姿态校正系统和穿戴式治疗衣技术方案

本发明专利技术涉及一种姿态校正系统和穿戴式治疗衣。姿态校正系统包括运动治疗装置；运动治疗装置包括用于储存数据的远程服务端和本地服务器；远程服务端和本地服务器通讯连接；本地服务器包括核心服务模块、人机交互模块和腰部姿态数据处理模块；核心服务模块控制系统运行并处理数据；人机交互模块与核心服务模块通讯连接；人机交互模块获取指示并给予反馈；核心服务模块与腰部姿态数据处理模块通讯连接；腰部姿态数据处理模块通过力学信息获取和传输脊椎倾斜程度数据。穿戴式治疗衣安装有姿态矫正系统。本发明专利技术中通过精确的传感器进行数据采集并使用机器学习算法进行姿态识别，可以免去治疗中医师的全程陪同，降低了医院的人力成本。

Posture correction system and wearable therapeutic clothing

The invention relates to an attitude correction system and a wearable treatment clothing. Attitude correction system includes motion therapy device; motion therapy device includes remote server and local server for storing data; remote server communicates with local server; local server includes core service module, human-computer interaction module and waist attitude data processing module; core service module controls system operation and processes data; human-computer interaction module and core Communication and connection of heart service module; human-computer interaction module to obtain instructions and give feedback; communication and connection between core service module and lumbar attitude data processing module; lumbar attitude data processing module to obtain and transmit spinal tilt data through mechanical information. The wearable treatment clothes are equipped with posture correction system. In the invention, the precise sensor is used for data collection and the machine learning algorithm is used for posture recognition, which can avoid the whole process accompanying of the therapists and reduce the human cost of the hospital.

【技术实现步骤摘要】
姿态校正系统和穿戴式治疗衣
本专利技术涉及康复设备，具体涉及一种姿态校正装置与矫正方法。
技术介绍
目前市场上的矫正类脊椎康复设备主要分为两类：医用型与日常穿戴型。医用型主要以康复床和牵引设备为主。康复床的原理是其弯曲程度可改变，患者趴在康复床上，设备自动弯曲至一定程度，有的会通过臂杠施加以压力，从而帮助患者做出准确的姿势。牵引设备是一条牵引带，拉住下巴，使得患者保持在一个姿势。设备庞大主要在医院使用且需要医师全程指导。不能满足用户在家自行使用的需求。日常穿戴型设备，一般是一种包裹住腰部类似于背心的设备。通过强制固定腰部来实现腰椎的矫正。其缺点也很明显，此种设备的使用限制了用户的活动范围。综上，现有技术的缺点为：1、设计理念是围绕着临床手术和药物治疗的辅助被动治疗理念，缺少患者主动参与的成分，缺少预防和运动治疗成分；2、设备庞大；3、需专业医师或治疗师的全程指导或监控；4、对用户活动的限制较多，用户在使用时较为被动；5、有潜在安全问题，特殊人群不能使用，有一定的副作用，如肌肉萎缩的潜在风险。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术公开了一种姿态校正装置与矫正方法。本专利技术所采用的技术方案如下：一种姿态校正系统，所述姿态校正系统包括运动治疗装置；所述运动治疗装置包括用于储存数据的远程服务端和本地服务器；所述远程服务端和所述本地服务器无线通讯连接；所述本地服务器包括核心服务模块、人机交互模块和腰部姿态数据处理模块；所述核心服务模块控制所述姿态校正系统运行并处理数据；所述人机交互模块与所述核心服务模块通过有线传输线相连接；所述人机交互模块获取外部指示并给予反馈；所述核心服务模块与所述腰部姿态数据处理模块通过有线传输线相连接；所述腰部姿态数据处理模块包括陀螺仪；所述陀螺仪获取脊椎倾斜程度数据。其进一步的技术方案为：所述姿态矫正系统还包括物理治疗装置；所述物理治疗装置包括热水袋。其进一步的技术方案为：所述本地服务器还包括姿势数据获取模块；所述姿势数据获取模块包括Kinect深度传感器；所述Kinect深度传感器获得骨骼特征点数据；所述Kinect深度传感器与所述核心服务模块通过有线传输线相连接。其进一步的技术方案为：所述核心服务模块配置于CPU内，所述CPU连接有RAM模块和ROM模块；所述核心服务模块包括GUI可视化子模块和姿势识别算法子模块；所述GUI可视化子模块显示控制界面和康复信息界面；所述姿势识别算法子模块利用机器学习算法对康复姿势进行判别。其进一步的技术方案为：所述人机交互模块包括CTP屏、音频设备和触摸屏；所述CTP屏通过HDMI数据线与所述核心服务模块相连接；所述音频设备通过3-poleTRS线与所述核心服务模块相连接；所述触摸屏通过USB3.0数据线与所述核心服务模块相连接。其进一步的技术方案为：所述腰部姿态数据处理模块包括腰部姿态数据获取模块和腰部姿态数据接收模块；所述腰部姿态数据获取模块包括第一数据处理模块、多个陀螺仪和第一无线通信模块；所述腰部姿态数据接收模块包括第二数据处理模块和第二无线通信模块；多个所述陀螺仪通过通用I/O接口连接至所述第一数据处理模块；所述第一无线通信模块通过通用I/O接口连接至所述第一数据处理模块；所述腰部姿态数据获取模块与所述腰部姿态数据接收模块通讯连接；所述第二数据处理模块通过数据传输线连接至所述核心服务模块；其进一步的技术方案为：所述陀螺仪是型号为MPU6050的6轴运动处理组件；所述第一无线通信模块和所述第二无线通信模块均为型号为nRF24L01+的无线收发器芯片；所述第一数据处理模块和所述第二数据处理模块均包括芯片芯片以及用于控制芯片的微处理器；所述芯片的型号为ATmegap；所述微处理器为ArduinoUno开发板。一种基于如上任一项所述的姿态校正系统的穿戴式治疗衣，穿戴式治疗衣包括衣服本体；所述衣服本体的腰部缠绕有腰带和胸带；在所述腰带内部固定有陀螺仪。其进一步的技术方案为：在所述衣服本体的背部的颈椎位置设置有颈椎定位条；在所述衣服本体之上、所述颈椎定位条的两个旁侧固定有条状的热水袋。其进一步的技术方案为：在所述颈椎定位条上固定有多个Kinect深度传感器。本专利技术的有益效果如下：近年来腰椎间盘突出症患者人数持续增加，通过运动疗法进行矫治是一种有效的办法。本专利技术是为患者自行矫治而设计的一套系统，本专利技术利用传感器进行数据采集并使用机器学习算法进行姿态识别，纠正患者动作，达到治疗效果。本专利技术能够解决以技术下问题：1、填补颈腰椎慢性病的治疗缺项，多年来，我国外科医生治疗颈椎病和腰椎间盘突出等慢性病的主要手段是药物或手术。但大量的该类疾病可以通过改变生活方式、运动、力学原理进行治疗。该技术是在麦肯基疗法(运动治疗技术的一种)的基础上，由原有运动治疗师指导应用的基础上，通过现代物联网技术，将人工指导训练转化为语音提示精准运动幅度和范围的标准化治疗；解决了运动治疗技术的运动幅度的量化问题、精度问题；2、本专利技术除了具有治疗作用以外，同时兼有预防复发的作用。本专利技术的大量应用解决了卫健委提出的由治疗疾病转变为维护健康的颈腰椎慢病防治问题；3、我国康复医学事业发展速度很慢，康复治疗师极度匮乏，运动治疗师数量有限，本专利技术可以解放治疗人员，能够节约医院的人力成本，抑制医疗问题。4、颈腰椎疾病患者有关姿势维持、运动治疗等方法在医院接受医务人员的治疗依从性较好，但是，多数病人回家后很难坚持治疗，本专利技术能够使患者居家治疗，提高患者治疗的依从性。5、有些病人使用传统的治疗仪器设备有禁忌症，该设备适用人群广，无副作用。6、结合物理因子治疗与运动治疗的理念，在运动治疗训练的过程中，用户可以同时得到热疗的物理治疗。本专利技术具有以下优点：1、由于本技术精确的传感器进行数据采集并使用机器学习算法进行姿态识别，所以本技术可以免去医师的全程陪同，降低了医院的人力成本。2、由于本技术只使用一个核心服务模块作为终端，终端占地很小，所以方便了用户在家中自行使用。3、由于本技术在用户方为穿戴式治疗衣，且只有数个十分微小的陀螺仪传感器位于治疗衣脊椎部位，不会对用户的正常活动有很大的限制。4、结合康复治疗中的物理因子治疗技术与运动治疗技术，以提高对用户的治疗效果。5、热水袋位于健康衣传感器的两侧，在用户穿戴时可以确保传感器在用户脊椎部位的贴合程度，使传感器紧贴用户脊椎，采集到精确的脊椎数据。本专利技术具有以下创新型：1、创新设计理念：运用康复医学基本理论指导该产品的设计，利用力学原理、姿势和运动，将病人主动学习训练活动作为治疗方法；2、复合设计理念：运用非侵入性、非药物性的物理因子治疗方法与运动治疗方法，复合两种方法，优化治疗效果；3、在麦肯基疗法(运动治疗技术的一种)的基础上，由原有运动治疗师指导应用基础上，通过现代物联网技术，将人工指导训练转化为语音提示精准运动幅度和范围的标准化治疗；4、将机器学习与康复治疗相结合，由医疗人员人工辅助治疗转变为机器智能辅助治疗；5、将kinect深度视觉传感器与陀螺仪传感器相结合使用，构成了多传感器协同使用体系，采集的多维数据相比使用单一传感器所采集的数据更加全面，所以对用户的训练体位姿势信息可以具有更加全面的刻画，从而使得整个康复训练的效果更加优秀。本专利技术具有以下实用性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种姿态校正系统，其特征在于：所述姿态校正系统包括运动治疗装置；所述运动治疗装置包括用于储存数据的远程服务端和本地服务器；所述远程服务端和所述本地服务器无线通讯连接；所述本地服务器包括核心服务模块、人机交互模块和腰部姿态数据处理模块；所述核心服务模块控制所述姿态校正系统运行并处理数据；所述人机交互模块与所述核心服务模块通过有线传输线相连接；所述人机交互模块获取外部指示并给予反馈；所述核心服务模块与所述腰部姿态数据处理模块通过有线传输线相连接；所述腰部姿态数据处理模块包括陀螺仪；所述陀螺仪获取脊椎倾斜程度数据。

【技术特征摘要】
1.一种姿态校正系统，其特征在于：所述姿态校正系统包括运动治疗装置；所述运动治疗装置包括用于储存数据的远程服务端和本地服务器；所述远程服务端和所述本地服务器无线通讯连接；所述本地服务器包括核心服务模块、人机交互模块和腰部姿态数据处理模块；所述核心服务模块控制所述姿态校正系统运行并处理数据；所述人机交互模块与所述核心服务模块通过有线传输线相连接；所述人机交互模块获取外部指示并给予反馈；所述核心服务模块与所述腰部姿态数据处理模块通过有线传输线相连接；所述腰部姿态数据处理模块包括陀螺仪；所述陀螺仪获取脊椎倾斜程度数据。2.根据权利要求1所述的姿态校正系统，其特征在于：所述姿态矫正系统还包括物理治疗装置；所述物理治疗装置包括热水袋。3.根据权利要求1所述的姿态校正系统，其特征在于：所述本地服务器还包括姿势数据获取模块；所述姿势数据获取模块包括Kinect深度传感器；所述Kinect深度传感器获得骨骼特征点数据；所述Kinect深度传感器与所述核心服务模块通过有线传输线相连接。4.根据权利要求1所述的姿态校正系统，其特征在于：所述核心服务模块配置于CPU内，所述CPU连接有RAM模块和ROM模块；所述核心服务模块包括GUI可视化子模块和姿势识别算法子模块；所述GUI可视化子模块显示控制界面和康复信息界面；所述姿势识别算法子模块利用机器学习算法对康复姿势进行判别。5.根据权利要求1所述的姿态校正系统，其特征在于：所述人机交互模块包括CTP屏、音频设备和触摸屏；所述CTP屏通过HDMI数据线与所述核心服务模块相连接；所述音频设备通过3-poleTRS线与所述核心服务模块相连接；所述触摸屏通过USB3....

【专利技术属性】
技术研发人员：杨焕琦，
申请(专利权)人：杨焕琦，
类型：发明
国别省市：四川,51