、音频素材,并将其传输至治疗决策支持模块;
步骤S4、根据体质辨识仪结合患者的状态数据进行体质辨识,并将其传输至治疗决策支持模块;
步骤S5、根据素材场景匹配模块,个人体质辨识模块,知识信息存储模块传输的数据,结合知识信息存储模块的专家知识库和案例数据库给出适合不同患者的最佳康复治疗的方案;
步骤S6、据治疗方案实现脑机融合平台的虚拟实境与音频的切换;将切换后的数据传输至脑机融合平台进行康复治疗。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310944221.3A CN116895366A (zh) | 2023-07-28 | 2023-07-28 | 一种基于人工智能的中医康复治疗系统及其方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310944221.3A CN116895366A (zh) | 2023-07-28 | 2023-07-28 | 一种基于人工智能的中医康复治疗系统及其方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN116895366A true CN116895366A (zh) | 2023-10-17 |
Family
ID=88310704
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202310944221.3A Pending CN116895366A (zh) | 2023-07-28 | 2023-07-28 | 一种基于人工智能的中医康复治疗系统及其方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN116895366A (zh) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110292378A (zh) * | 2019-07-02 | 2019-10-01 | 燕山大学 | 基于脑波闭环监测的抑郁症远程康复系统 |
CN112426608A (zh) * | 2020-12-01 | 2021-03-02 | 贾立军 | 一种现代冥想沉浸式心理康复系统和方法 |
CN112951449A (zh) * | 2021-03-30 | 2021-06-11 | 江苏贝泰福医疗科技有限公司 | 针对神经功能障碍疾病的云端ai调控诊疗系统及其方法 |
CH717003A2 (de) * | 2019-12-27 | 2021-06-30 | Univ Lanzhou | System zum Regulieren einer gedrückten Stimmung durch Musik-Feedback beruhend auf einem Elektroenzephalogramm Signal. |
CN113842311A (zh) * | 2021-08-19 | 2021-12-28 | 南京市乐境医疗生物科技有限公司 | 一种基于中医五行音乐理论的沉浸式vr推拿系统 |
CN114010909A (zh) * | 2021-11-09 | 2022-02-08 | 山东中医药大学第二附属医院 | 一种沉浸式五音具像仿生穴位刺激系统 |
-
2023
- 2023-07-28 CN CN202310944221.3A patent/CN116895366A/zh active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110292378A (zh) * | 2019-07-02 | 2019-10-01 | 燕山大学 | 基于脑波闭环监测的抑郁症远程康复系统 |
CH717003A2 (de) * | 2019-12-27 | 2021-06-30 | Univ Lanzhou | System zum Regulieren einer gedrückten Stimmung durch Musik-Feedback beruhend auf einem Elektroenzephalogramm Signal. |
CN112426608A (zh) * | 2020-12-01 | 2021-03-02 | 贾立军 | 一种现代冥想沉浸式心理康复系统和方法 |
CN112951449A (zh) * | 2021-03-30 | 2021-06-11 | 江苏贝泰福医疗科技有限公司 | 针对神经功能障碍疾病的云端ai调控诊疗系统及其方法 |
CN113842311A (zh) * | 2021-08-19 | 2021-12-28 | 南京市乐境医疗生物科技有限公司 | 一种基于中医五行音乐理论的沉浸式vr推拿系统 |
CN114010909A (zh) * | 2021-11-09 | 2022-02-08 | 山东中医药大学第二附属医院 | 一种沉浸式五音具像仿生穴位刺激系统 |
Non-Patent Citations (6)
Title |
---|
丛明慧;孙洪巧;陈晓静;张春玲;: "中医五行音乐疗法对肺心病患者负性情绪的改善作用", 广西医科大学学报, no. 07, 15 July 2017 (2017-07-15) * |
张成;赵志付;: "中医心身医学研究新手段:脑电非线性分析", 环球中医药, no. 03, 6 March 2013 (2013-03-06) * |
成青莲;崔竞宇;杜廷海;: "中医五音疗法在心脏康复中的应用", 中国中医药现代远程教育, no. 12, 25 June 2017 (2017-06-25) * |
曹巧凤;胡秋菊;董洁;: "不同中医证型癫痫患者的脑电图特征相关性分析", 中医药导报, no. 24, 30 December 2016 (2016-12-30) * |
胡松洁;马彦平;: "基于知识图谱的"中医五行音乐疗法"可视化构建研究", 长春中医药大学学报, no. 03, 15 June 2015 (2015-06-15) * |
钟慧等: "脑机音乐接口研究综述", 微纳电子与智能制造, vol. 4, no. 3, 30 September 2022 (2022-09-30), pages 54 - 63 * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2018120638A1 (zh) | 一种vr场景的控制方法和装置 | |
Grimshaw et al. | Sonic virtuality: Sound as emergent perception | |
WO2019133997A1 (en) | System and method for neuroenhancement to enhance emotional response | |
EP3849410A1 (en) | System and method of improving sleep | |
CN108310587A (zh) | 一种睡眠控制装置与方法 | |
CN107402635B (zh) | 结合脑电波与虚拟现实的心理健康调节方法及系统 | |
Munkong et al. | Auditory perception and cognition | |
De Torcy et al. | A video-fiberscopic study of laryngopharyngeal behaviour in the human beatbox | |
CN102289596A (zh) | 通过检测的人体指标、环境参数制作功能数据包的方法 | |
CN112164135A (zh) | 一种虚拟人物形象的构建装置和方法 | |
CN112150617A (zh) | 一种三维人物模型的控制装置和方法 | |
Hoit et al. | Foundations of speech and hearing: Anatomy and physiology | |
Greenfield et al. | Synchrony and rhythm interaction: from the brain to behavioural ecology | |
CN109692392A (zh) | 一种基于云平台的音乐治疗方法及系统 | |
CN116895366A (zh) | 一种基于人工智能的中医康复治疗系统及其方法 | |
JP4101220B2 (ja) | 環境設定装置 | |
CN105426688A (zh) | 基于用户中医体质数据的个性化视频内容推送方法 | |
CN113687744A (zh) | 一种用于情绪调节的人机交互方法及设备 | |
KR102350320B1 (ko) | 전기 자극기를 이용한 개인 맞춤형 헬스 케어 시스템 및 그 방법 | |
CN114010909A (zh) | 一种沉浸式五音具像仿生穴位刺激系统 | |
CN106308821A (zh) | 一种用于心理减压的减压系统 | |
Wang | The intervention of music education on students’ mental health based on fuzzy computing | |
KR20220145968A (ko) | 인공지능 표정인식 기술이 적용된 가상 현실 심리 치료 방법 | |
Siwiak et al. | Catch Your Breath-musical biofeedback for breathing regulation | |
Yun | Improved self-expression of adolescents with cochlear implants after a songwriting intervention: A case study |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |