用于近视防控的坐姿数据记录仪及其数据分析显示方法与流程

本发明属于用于近视眼防控的数据处理技术领域，特别涉及使坐姿穿戴式设备的数据更精准、有效地为近视防控提供依据。

背景技术：

不可逆性致盲眼病是现代医疗及防盲的重点及难点，高度近视眼底病变是首位不可逆性致盲眼病。过近、过久视物是诱发近视的主要原因，因此监控阅读姿势是防控近视的关键环节。

目前国内外监控阅读姿势的穿戴式设备的介绍及其不足：

1)智能坐姿矫正器(ANOK)，使用者佩戴于胸前，其内藏感应角度变化的传感器、震动器及与传感器、震动器相连的存储有数据处理程序的芯片。为了防止儿童过度前倾、过近距离看书，当芯片接收到传感器采集到身体前倾15°时的数据时，就会向震动器发出指令，使其震动提醒使用者。但是此穿戴式设备只有过度俯坐(前倾15°)的震动提醒，没有监测其它坐姿的数据记录，包括异常坐姿程度及其持续时间数据记录，即不能对佩戴者的异常坐姿程度及持续时间进行数据分析后进行不同的提醒措施。

2)sense-U，与前者相比，该设备除了内置感应角度变化的传感器，还有坐姿角度变化数据的记录。但是只有不端坐姿与端坐两种状态的时间记录及分析。由于不端坐姿中的前倾俯坐(过近阅读)与近视相关，后倾仰坐与近视不相关，因此该不端坐姿的记录及分析不能用于近视防控的数据分析。再则，此设备没有俯坐程度的细化数据。

技术实现要素：

本发明的目的是针对已有技术的不足，提出一种用于近视防控的坐姿数据记录仪及其数据分析显示方法，本发明可对使用者诱发近视的前倾坐姿(俯坐)，进行细化、标准化数据采集、可视化数据显示，并与正常人群数据及个体历史数据的进行比较分析，达到近视防控干预精准化。

本发明提出的一种用于近视防控的坐姿数据记录仪，其特征在于包括：用于佩戴在使用者胸前的壳体及安装在壳体内角度传感器、数据存储器、蓝牙数据传输器、计时器、提醒器、数据处理芯片，以及提供至少一周用电量的充电电池，电池开关；其中，角度传感器、数据存储器、蓝牙数据传输器、计时器、提醒器均分别与数据处理芯片及充电电池相连，角度传感器、数据存储器、蓝牙数据传输器依次相连，电池开关与可充电电池相连。此设备由手机或Pad的APP软件控制，通过手机或Pad屏幕显示采集的数据及分析的图形，通过编制的APP软件程序进行设备采集数据、分析数据的参数调整；获得的每个使用者的坐姿数据分析对该使用者的近视方案采取相应的调整；获得大量使用者的正常人群坐姿数据分析曲线，以及与使用者的历史坐姿数据曲线进行对比。

本发明提出的一种利用如上述坐姿数据记录仪的数据分析显示方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1)设置初始数据分析显示图形，该初始图形中的数据为空，具体包括：

1-1)记录仪每个工作时间段内记录的坐姿的数据分析轴线显示图，该图以水平线中点为原点引出等距离的14条角度轴表示记录的坐姿角度值，从左边第一条轴表示为20°，以10°依次递增直到右边为160°。90°为端坐姿，小于90°为前倾坐姿，大于90°为后仰坐姿；每条轴设置显示该坐姿角度的一天发生的时长或发生比率(％)的标记，该标记位置显示该角度在一个工作时段的时长；

1-2)记录仪在某个坐姿角度的工作时间段内记录的各时间点发生时长或发生比率(％)显示图；

2)根据获得的使用者坐姿数据记录仪存储的各种数据，计算数据分析所用的统计数据，包括：统计每个工作阶段中各坐姿角度发生的时长，频次；每周各坐姿角度发生的时长，频次；使用者历史数据各坐姿角度发生的时长，频次，并拟合成使用者坐姿数据曲线；

3)将得到的使用者坐姿数据曲线中数据填充到步骤1)的相应显示图形中。

本发明的工作原理：

通过坐姿分析对近视诱因(过近、过久阅读)进行监测，通过标准化数据采集获得正常人群的坐姿数据曲线，以此与个体坐姿数据曲线比较，为近视防控及干预提供精准的数据依据。

本发明的特点及有益效果：

本发明针对过去对诱发近视的过近、过久因素无监测手段及数据依据的问题，对现有的坐姿穿戴式设备进行改进，使该设备实现数据采集细化、标准化数据采集，可视化数据显示及对比数据分析，达到近视防控干预精准化。

附图说明

图1为本发明方法中坐姿倾斜轴线显示示意图。

图2为本发明方法的中某倾斜角度的时间段发生频率示意图。

图3为本发明中特定工作时间段记录的各坐姿角度发生频率与正常均值的曲线比较示意图。

具体实施方式

本发明提出的用于近视防控的坐姿数据记录仪及其数据分析显示方法结合附图及实施例说明如下：

本发明提出的用于近视防控的坐姿数据记录仪的结构包括：用于佩戴在使用者胸前的壳体及安装在壳体内角度传感器、数据存储器、蓝牙数据传输器、计时器、提醒器、数据处理芯片，以及提供至少一周用电量的充电电池，、电池开关；其中，角度传感器、数据存储器、蓝牙数据传输器、计时器、提醒器均分别与数据处理芯片及充电电池相连，角度传感器、数据存储器、蓝牙数据传输器依次相连，电池开关与可充电电池相连。此设备由手机或Pad的APP软件控制，通过手机或Pad屏幕显示采集的数据及分析的图形，通过APP软件进行设备采集数据、分析数据的参数调整。

上述各器件的具体实现方式及功能分别说明如下：

角度传感器采用精度为小于5^o的常规产品，用于探测使用者的坐姿的角度值。

数据存储器采用常规的读写存储器，用于存储使用者坐姿的角度数据和相应角度的时间数据，且满足至少存储一周的数据。

蓝牙数据传输器采用常规产品，用于无线传输记录仪中的数据。

计时器采用常规产品，用于记录使用者不同坐姿的时间。

提醒器采用常规的震动器和声音报警器，用于提醒使用者改变不正确的坐姿。

数据处理芯片采用常规智能芯片，用于对记录仪记录的数据定标、设置记录仪的初始状态，包括使用者事先校准正确端坐姿时角度传感器角度值为90°，设置角度传感器采样频率，可选择：高频1秒1次；中频2秒1次；低频4秒1次；初始状态记数器为零，设置记录仪起始时间的年、月、日及小时、分钟，通过手机的App软件设置及修正时间；设置记录角度传感角度值(如设置角度变换间隔为10°时记录)，记录角度值的范围(如20°-160°)，工作时间段(如每天的早上8点到晚上10点，以节省用电)及计时器记录每个角度保持的时间及时长值；设置提醒器启动的角度值(如75°)，以及用于将各种数据通过蓝牙数据传输器进行无线发送。

充电电池及电池开关采用与记录仪壳体相匹配的常规充电电池及电池开关，用于驱动记录仪各器件工作。

本发明的用于近视防控的坐姿数据记录仪可利用手机或Pad屏幕显示坐姿数据及分析图形，通过手机或Pad软件调整数据采集及分析的参数。如使用者了解自身坐姿情况，医生通过获得的每个使用者的坐姿数据分析对该使用者的近视方案采取相应的调整。还可获得大量使用者的正常人群坐姿数据分析曲线，还可与使用者的历史坐姿数据曲线进行对比。以此作为对照标准，促进使用者有意识地不断端正坐姿，减少过近、过久俯坐阅读。

本发明提出的上述坐姿数据记录仪的数据分析显示方法包括以下步骤：

1)设置初始数据分析显示图形，该初始图形中的数据为空，具体包括：

1-1)记录仪每个工作时间段内记录的坐姿的数据分析轴线显示图，如图1所示，以水平线中点为原点引出等距离的14条角度轴表示记录的坐姿角度值，从左边第一条轴表示为20°，以10°依次递增直到右边为160°。90°为端坐姿，小于90°为前倾坐姿，大于90°为后仰坐姿；每条轴设置显示该坐姿角度的一天发生的时长或发生比率(％)的标记(如图1中轴上的小圆圈)，该标记位置显示该角度在一个工作时段的时长；

1-2)记录仪在某个坐姿角度(如75°)的工作时间段内记录的各时间点发生时长或发生比率(％)显示图，如图2所示。

2)根据获得的使用者坐姿数据记录仪存储的各种数据，计算数据分析所用的统计数据，包括：统计每个工作阶段中各坐姿角度发生的时长，频次；每周各坐姿角度发生的时长，频次；使用者历史数据各坐姿角度发生的时长，频次，并拟合成使用者坐姿数据曲线。

3)将得到的使用者坐姿数据曲线中数据填充到步骤1)的相应显示图形中。

本方法步骤1)还包括：

1-3)记录仪每个工作时间段记录的各坐姿角度发生的频率与正常均值的曲线比较图。如图3所示，图中实线表示使用者某个时间段各种坐姿角度发生的频率曲线；虚线为通过标准化数据采集获得正常人群的坐姿数据曲线，通过两曲线的比较为近视防控及干预提供精准的数据依据。

本发明的方法可由普通编程人员编制成App应用程序，并发送到无线网络的应用服务器中，本发明的记录仪使用者或医务工作人员可将该程序下载在手机或计算机中即可得到本方法的坐姿分析数据。

本发明的用于近视防控的坐姿数据记录分析仪的使用方法说明如下：

使用者首先通过该记录仪的参数设置选择键配置初始参数：包括校准时间、设置角度传感器端坐的角度，采样的频率，工作时段，提醒器开启时的角度值等；

然后在设置的工作时段开始时将记录仪佩戴在胸前适当部位，开启电池开关，坐姿数据记录分析仪开始工作；提醒器则在坐姿角度超过设定的提醒值时启动。

使用者通过手机或计算机下载使用该记录仪的应用程序即可获得自己的坐姿分析数据，利用坐姿分析数据有利于医生及家长对儿童的阅读姿势进行精准的指导及管理。以此改善坐姿。根据每个人坐姿变化曲线，提示使用者改变俯坐警示角度；

医生利用本发明的坐姿数据分析开展如下工作：

(1)过度前倾角度时间轴发生频率的分析，高频发生时间段为儿童过近阅读时间，以此可进行有可针对性的提示及矫正；(2)坐姿变化曲线图的分析:因为同时显示了几种坐姿数据曲线，数据分析更有价值。与正常人群曲线比较，可知受试者的坐姿是否正常及异常的程度。与上次数据曲线比较可知这次坐姿监测是改进了，还是退步了。