一种基于虚拟现实的乳腺癌术后康复锻炼系统及方法与流程

本发明涉及术后康复技术领域，尤其公开了一种基于虚拟现实的乳腺癌术后康复锻炼系统。

背景技术：

乳腺癌术后患肢康复锻炼尤为重要，其意义为：1、利于术后上肢静脉回流及引流液的流出；2、利于术后上肢水肿的消退，可明显降低积液、积血、皮瓣环死及上肢严重水肿等并发症的发生；3、更重要的是早期功能锻炼减少了疤痕挛缩的发生，提高了患侧上肢的功能恢复及患者自理能力的重建。

然而，很多时候患者并没有严格按照锻炼的频率和要求落实到位，医务人员在进行健康宣教后对其监测和日常督促也缺乏有效的工具和手段，可能造成患侧肢体活动受限、上肢水肿等并发症，影响乳腺癌术后的顺利康复。

因此，现有乳腺癌术后患肢康复锻炼中存在的上述缺陷，是一件亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明提供了一种基于虚拟现实的乳腺癌术后康复锻炼系统及方法，旨在解决现有乳腺癌术后患肢康复锻炼中存在的上述缺陷的技术问题。

本发明的一方面涉及一种基于虚拟现实的乳腺癌术后康复锻炼系统，包括虚拟现实头显，虚拟现实头显上设有构建模块、显示屏、识别模块、比较模块、控制器和报警模块，其中，

构建模块，用于构建三维虚拟康复锻炼模型；

显示屏，与构建模块相连，用于对构建模块构建的三维虚拟康复锻炼模型进行显示，以指引患者按照显示的三维虚拟康复锻炼模型完成术后康复锻炼；

识别模块，用于识别患者做康复锻炼时的动作姿态和锻炼时间；

比较模块，与识别模块相连，用于将识别模块识别到的患者动作姿态和锻炼时间与预设在数据库中的动作姿态阈值和时间阈值进行比较：

控制器，与比较模块相连，用于若识别到患者动作姿态和锻炼时间偏离动作姿态阈值和时间阈值时，则向报警模块发出报警控制指令；

报警模块，用于接收控制器发出的报警控制指令，根据报警控制指令来发出报警信号，提醒患者及时进行术后康复锻炼纠正。

进一步地，基于虚拟现实的乳腺癌术后康复锻炼系统还包括上位机，虚拟现实头显上设有接收模块，

接收模块，用于接收上位机发送过来的患者信息；

显示屏，与接收模块相连，用于根据接收模块接收的患者信息，在三维虚拟康复锻炼模型中显示与患者信息相匹配的锻炼模式，锻炼模式包括术后早期锻炼模式、引流管拔除前期锻炼模式、化疗阶段锻炼模式和放疗阶段锻炼模式。

进一步地，虚拟现实头显上设有发送模块，

发送模块与控制器相连，用于将识别结果发送给上位机，由上位机下发纠正意见。

进一步地，虚拟现实头显上设有锻炼完结模块，

锻炼完结模块与控制器相连，用于若识别到患者做康复锻炼时的动作姿态和锻炼时间符合动作姿态阈值和时间阈值时，则提醒患者已完成康复锻炼动作。

进一步地，识别模块包括红外发射器和红外传感器，

红外发射器，用于发出红外光；

红外传感器，用于感应红外发射器发出的红外光；

红外发射器为vsmf2890rgx01红外发射器，红外传感器为vcnl4020接近和环境光传感器模块。

进一步地，控制器为lpc824m201jhi33微控制器，比较模块为lm393比较器，报警模块为tas2557报警器。

本发明的另一方面涉及一种基于虚拟现实的乳腺癌术后康复锻炼方法，应用于上述的基于虚拟现实的乳腺癌术后康复锻炼系统中，基于虚拟现实的乳腺癌术后康复锻炼方法包括以下步骤：

构建三维虚拟康复锻炼模型，并将构建的三维虚拟康复锻炼模型显示在显示屏上，以指引患者按照显示的三维虚拟康复锻炼模型完成术后康复锻炼；

识别患者做康复锻炼时的动作姿态和锻炼时间，将识别到的患者动作姿态和锻炼时间与预设在数据库中的动作姿态阈值和时间阈值进行比较，若识别到患者动作姿态和锻炼时间偏离动作姿态阈值和时间阈值时，则发出报警信号，提醒患者及时纠正。

进一步地，基于虚拟现实的乳腺癌术后康复锻炼系统还包括上位机，识别患者做康复锻炼时的动作姿态和锻炼时间，将识别到的患者动作姿态和锻炼时间与预设在数据库中的动作姿态阈值和时间阈值进行比较，若识别到的患者动作姿态和锻炼时间偏离动作姿态阈值和时间阈值，则发出报警信号，提醒患者及时纠正的步骤之前还包括：

接收上位机发送过来的患者信息，在三维虚拟康复锻炼模型中显示与患者信息相匹配的锻炼模式，锻炼模式包括术后早期锻炼模式、引流管拔除前期锻炼模式、化疗阶段锻炼模式和放疗阶段锻炼模式。

进一步地，识别患者做康复锻炼时的动作姿态和锻炼时间，将识别到的患者动作姿态和锻炼时间与预设在数据库中的动作姿态阈值和时间阈值进行比较，若识别到的患者动作姿态和锻炼时间偏离动作姿态阈值和时间阈值，则发出报警信号，提醒患者及时纠正的步骤之后还包括：

将识别结果发送给上位机，由上位机下发纠正意见。

进一步地，识别患者做康复锻炼时的动作姿态和锻炼时间，将识别到的患者动作姿态和锻炼时间与预设在数据库中的动作姿态阈值和时间阈值进行比较，若识别到的患者动作姿态和锻炼时间偏离动作姿态阈值和时间阈值，则发出报警信号，提醒患者及时纠正的步骤之后还包括：

若识别到做康复锻炼时的动作姿态和锻炼时间符合动作姿态阈值和时间阈值时，则提醒患者已完成康复锻炼动作。

本发明所取得的有益效果为：

本发明提出的一种基于虚拟现实的乳腺癌术后康复锻炼系统及方法，该系统包括虚拟现实头显，虚拟现实头显上设有构建模块、显示屏、识别模块、比较模块、控制器和报警模块，构建模块用于构建三维虚拟康复锻炼模型；显示屏用于对三维虚拟康复锻炼模型进行显示；识别模块用于识别患者做康复锻炼时的动作姿态和锻炼时间；比较模块用于将患者动作姿态和锻炼时间与预设在数据库中的动作姿态阈值和时间阈值进行比较；控制器用于若识别到患者动作姿态和锻炼时间偏离动作姿态阈值和时间阈值时，则向报警模块发出报警控制指令；报警模块用于提醒患者及时进行术后康复锻炼纠正。本发明基于虚拟现实的乳腺癌术后康复锻炼系统及方法，医生、护士与患者的交互性好、用户体验过程中沉浸感强；监测效果好，患者康复效率高。

附图说明

图1为本发明提供的基于虚拟现实的乳腺癌术后康复锻炼系统第一实施例的功能框图；

图2为本发明提供的基于虚拟现实的乳腺癌术后康复锻炼系统第二实施例的功能框图；

图3为本发明提供的基于虚拟现实的乳腺癌术后康复锻炼系统第三实施例的功能框图；

图4为本发明提供的基于虚拟现实的乳腺癌术后康复锻炼系统第四实施例的功能框图；

图5为本发明提供的基于虚拟现实的乳腺癌术后康复锻炼系统一实施例的电路原理图；

图6为本发明提供的基于虚拟现实的乳腺癌术后康复锻炼方法第一实施例的流程示意图；

图7为本发明提供的基于虚拟现实的乳腺癌术后康复锻炼方法第二实施例的流程示意图；

图8为本发明提供的基于虚拟现实的乳腺癌术后康复锻炼方法第三实施例的流程示意图；

图9为本发明提供的基于虚拟现实的乳腺癌术后康复锻炼方法第四实施例的流程示意图。

附图标号说明：

100、虚拟现实头显；200、上位机；10、构建模块；20、显示屏；30、识别模块；40、比较模块；50、控制器；60、报警模块；70、接收模块；80、发送模块；90、锻炼完结模块。

具体实施方式

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案做详细的说明。

如图1所示，图1为本发明提供的基于虚拟现实的乳腺癌术后康复锻炼系统第一实施例的功能框图，在本实施例中，该基于虚拟现实的乳腺癌术后康复锻炼系统包括虚拟现实头显100，虚拟现实头显100上设有构建模块10、显示屏20、识别模块30、比较模块40、控制器50和报警模块60，其中，构建模块10，用于构建三维虚拟康复锻炼模型；显示屏20，与构建模块10相连，用于对构建模块10构建的三维虚拟康复锻炼模型进行显示，以指引患者按照显示的三维虚拟康复锻炼模型完成术后康复锻炼；识别模块30，用于识别患者做康复锻炼时的动作姿态和锻炼时间；比较模块40，与识别模块30相连，用于将识别模块30识别到的患者动作姿态和锻炼时间与预设在数据库中的动作姿态阈值和时间阈值进行比较；控制器50，与比较模块40相连，用于若识别到患者动作姿态和锻炼时间偏离动作姿态阈值和时间阈值时，则向报警模块60发出报警控制指令；报警模块60，用于接收控制器50发出的报警控制指令，根据报警控制指令来发出报警信号，提醒患者及时进行术后康复锻炼纠正。例如，在数据库中预设的术后早期锻炼模式中，设定的手指活动的锻炼时期为术后24小时内，动作姿态阈值包括手指、腕和腿部的屈曲和伸张运动，由拇指开始，依次屈伸，术后第一天做5指同时屈伸，握拳运动。时间阈值设为每次动作的时间为2～4秒。识别模块30采集和识别患者做康复锻炼时的动作姿态和锻炼时间；比较模块40将识别模块30识别到患者做康复锻炼时的动作姿态和锻炼时间与预设在数据库中的动作姿态阈值和时间阈值进行比较，若控制器50识别到患者做康复锻炼时的动作姿态和锻炼时间不在数据中预设的动作姿态阈值和时间阈值内时，则启动报警模块60进行声光报警，以及时提醒患者纠正康复动作姿态和锻炼时间。

本实施例提出的基于虚拟现实的乳腺癌术后康复锻炼系统，与现有技术相比，该系统包括虚拟现实头显，虚拟现实头显上设有构建模块、显示屏、识别模块、比较模块、控制器和报警模块，构建模块用于构建三维虚拟康复锻炼模型；显示屏用于对三维虚拟康复锻炼模型进行显示；识别模块用于识别患者做康复锻炼时的动作姿态和锻炼时间；比较模块用于将患者动作姿态和锻炼时间与预设在数据库中的动作姿态阈值和时间阈值进行比较；控制器用于若识别到患者动作姿态和锻炼时间偏离动作姿态阈值和时间阈值时，则向报警模块发出报警控制指令；报警模块用于提醒患者及时进行术后康复锻炼纠正。本实施例基于虚拟现实的乳腺癌术后康复锻炼系统，医生、护士与患者的交互性好、用户体验过程中沉浸感强；监测效果好，患者康复效率高。

进一步地，请见图2，图2为本发明提供的基于虚拟现实的乳腺癌术后康复锻炼系统第二实施例的功能框图，在第一实施例的基础上，本实施例提供的基于虚拟现实的乳腺癌术后康复锻炼系统，还包括上位机200，其中，虚拟现实头显100上设有接收模块70，接收模块70，用于接收上位机200发送过来的患者信息；显示屏20，与接收模块70相连，用于根据接收模块70接收的患者信息，在三维虚拟康复锻炼模型中显示与患者信息相匹配的锻炼模式，锻炼模式包括术后早期锻炼模式、引流管拔除前期锻炼模式、化疗阶段锻炼模式和放疗阶段锻炼模式。在本实施例中，预设在数据库中的术后早期锻炼模式包括术后24小时内的手指活动、术后第1～3天的呼吸及按摩运动、以及术后第4～7天的患肢功能锻炼，锻炼时间为每次2～4秒，活动频率为每日三次。引流管拔除前期锻炼模式包括术后第7～14天的肘部运动、上臂运动、肩膀运动和压球运动，锻炼时间为每次2～4秒，活动频率为每日三次。化疗阶段锻炼模式包括压壁运动、摆臂运动、扇动臂膀运动、爬墙运动和吊绳运动，锻炼时间为每次2～4秒，活动频率为每日三次。放疗阶段锻炼模式包括上肢旋转运动和上肢后伸运动，锻炼时间为每次2～4秒，活动频率为每日三次。

本实施例提出的一种基于虚拟现实的乳腺癌术后康复锻炼系统，与现有技术相比，还包括上位机，其中，虚拟现实头显上设有接收模块，接收模块用于接收上位机发送过来的患者信息；显示屏与接收模块相连，用于根据接收模块接收的患者信息，在三维虚拟康复锻炼模型中显示与患者信息相匹配的锻炼模式，锻炼模式包括术后早期锻炼模式、引流管拔除前期锻炼模式、化疗阶段锻炼模式和放疗阶段锻炼模式。本实施例基于虚拟现实的乳腺癌术后康复锻炼系统，医生、护士与患者的交互性好、用户体验过程中沉浸感强；监测效果好，患者康复效率高。

优选地，参见图3，图3为本发明提供的基于虚拟现实的乳腺癌术后康复锻炼系统第三实施例的功能框图，在第一实施例的基础上，虚拟现实头显100上还设有发送模块80，其中，发送模块80与控制器50相连，用于将识别结果发送给上位机200，由上位机200下发纠正意见。例如，若控制器50识别到患者做康复锻炼时的动作姿态和锻炼时间不在数据库中预设的动作姿态阈值和时间阈值内时，则将识别结果发送给上位机200，由上位机200下发纠正意见，以及时提醒患者纠正康复动作姿态和锻炼时间。其中，上位机200可以由医生或护士进行相应操作，下发对应的纠正意见。

本实施例提出的一种基于虚拟现实的乳腺癌术后康复锻炼系统，虚拟现实头显上还设有发送模块，发送模块用于将识别结果发送给上位机，由上位机下发纠正意见以及时提醒患者纠正康复动作姿态和锻炼时间。本实施例基于虚拟现实的乳腺癌术后康复锻炼系统，医生、护士与患者的交互性好、用户体验过程中沉浸感强；监测效果好，患者康复效率高。

进一步地，请见图4，图4为本发明提供的基于虚拟现实的乳腺癌术后康复锻炼系统第四实施例的功能框图，在第一实施例的基础上，虚拟现实头显100上设有锻炼完结模块90，其中，锻炼完结模块90与控制器50相连，用于若识别到患者做康复锻炼时的动作姿态和锻炼时间符合动作姿态阈值和时间阈值时，则提醒患者已完成康复锻炼动作。在本实施例中，锻炼完结模块90用于若识别到患者做康复锻炼时的动作姿态和锻炼时间与数据库中预设的动作姿态阈值和时间阈值相符时，则提醒患者已完成康复锻炼动作，从而达到术后康复锻炼的积极效果。

本实施例提出的基于虚拟现实的乳腺癌术后康复锻炼系统，虚拟现实头显上还设有锻炼完结模块，锻炼完结模块用于若识别到患者做康复锻炼时的动作姿态和锻炼时间符合动作姿态阈值和时间阈值时，则提醒患者已完成康复锻炼动作，从而达到术后康复锻炼的积极效果。本实施例基于虚拟现实的乳腺癌术后康复锻炼系统，医生、护士与患者的交互性好、用户体验过程中沉浸感强；监测效果好，患者康复效率高。

优选地，参见图5，图5为本发明提供的基于虚拟现实的乳腺癌术后康复锻炼系统一实施例的电路原理图，在本实施例中，识别模块30包括红外发射器31和红外传感器32，其中，红外发射器31，用于发出红外光；红外传感器32，用于感应红外发射器31发出的红外光。具体地，红外发射器采用vsmf2890rgx01红外发射器，红外传感器采用vcnl4020接近和环境光传感器模块。控制器50采用lpc824m201jhi33微控制器。比较模块40采用lm393比较器，报警模块60采用tas2557报警器。在本实施例中，通过vsmf2890rgx01红外发射器发射红外光，vcnl4020接近和环境光传感器模块通过感应光线强度的变化来识别患者做康复锻炼时的动作姿态，lm393比较器将vcnl4020接近和环境光传感器模块识别到的患者动作姿态与预设在数据库中的动作姿态阈值进行比较；lpc824m201jhi33微控制器根据比较结果来启动tas2557报警器来进行声光报警，以及时提醒患者纠正康复动作姿态。

如图6所示，图6为本发明提供的基于虚拟现实的乳腺癌术后康复锻炼方法第一实施例的流程示意图，在本实施例中，该基于虚拟现实的乳腺癌术后康复锻炼方法应用于上述的基于虚拟现实的乳腺癌术后康复锻炼系统中，该基于虚拟现实的乳腺癌术后康复锻炼方法包括以下步骤：

步骤s100、构建三维虚拟康复锻炼模型，并将构建的三维虚拟康复锻炼模型显示在显示屏上，以指引患者按照显示的三维虚拟康复锻炼模型完成术后康复锻炼。

步骤s200、识别患者做康复锻炼时的动作姿态和锻炼时间，将识别到的患者动作姿态和锻炼时间与预设在数据库中的动作姿态阈值和时间阈值进行比较，若识别到患者动作姿态和锻炼时间偏离动作姿态阈值和时间阈值时，则发出报警信号，提醒患者及时纠正。

在数据库中预设的术后早期锻炼模式中，设定的手指活动的锻炼时期为术后24小时内，动作姿态阈值包括手指、腕和腿部的屈曲和伸张运动，由拇指开始，依次屈伸，术后第一天做5指同时屈伸，握拳运动。时间阈值设为每次动作的时间为2～4秒。识别模块30采集和识别患者做康复锻炼时的动作姿态和锻炼时间；比较模块40将识别模块30识别到患者做康复锻炼时的动作姿态和锻炼时间与预设在数据库中的动作姿态阈值和时间阈值进行比较，若控制器50识别到患者做康复锻炼时的动作姿态和锻炼时间不在数据中预设的动作姿态阈值和时间阈值内时，则启动报警模块60进行声光报警，以及时提醒患者纠正康复动作姿态和锻炼时间。

本实施例提出的基于虚拟现实的乳腺癌术后康复锻炼方法，与现有技术相比，通过构建三维虚拟康复锻炼模型，并将构建的三维虚拟康复锻炼模型显示在显示屏上，以指引患者按照显示的三维虚拟康复锻炼模型完成术后康复锻炼；识别患者做康复锻炼时的动作姿态和锻炼时间，将识别到的患者动作姿态和锻炼时间与预设在数据库中的动作姿态阈值和时间阈值进行比较，若识别到患者动作姿态和锻炼时间偏离动作姿态阈值和时间阈值时，则发出报警信号，提醒患者及时纠正。本实施例基于虚拟现实的乳腺癌术后康复锻炼方法，医生、护士与患者的交互性好、用户体验过程中沉浸感强；监测效果好，患者康复效率高。

进一步地，请见图7，图7为本发明提供的基于虚拟现实的乳腺癌术后康复锻炼方法第二实施例的流程示意图，在第一实施例的基础上，基于虚拟现实的乳腺癌术后康复锻炼系统还包括上位机，步骤s200之前还包括：

步骤s200a、接收上位机发送过来的患者信息，在三维虚拟康复锻炼模型中显示与患者信息相匹配的锻炼模式，锻炼模式包括术后早期锻炼模式、引流管拔除前期锻炼模式、化疗阶段锻炼模式和放疗阶段锻炼模式。

预设在数据库中的术后早期锻炼模式包括术后24小时内的手指活动、术后第1～3天的呼吸及按摩运动、以及术后第4～7天的患肢功能锻炼，锻炼时间为每次2～4秒，活动频率为每日三次。引流管拔除前期锻炼模式包括术后第7～14天的肘部运动、上臂运动、肩膀运动和压球运动，锻炼时间为每次2～4秒，活动频率为每日三次。化疗阶段锻炼模式包括压壁运动、摆臂运动、扇动臂膀运动、爬墙运动和吊绳运动，锻炼时间为每次2～4秒，活动频率为每日三次。放疗阶段锻炼模式包括上肢旋转运动和上肢后伸运动，锻炼时间为每次2～4秒，活动频率为每日三次。

本实施例提出的一种基于虚拟现实的乳腺癌术后康复锻炼方法，通过接收上位机发送过来的患者信息，在三维虚拟康复锻炼模型中显示与患者信息相匹配的锻炼模式，锻炼模式包括术后早期锻炼模式、引流管拔除前期锻炼模式、化疗阶段锻炼模式和放疗阶段锻炼模式。本实施例基于虚拟现实的乳腺癌术后康复锻炼系统，医生、护士与患者的交互性好、用户体验过程中沉浸感强；监测效果好，患者康复效率高。

优选地，参见图8，图8为本发明提供的基于虚拟现实的乳腺癌术后康复锻炼方法第三实施例的流程示意图，在第一实施例的基础上，步骤s200之后还包括：

步骤s200b、将识别结果发送给上位机，由上位机下发纠正意见。

若控制器50识别到患者做康复锻炼时的动作姿态和锻炼时间不在数据库中预设的动作姿态阈值和时间阈值内时，则将识别结果发送给上位机200，由上位机200下发纠正意见，以及时提醒患者纠正康复动作姿态和锻炼时间。其中，上位机200可以由医生或护士进行相应操作，下发对应的纠正意见。

本实施例提出的基于虚拟现实的乳腺癌术后康复锻炼方法，通过将识别结果发送给上位机，由上位机下发纠正意见。本实施例基于虚拟现实的乳腺癌术后康复锻炼方法，医生、护士与患者的交互性好、用户体验过程中沉浸感强；监测效果好，患者康复效率高。

进一步地，如图9所示，图9为本发明提供的基于虚拟现实的乳腺癌术后康复锻炼方法第四实施例的流程示意图，在第一实施例的基础上，步骤s200之后还包括：

步骤s200c、若识别到做康复锻炼时的动作姿态和锻炼时间符合动作姿态阈值和时间阈值时，则提醒患者已完成康复锻炼动作。

锻炼完结模块90用于若识别到患者做康复锻炼时的动作姿态和锻炼时间与数据库中预设的动作姿态阈值和时间阈值相符时，则提醒患者已完成康复锻炼动作，从而达到术后康复锻炼的积极效果。

本实施例提出的基于虚拟现实的乳腺癌术后康复锻炼方法，若识别到做康复锻炼时的动作姿态和锻炼时间符合动作姿态阈值和时间阈值时，则提醒患者已完成康复锻炼动作。本实施例基于虚拟现实的乳腺癌术后康复锻炼方法，医生、护士与患者的交互性好、用户体验过程中沉浸感强；监测效果好，患者康复效率高。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。