本發(fā)明涉及一種智能技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種智能康復訓練系統(tǒng)及應(yīng)用。

背景技術(shù)：

隨著現(xiàn)代人工作壓力逐漸增大和生活形態(tài)的越來越緊張，過重的生活負擔、長時間固定同一個姿勢、久站久坐運動量不足、重復多次的彎腰等造成脊椎過度勞損或形成不良姿勢，導致肌肉疼痛或頸、腰、胸等椎體產(chǎn)生酸痛麻癥候群，現(xiàn)代醫(yī)學逐漸采用物理治療，即康復治療來校正彎曲的脊椎與骨骼，使脊椎或骨骼神經(jīng)得以舒緩，以解除酸痛麻的根源。一般而言，物理治療師在給患者進行物理治療時，多借助各種康復設(shè)備，其使用馬達來帶動機械設(shè)備，用以反復地帶動人體的某一部位運動，使該部位逐漸恢復至正常的角度或形狀。但是現(xiàn)有的康復設(shè)備功能性都較為單一，一般都只能工作某一個特性的工作模式，不夠智能，并不能很好的幫助患者康復。

專利申請?zhí)枮?01610269317.4的專利文獻公開了基于嵌入式系統(tǒng)的醫(yī)用康復訓練儀，包括受力檢測系統(tǒng)和智能控制系統(tǒng)，受力檢測系統(tǒng)包括力傳感器和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，智能控制系統(tǒng)包括嵌入式微控制器、聲光報警器和紅外遙控模塊；力傳感器通過模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊連接嵌入式微控制器，將力信號輸入至嵌入式微控制器；聲光報警器和紅外遙控模塊分別連接嵌入式微控制器，紅外遙控模塊將設(shè)定的訓練時間及報警閾值存儲到嵌入式微控制器中，聲光報警器在施力達到報警閾值和達到設(shè)定訓練時間時發(fā)出聲音警報；力傳感器為應(yīng)變片壓力傳感器；模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊由高精度24位模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片AD7767構(gòu)成；嵌入式微控制器為STM32F103單片機；聲光報警器由蜂鳴器和紅色LED發(fā)光二極管構(gòu)成；紅外遙控模塊由紅外遙控接收頭SM0038構(gòu)成；還包括由DS1340芯片組成的實時時鐘電路，實時時鐘電路通過其2線串行接口連接嵌入式微控制器；還包括由2位7段LED數(shù)碼管組成的LED數(shù)碼管顯示器，LED數(shù)碼管顯示器用來顯示病人的施力大小及設(shè)定訓練時間；還包括由可充電電池和電源檢測芯片組成的充電電池組及電源管理模塊，充電電池組及電源管理模塊與嵌入式微控制器的電源輸入端口連接；還包括USB接口調(diào)試模塊，USB接口調(diào)試模塊連接嵌入式微控制器得下載端口。但該發(fā)明存在以下不足：缺少有效的警報提示模塊。

專利申請?zhí)枮?01510278123.6的專利文獻公開了虛擬現(xiàn)實康復訓練系統(tǒng)及方法，包括：運動捕捉設(shè)備、可移動設(shè)備以及處理設(shè)備，所述處理設(shè)備安裝在所述可移動設(shè)備上，構(gòu)成床旁一體設(shè)備，所述處理設(shè)備與所述運動捕捉設(shè)備連接，其中，所述運動捕捉設(shè)備，連接至患者的肢體，用于實時獲取所述患者的肢體動作數(shù)據(jù)；所述處理設(shè)備包括：數(shù)據(jù)接收模塊、處理模塊和顯示模塊；所述數(shù)據(jù)接收模塊用于接收所述運動捕捉設(shè)備獲取的所述肢體動作數(shù)據(jù)；所述處理模塊用于根據(jù)所述肢體動作數(shù)據(jù)發(fā)出驅(qū)動信號以驅(qū)動三維人物模型的動作變化，以及根據(jù)所述肢體動作數(shù)據(jù)對所述患者的訓練情況進行評估，得到評估結(jié)果；所述顯示模塊用于根據(jù)所述驅(qū)動信號實時顯示所述三維人物模型的動作變化，以及顯示所述評估結(jié)果；所述可移動設(shè)備包括：設(shè)備主體以及連接至所述設(shè)備主體下端的可移動機構(gòu)，所述設(shè)備主體上設(shè)有高度調(diào)節(jié)機構(gòu)，用于調(diào)節(jié)所述設(shè)備主體的高度；所述運動捕捉設(shè)備包括四個可穿戴的傳感器，分別連接至所述患者的腰部及單側(cè)的肩、肘、腕，用于實時檢測所述患者的腰部、肩、肘和腕的角度變化，以獲取所述肢體動作數(shù)據(jù)；所述傳感器包括加速計和陀螺儀，其中，所述加速計用于檢測連接部位的加速度，所述陀螺儀用于檢測連接部位的角速度；所述運動捕捉設(shè)備還包括：數(shù)據(jù)交換模塊和電源管理模塊，其中，所述數(shù)據(jù)交換模塊用于按照預設(shè)的時間間隔向所述處理設(shè)備發(fā)送所述肢體動作數(shù)據(jù)，所述電源管理模塊用于向所述運動捕捉設(shè)備提供電能；所述處理模塊，具體用于將所述肢體動作數(shù)據(jù)與所述當前訓練姿勢及當前訓練模式下預設(shè)的動作數(shù)據(jù)進行比較，得到所述評估結(jié)果；以及在游戲結(jié)束后，根據(jù)所述患者完成游戲任務(wù)的程度，記錄所述患者的康復情況；其中，訓練姿勢包括：臥姿、坐姿和站姿，訓練模式包括：被動訓練模式、健側(cè)帶動患側(cè)訓練模式和主動訓練模式，所述評估結(jié)果包括：訓練動作、訓練時間、所述患者的動作是否到位、所述患者的動作重復次數(shù)、所述患者的動作的速度和/或力量是否達標、得分以及所述患者的活動能力；所述預設(shè)的動作數(shù)據(jù)包括：動作類型、根據(jù)所述患者的身體情況設(shè)置的肢體在每個方向上的活動范圍、動作的重復次數(shù)、速度、力量；所述處理模塊，具體用于計算當前肢體動作數(shù)據(jù)對應(yīng)的坐標值與上次肢體動作數(shù)據(jù)對應(yīng)的坐標值的空間距離，將所述空間距離與預設(shè)的容差范圍進行比較，如果所述空間距離處于所述容差范圍之外，則過濾掉所述當前肢體動作數(shù)據(jù)對應(yīng)的坐標值；并根據(jù)過濾處理后得到的數(shù)據(jù)發(fā)出驅(qū)動信號，以驅(qū)動所述三維人物模型的動作變化；所述系統(tǒng)還包括：打印設(shè)備，連接至所述處理設(shè)備，用于打印所述評估結(jié)果；所述的虛擬現(xiàn)實康復訓練系統(tǒng)，包括：處理設(shè)備根據(jù)輸入的信息，確定患者進行訓練，并確定當前訓練姿勢及當前訓練模式；所述處理設(shè)備向運動捕捉設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)請求；所述運動捕捉設(shè)備接收到所述數(shù)據(jù)請求后，獲取患者的肢體動作數(shù)據(jù)，并按照預設(shè)的時間間隔向所述處理設(shè)備發(fā)送所述肢體動作數(shù)據(jù)；所述處理設(shè)備接收所述肢體動作數(shù)據(jù)后，根據(jù)所述肢體動作數(shù)據(jù)發(fā)出驅(qū)動信號，驅(qū)動三維人物模型的動作變化并實時顯示；以及根據(jù)所述肢體動作數(shù)據(jù)對所述患者的訓練情況進行評估并顯示評估結(jié)果；在訓練結(jié)束后，所述處理設(shè)備選擇難度與所述患者的康復情況匹配的游戲，供所述患者進行訓練，并根據(jù)所述患者完成游戲任務(wù)的程度，記錄所述患者的康復情況；所述運動捕捉設(shè)備獲取患者的肢體動作數(shù)據(jù)包括：所述運動捕捉設(shè)備實時檢測所述患者的腰部及單側(cè)的肩、肘、腕的角度變化，以獲取所述肢體動作數(shù)據(jù)；所述處理設(shè)備根據(jù)所述肢體動作數(shù)據(jù)發(fā)出驅(qū)動信號驅(qū)動三維人物模型的動作變化并實時顯示包括：所述處理設(shè)備顯示所述患者需要完成的動作對應(yīng)的運動軌跡；所述處理設(shè)備實時將所述三維人物模型的動作與所述運動軌跡進行比較；如果所述三維人物模型的動作偏離所述運動軌跡，則所述處理設(shè)備進行提示；所述處理設(shè)備根據(jù)所述肢體動作數(shù)據(jù)對所述患者的訓練情況進行評估包括：所述處理設(shè)備將所述肢體動作數(shù)據(jù)與所述當前訓練姿勢及當前訓練模式下預設(shè)的動作數(shù)據(jù)進行比較，得到所述評估結(jié)果，所述評估結(jié)果包括：訓練動作、訓練時間、所述患者的動作是否到位、所述患者的動作重復次數(shù)、所述患者的動作的速度和/或力量是否達標、得分以及所述患者的活動能力；所述預設(shè)的動作數(shù)據(jù)包括：動作類型、根據(jù)所述患者的身體情況設(shè)置的肢體在每個方向上的活動范圍、動作的重復次數(shù)、速度、力量；所述處理設(shè)備根據(jù)所述肢體動作數(shù)據(jù)發(fā)出驅(qū)動信號，驅(qū)動三維人物模型的動作變化并實時顯示包括：計算當前肢體動作數(shù)據(jù)對應(yīng)的坐標值與上次肢體動作數(shù)據(jù)對應(yīng)的坐標值的空間距離，將所述空間距離與預設(shè)的容差范圍進行比較，如果所述空間距離處于所述容差范圍之外，則過濾掉所述當前肢體動作數(shù)據(jù)對應(yīng)的坐標值；根據(jù)過濾處理后得到的數(shù)據(jù)發(fā)出驅(qū)動信號驅(qū)動所述三維人物模型的動作變化，并實時顯示所述三維人物模型的動作變化；所述處理設(shè)備采用多視角顯示所述三維人物模型的動作變化；在根據(jù)所述肢體動作數(shù)據(jù)對所述患者的訓練情況進行評估之后，所述方法還包括：打印所述評估結(jié)果；所述訓練姿勢包括：臥姿、坐姿和站姿；所述訓練模式包括：被動訓練模式、健側(cè)帶動患側(cè)訓練模式和主動訓練模式。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種智能康復訓練系統(tǒng)及應(yīng)用，以解決背景技術(shù)中存在的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種智能康復訓練系統(tǒng)，包括：運動捕捉模塊、健康狀態(tài)監(jiān)測模塊、用戶終端、中央處理模塊、警報模塊，所述運動捕捉模塊、健康狀態(tài)監(jiān)測模塊、用戶終端、通訊模塊與中央處理模塊連接。

作為本發(fā)明進一步的方案：所述運動捕捉模塊為基于計算機圖形學研發(fā)的動態(tài)捕捉模塊。

作為本發(fā)明進一步的方案：所述健康狀態(tài)監(jiān)測模塊包括心率監(jiān)測模塊、血氧濃度檢測模塊、血壓監(jiān)測模塊、血糖濃度監(jiān)測模塊、呼吸頻率監(jiān)測模塊、出汗程度監(jiān)測模塊及二氧化碳濃度監(jiān)測模塊。

作為本發(fā)明進一步的方案：所述用戶終端為基于S3C2410X設(shè)計的用戶終端。

作為本發(fā)明進一步的方案：所述警報模塊包括繼電器、遙控模塊、揚聲器、語音輸出模塊及RS232接口。

一種智能康復訓練系統(tǒng)的應(yīng)用，包括以下步驟：

（1）用戶通過運動捕捉模塊進行康復訓練學習，并通過中央處理模塊、健康狀態(tài)監(jiān)測模塊和用戶終端進行康復訓練過程中的健康狀態(tài)評估來改變康復訓練的強度；

（2）用戶在康復訓練過程中，存在健康狀態(tài)不適時，警報模塊激活并通過用戶終端提示用戶。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明包括：運動捕捉模塊、健康狀態(tài)監(jiān)測模塊、用戶終端、中央處理模塊、警報模塊，所述運動捕捉模塊、健康狀態(tài)監(jiān)測模塊、用戶終端、通訊模塊與中央處理模塊連接。本發(fā)明使得用戶得到科學合理的康復訓練。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的工作原理。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施方式對本專利的技術(shù)方案作進一步詳細地說明。

由圖1可見，一種智能康復訓練系統(tǒng)，包括：運動捕捉模塊、健康狀態(tài)監(jiān)測模塊、用戶終端、中央處理模塊、警報模塊，所述運動捕捉模塊、健康狀態(tài)監(jiān)測模塊、用戶終端、通訊模塊與中央處理模塊連接。

所述運動捕捉模塊為基于計算機圖形學研發(fā)的動態(tài)捕捉模塊。

所述健康狀態(tài)監(jiān)測模塊包括心率監(jiān)測模塊、血氧濃度檢測模塊、血壓監(jiān)測模塊、血糖濃度監(jiān)測模塊、呼吸頻率監(jiān)測模塊、出汗程度監(jiān)測模塊及二氧化碳濃度監(jiān)測模塊。

所述用戶終端為基于S3C2410X設(shè)計的用戶終端。

所述警報模塊包括繼電器、遙控模塊、揚聲器、語音輸出模塊及RS232接口。

一種智能康復訓練系統(tǒng)的應(yīng)用，包括以下步驟：

（1）用戶通過運動捕捉模塊進行康復訓練學習，并通過中央處理模塊、健康狀態(tài)監(jiān)測模塊和用戶終端進行康復訓練過程中的健康狀態(tài)評估來改變康復訓練的強度；

（2）用戶在康復訓練過程中，存在健康狀態(tài)不適時，警報模塊激活并通過用戶終端提示用戶。

對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實施例的細節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點來看，均應(yīng)將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。

此外，應(yīng)當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實施方式。