一种基于5G技术的院外康复指导与监测评估系统的制作方法

本发明涉及一种院外康复指导与监测评估技术，尤其涉及一种基于5g技术的院外康复指导与监测评估系统。

背景技术：

1、在医院里，中风患者和肢体伤残患者可以很好的接受到专业的康复指导与治疗。康复锻炼是一个长期的过程，出院后患者仍需继续进行康复治疗，但由于康复效果与患者本人的主观能动性密切相关，且由于在家缺乏专业的康复指导，患者的康复效果大打折扣，影响患者的病情愈合。本发明开发出一种基于5g技术的院外康复指导与监测评估系统，患者在居家康复时，本系统可根据患者康复数据远程控制或者医护人员远程控制神经刺激器对患者进行刺激，同时可以通过传感器采集患者的运动信息。此外还设有显示器和视频摄像头，对患者康复进行视频指导，视频摄像头采集患者运动特征，如康复动作未做到位，可及时语音提示纠正患者康复动作。

2、通过对视频图像采集到的运动特征以及传感器提取到的运动参数，结合医生诊断信息及患者基本信息系统最终会生成患者实时的康复训练档案，并通过5g网络实时准确地将数据发送到远程监控中心，实现对患者康复训练数据的记录，便于医生评测患者的康复效果以及制定进一步合理的康复训练计划。

技术实现思路

1、（1）要解决的技术问题

2、本发明为了克服现有技术中康复效果与患者本人的主观能动性密切相关，且由于在家缺乏专业的康复指导，患者的康复效果大打折扣，影响患者的病情愈合的缺点，本发明要解决的技术问题是提供一种基于5g技术的院外康复指导与监测评估系统。

3、（2）技术方案

4、为了解决上述技术问题，本发明提供了这样一种基于5g技术的院外康复指导与监测评估系统，其特征在于，包括：后台服务器、前台终端、监测设备、康复设备、vr设备；

5、所述后台服务器用于对医疗数据处理、存储、分析、用户管理以及逻辑控制；所述前台终端，将后台服务器处理后的数据进行展示；所述监测设备，用于实时监测患者数据，并将数据发送至后台服务器；所述康复设备用于远程控制，对患者进行康复治疗；所述vr设备用于辅助患者进行康复训练。

6、进一步地，所述监测设备包括穿戴设备、摄像头，所述穿戴设备包括多种，如智能手表、健康监测带，用于实时收集患者的生理参数，如心率、血压、血糖；所述摄像头包括多个，用于从多个角度收集用户康复运动视频数据。

7、进一步地，所述后台服务器包括数据收集与存储模块、数据处理与分析模块、实时监测与反馈模块、用户管理模块、服务逻辑控制模块、接口集成模块和隐私与安全模块；

8、所述数据收集与存储模块负责与监测设备进行通信，接收上传的数据，并将数据进行存储、备份、恢复；

9、所述数据处理与分析模块负责对数据进行预处理，从原始数据中提取特征，使用统计学和机器学习算法进行数据分析，并将分析结果生成康复进度报告；

10、所述实时监测与反馈模块负责对数据处理与分析模块预处理后的患者身体数据进行实时监测，当有异常情况，触发警报；

11、所述用户管理模块负责用户账户的创建、修改、删除，并管理不同用户的访问权限；

12、所述服务逻辑控制模块负责处理前台终端的各种请求，完成系统与用户之间的交互；

13、所述接口集成模块负责与其他医疗系统进行数据交换和功能集成，并提供其它医疗系统访问的api接口；

14、所述隐私与安全模块负责确保数据传输和存储的安全性，限制对敏感数据的访问以及防护系统受到网络攻击和限制未授权的数据访问。

15、进一步地，所述数据处理与分析模块的具体操作步骤为：

16、s1对数据进行数据清洗，将数据中错误的数据格式、异常值进行修正，对于重复记录，确定是否为数据录入错误或数据的重复，并采取重新录入或删除的操作，并将数据不同的度量标准转换为一个标准度量；

17、s2提取特征值，通过统计测试、主成分分析和相关性分析，识别出对于预测患者数据最为重要的特征；

18、s3数据分析，使用不同的机器学习算法和深度学习算法对患者的康复数据，包括使用监测设备监测患者的各种生理数据、使用摄像头拍摄患者所做的康复运动，对这些数据进行深入预测分析，得到患者健康预测结果，评估患者的运动准确性、稳定性和运动范围，确保患者正确执行康复动作；分析患者的各种生理数据，预测患者的康复状态和康复过程中的生理变化；根据患者的康复历史和当前状态，为患者设定切实可行的短期和长期目标；根据患者的反应和进度，自动调整康复计划，确保患者获得最合适的康复指导；

19、对于患者的康复状态使用支持向量机svm进行预测，根据监测设备监测到的患者各种生理数据，支持向量机svm模型构建一个优化问题，以找到最大化类别间隔的超平面，所述超平面能够最好的区分不同的康复状态，所述康复状态分为几个类别包括好转、无变化、恶化；支持向量机svm模型构建的优化问题为：

20、，受限于

21、其中，是支持向量机模型所寻找的超平面的法向量，用于确定患者不同生理数据特征如心率、血压、血糖在预测模型中的重要性；是法向量的范数，其平方的一半即是要最小化的目标函数，在生理数据分析中，较小的法向量范数意味着能对患者的康复状态做出更平滑的预测；是超平面的偏置项，有助于调整支持向量机svm模型的判定阈值，以便更好地分类康复状态；是第个患者训练样本的特征向量，由患者的生理数据组成，包括患者的心率、血压、运动范围；是第个患者训练样本的标签，表示患者的康复状态；是松弛变量，意味着某些患者的数据点即使没有满足预设的分类标准，模型也能容忍这种偏差；是正则化参数，它允许支持向量机svm模型在一定程度上容忍错误分类，有助于避免过拟合；是训练样本的总数，代表了用于训练模型的患者数据集的大小；当有新的患者生理数据输入支持向量机svm模型时，通过判断数据点与超平面的位置，来分类患者的具体康复状态；

22、s4利用图形工具创建直观的图表，帮助解释数据分析的结果，之后根据数据可视化和分析结果，生成清晰的报告或总结以及患者个性化康复计划，供医护人员和患者查看；

23、s5反馈，根据模型表现和用户反馈，对模型和算法进行参数调整。

24、进一步地，所述实时监测与反馈模块根据医护人员的医疗知识和患者的具体病情与康复进度，为患者定制异常运动预警阈值x，在数据处理与分析模块对患者运动数据进行分析预测，包括心率、运动量异常、跌倒，所述实时监测与反馈模块得到预测数据，并对数据进行监测，判断数据是否超出阈值x，当超出阈值x后，判断患者正在进行异常运动，实时监测与反馈模块会自主通过后台服务器向前台终端发起持续预警，直至患者运动数据监测值回到正常值。

25、进一步地，所述隐私与安全模块会在系统进行数据通信时，确保系统使用端到端的加密通信方式，保证数据在传输过程中的安全；同时在所述数据处理与分析模块对患者数据进行分析时，采用匿名化或去标识化技术来保护患者的个人身份信息，确保数据在没有个人标识信息的情况下被处理和分析；实现细粒度的访问控制，确保用户只能访问其权限范围内的数据；同时所述隐私与安全模块记录所有对数据的访问和操作，包括读取、修改和删除，以便在必要时进行审计。

26、进一步地，所述前台终端根据后台服务器中的用户管理设定的用户权限分为医生终端、护理人员终端、患者终端，医护人员和患者之间通过各自前台终端发送通讯请求，后台服务器的服务逻辑控制模块解析通讯请求，并将医护人员和患者的前台终端通过5g技术进行连接，实现医患实时沟通，医护人员在线指导患者进行康复训练；前台终端对所述后台服务器处理与分析后的数据、康复训练计划、康复档案进行可视化展示，对数据以折线图、表格方式展示，通过懒加载、数据缓存和前端渲染优化，减少用户等待时间，提高用户体验。

27、进一步地，所述患者终端中加入游戏化元素，并设计特有的医疗康复小游戏，将游戏与患者康复任务相互连接，患者通过完成康复任务来解锁成就并获得奖励；将 vr设备结合动作捕捉技术，通过并将vr设备连接患者终端，使患者能够在虚拟游戏环境中进行康复训练；而所述院外康复指导与监测评估系统通过监测设备实时追踪患者的运动和生理反应，调整虚拟游戏环境中的场景和难度；患者能够通过患者终端将康复游戏中的康复游戏进度和经验分享到患者社区。

28、进一步地，所述康复设备在后台服务器将监测设备监测到的数据进行处理分析之后，判断患者是否需要康复设备进行刺激恢复或者医护人员在前台终端下达操作命令，通过5g技术远程控制康复设备对患者进行刺激恢复。

29、进一步地，所述基于5g技术的院外康复指导与监测评估系统会整合患者的医疗数据、康复记录和训练计划，医生能够在任何时间监控患者的康复进展，并根据需要调整康复计划；同时所述系统能够根据患者的康复进展自动调整康复训练难度和频率。

30、（3）有益效果

31、运用5g互联网技术，开展“医院+家庭”服务模式，实现互联网与康复患者院内-院外健康管理深度融合，便于医生评测患者的康复效果，评估康复训练是否对患者有效，进一步制定合理的康复训练计划，同时也解决了康复患者每周去医院的来回奔波。

32、本发明通过使用5g技术进行数据传输，提高数据传输的效率，为患者在院外提供实时的监测与康复指导提供了可能。

33、本发明通过对患者康复运动数据进行实时监测，并使用机器学习算法和统计学知识进行分析预测，同时为了预测分析的准确性，使用的机器学习算法和统计学知识会不断优化，在分析预测患者康复运动发生异常时，会发出警报，增加了本发明的实用性。