一种应用于康复医疗去代偿安全关节活动度评定训练系统的制作方法

本发明涉及医疗康复技术领域，具体涉及到了一种应用于康复医疗去代偿安全关节活动度评定训练系统。

背景技术：

临床上，康复治疗师指导康复患者进行针对功能障碍康复评定及训练，需要了解肢体功能改善情况，修正治疗方案下一步康复训练。对康复患者进行功能性评定拟订康复目标和计划，其中关节活动进行评定，包括初期评定、中期评定、末期评定、向患者提供反馈、工作能力评定或科研为目的评定。现有的医疗康复评定训练系统结构设计不合理，患者在进行康复训练时按照显示器上的提示动作进行训练，但患者的肢体动作与当前标准训练姿势不对应时无法进行及时纠正，也无法去除和判别由代偿引起的测量精度不准确，影响训练和康复的效果，使得康复的效率较低；且当患者的肢体动作错误时，可能会导致人体重心偏离，存在摔倒风险，使得患者的安全得不到保障。

技术实现要素：

本发明要解决的问题是提供了一种患者在进行康复训练时安全性能够得到有效的保障，对患者的运动姿势进行及时纠正去除代偿的康复医疗关节活动度评定训练系统。

为了解决上述问题，本发明提供了一种应用于康复医疗去代偿安全关节活动度评定训练系统，包括中央控制系统、人体关节三维数据读取设备、穿戴设备和显示设备，所述中央控制系统上方设有人体关节三维数据读取设备和显示设备，所述中央控制系统分别与人体关节三维数据读取设备和显示设备与相连通，所述穿戴设备一侧设有人体关节三维数据读取设备并与其相连通，所述中央控制系统另一端与穿戴设备相连通，所述中央控制系统包括CPU处理单元、虚拟场景单元、无线数据通信单元、数据存储单元、处方姿态安全性设置单元、显示语音提示控制单元、关节数据读取单元、震动语音提示控制单元和处方姿态代偿性设置单元，所述无线数据通信单元包括数据通信接收单元和数据通信发送单元，所述数据通信接收单元一侧设有关节数据读取单元并与其相连通，所述关节数据读取单元一侧设有CPU处理单元并与其相连通，所述CPU处理单元一侧分别设有虚拟场景单元、数据通信发送单元、数据存储单元、处方姿态安全性设置单元、显示语音提示控制单元、震动语音提示控制单元和处方姿态代偿性设置单元并与它们相连通，所述虚拟场景单元包括构建人体三维数据逻辑模块和虚拟场景构建模块，所述人体三维数据逻辑模块内设有虚拟场景绑定人体关节三维数据、人体姿态安全性判别数据和人体姿态代偿性判别数据。

作为本发明的进一步改进，所述关节数据读取单元和震动语音提示控制单元与穿戴设备相连通。

作为本发明的进一步改进，所述虚拟场景单元和显示语音提示控制单元与显示设备相连通。

作为本发明的进一步改进，所述穿戴设备包括无线数据通信接发单元、穿戴设备处理控制单元、关节数据导入单元和震动语音提示单元，所述穿戴设备处理控制单元分别与无线数据通信接发单元、关节数据导入单元和震动语音提示单元相连通，所述无线数据通信接发单元另一端分别与人体关节三维数据读取设备和无线数据通信单元相连通。

作为本发明的进一步改进，所述人体关节三维数据读取设备为Kinect传感器。

作为本发明的进一步改进，所述显示设备为LED显示器。

作为本发明的进一步改进，所述穿戴设备处理控制单元为单片机，所述关节数据导入单元为陀螺仪传感器。

采用上述结构，其有益效果在于：

本发明CPU处理单元会将接收的数据发送至固定设定好安全级别的处方姿态安全性设置单元数据进行比对来判别不同等级安全级别，提出安全预警，CPU处理单元会生成相关调节信息数据、激励数据，同时CPU处理单元会将比对的记录数据以及不同的安全级别数据发送至数据存储单元进行存储记录，提供后期数据读取显示、数据对照、数据逻辑运算中的数据依据，处理单元会将数据发送至数据通信发送单元，数据通信发送单元将信号发送至穿戴设备的无线数据通信接发单元，无线数据通信接发单元将信号发送至穿戴设备处理控制单元，穿戴设备处理控制单元会根据不同安全级别的信号发送至震动语音提示单元进行震动以及语音提示纠正，有助于设备对康复患者动作安全性的提示，同时对测评结果实时监测、数据存储、不定期对照数据，使得患者的在进行康复训练时安全性能够得到有效的保障，有效的解决了当患者的肢体动作错误时，可能会导致人体重心偏离，存在摔倒风险，使得患者的安全得不到保障的问题。

本发明CPU处理单元会将接收的数据发送至固定设定好代偿级别的处方姿态代偿性设置单元数据进行比对来判别不同等级代偿级别，提出代偿预警，同时CPU处理单元会将比对的记录数据以及不同的代偿级别数据发送至数据存储单元进行存储记录，提供后期数据读取显示、数据对照、数据逻辑运算中的数据依据，接着CPU处理单元会将数据发送至数据通信发送单元，数据通信发送单元将信号发送至穿戴设备的无线数据通信接发单元，无线数据通信接发单元将信号发送至穿戴设备处理控制单元，穿戴设备处理控制单元会根据不同代偿级别的信号发送至震动语音提示单元进行震动以及语音提示对姿势进行纠正，姿态代偿性判别使关节活动度评定精确有效，能够有效的去除由于姿势不正确引起的代偿，有效的保证测量的精度以及训练和康复的效果，使得康复的效率大大提高。

本发明虚拟场景设计以关节活动度评定为目标，融入康复功能性训练，如：认知性训练、任务导向型训练、记忆功能训练、肢体训练等，增加康复患者参与度，替代枯燥沉闷的手法治疗，虚拟场景流畅度高，容易使康复患者沉浸在虚拟环境中，使得康复的效率大大提高。

附图说明

图1 为本发明应用于康复医疗去代偿安全关节活动度评定训练系统工作示意图。

图2为本发明应用于康复医疗去代偿安全关节活动度评定训练系统的中央控制系统、人体关节三维数据读取设备和显示设备的结构示意图。

图3为本发明应用于康复医疗去代偿安全关节活动度评定训练系统的穿戴设备穿戴示意图。

图中：1-中央控制系统，100-CPU处理单元，110-虚拟场景单元，111-构建人体三维数据逻辑模块,111-1虚拟场景绑定人体关节三维数据,111-2人体姿态安全性判别数据,111-3人体姿态代偿性判别数据,112-虚拟场景构建模块,120-无线数据通信单元，120-1数据通信接收单元，120-2数据通信发送单元，130-数据存储单元，140-处方姿态安全性设置单元，150-显示语音提示控制单元，160-关节数据读取单元，170-震动语音提示控制单元，180-处方姿态代偿性设置单元，2-人体关节三维数据读取设备，3-穿戴设备，301-无线数据通信接发单元,302-穿戴设备处理控制单元,303-关节数据导入单元,304-震动语音提示单元，4-显示设备。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的解释说明。

如图1-图3所示，一种应用于康复医疗去代偿安全关节活动度评定训练系统，包括中央控制系统1、人体关节三维数据读取设备2、穿戴设备3和显示设备4。

中央控制系统1上方设有人体关节三维数据读取设备2和显示设备4，所述中央控制系统1分别与人体关节三维数据读取设备2和显示设备4与相连通，所述穿戴设备3一侧设有人体关节三维数据读取设备2并与其相连通，所述中央控制系统1另一端与穿戴设备3相连通，所述中央控制系统1包括CPU处理单元100、虚拟场景单元110、无线数据通信单元120、数据存储单元130、处方姿态安全性设置单元140、显示语音提示控制单元150、关节数据读取单元160、震动语音提示控制单元170和处方姿态代偿性设置单元180，所述无线数据通信单元120包括数据通信接收单元120-1和数据通信发送单元120-2，所述数据通信接收单元120-1一侧设有关节数据读取单元160并与其相连通，所述关节数据读取单元160一侧设有CPU处理单元100并与其相连通，所述CPU处理单元100一侧分别设有虚拟场景单元110、数据通信发送单元120-2、数据存储单元130、处方姿态安全性设置单元140、显示语音提示控制单元150、震动语音提示控制单元170和处方姿态代偿性设置单元180并与它们相连通，所述虚拟场景单元110包括构建人体三维数据逻辑模块111和虚拟场景构建模块112，所述人体三维数据逻辑模块111内设有虚拟场景绑定人体关节三维数据111-1、人体姿态安全性判别数据111-2和人体姿态代偿性判别数据111-3。

关节数据读取单元160和震动语音提示控制单元170与穿戴设备3相连通。

虚拟场景单元110和显示语音提示控制单元150与显示设备4相连通。

穿戴设备3包括无线数据通信接发单元301、穿戴设备处理控制单元302、关节数据导入单元303和震动语音提示单元304，所述穿戴设备处理控制单元302分别与无线数据通信接发单元301、关节数据导入单元303和震动语音提示单元304相连通，所述无线数据通信接发单元301另一端分别与人体关节三维数据读取设备2和无线数据通信单元300相连通。

人体关节三维数据读取设备2为Kinect传感器，所述显示设备4为LED显示器，所述穿戴设备处理控制单元302为单片机，所述关节数据导入单元303为陀螺仪传感器。

工作过程：穿戴设备3的关节数据导入单元303将数据传送给穿戴设备3的处理控制单元302进行处理，处理控制单元302将数据通过无线数据通信接发单元301将数据无线传输给人体关节三维数据读取设备2进行读取和分析，获取患者骨架以及活动时肌肉的节点数据，同时得到各关节的空间坐标点，再将数据发送至中央控制系统1的数据通信接收单元120-1对数据进行接收，再将数据发送至关节数据读取单元160进行读取和分析，再将数据传送至CPU处理单元100，对康复患者关节活动度评定，CPU处理单元100发送指令到虚拟场景单元110的虚拟场景构建模块112进行构建，CPU处理单元100启动显示语音提示控制单元150，CPU处理单元100再通过电缆与显示设备4连接将数据发送至显示设备4上显示和语音提示，同时CPU处理单元100将数据发送至虚拟场景单元110的构建人体三维数据逻辑模块111对虚拟场景绑定人体关节三维数据111-1、人体姿态安全性判别数据111-2、人体姿态代偿性判别数据111-3进行比对、分析和判别，当人体姿态安全性判别数据111-2与接收的数据有误差时，CPU处理单元100会将接收的数据发送至固定设定好安全级别的处方姿态安全性设置单元140数据进行比对来判别不同等级安全级别，CPU处理单元100会控制震动语音提示控制单元170启动，提出安全预警，CPU处理单元100会生成相关调节信息数据、激励数据，同时CPU处理单元100会将比对的记录数据以及不同的安全级别数据发送至数据存储单元130进行存储记录，提供后期数据读取显示、数据对照、数据逻辑运算中的数据依据，接着CPU处理单元100会将数据发送至数据通信发送单元120-2，数据通信发送单元120-2将信号发送至穿戴设备3的无线数据通信接发单元301，无线数据通信接发单元301将信号发送至穿戴设备处理控制单元302，穿戴设备处理控制单元302会根据不同安全级别的信号发送至震动语音提示单元304进行震动以及语音提示纠正，当人体姿态代偿性判别数据111-3与接收的数据有误差时，CPU处理单元100会将接收的数据发送至固定设定好代偿级别的处方姿态代偿性设置单元180数据进行比对来判别不同等级代偿级别，CPU处理单元100会控制震动语音提示控制单元170启动，提出代偿预警，同时CPU处理单元100会将比对的记录数据以及不同的代偿级别数据发送至数据存储单元130进行存储记录，提供后期数据读取显示、数据对照、数据逻辑运算中的数据依据，接着CPU处理单元100会将数据发送至数据通信发送单元120-2，数据通信发送单元120-2将信号发送至穿戴设备3的无线数据通信接发单元301，无线数据通信接发单元301将信号发送至穿戴设备处理控制单元302，穿戴设备处理控制单元302会根据不同代偿级别的信号发送至震动语音提示单元304进行震动以及语音提示对姿势进行纠正，去除代偿。

上述内容为本发明的示例及说明，但不意味着本发明可取得的优点受此限制，凡是本发明实践过程中可能对结构的简单变换、和/或一些实施方式中实现的优点的其中一个或多个均在本申请的保护范围内。