一种基于形心的患者平衡性训练测定系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于形心的患者平衡性训练测定系统及方法，涉及康复训练及自动化技术领域，主要包括首先使用康复机器人进行平衡性训练，然后通过骨盆减重机构实时获取人体形心坐标，再者通过上位机根据人体形心坐标实时绘制显示人体形心的轨迹信息，最后通过上位机根据人体形心的轨迹信息计算用户平衡性评价参数，从而评定用户的平衡性。因此，本发明专利技术能够有效地协助患者完成康复平衡性训练，能够定性评价训练后患者的平衡性。

A measurement system and method of patient balance training based on centroid

【技术实现步骤摘要】
一种基于形心的患者平衡性训练测定系统及方法
本专利技术涉及康复训练及自动化
，特别是涉及一种基于形心的患者平衡性训练测定系统及方法。
技术介绍
在近几年来，由脑卒中、脑血管意外、脑瘫、运动伤害、帕金森综合症等下肢步态异常患者的人数越来越多，康复机器人正好针对此类患者，能够帮助此类患者的下肢进行行走训练、协助此类患者完成康复训练。其中，平衡性是患者康复的重要评价指标。目前，康复机器人因它的舒适性、安全性、智能性而取代人工治疗师，康复机器人能够记录患者详实的治疗数据及图形，辅助患者行走、提高步态控制，进而帮助患者完成康复训练，同时给医生提供客观准确的治疗数据和评价参数。但是，目前得康复机器人运用于临床康复的训练方案、训练的评价方式等还处于摸索阶段。因此，研究康复机器人与康复方法的有机结合以提高帮助患者恢复的效果和训练水平是非常必要的。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于形心的患者平衡性训练测定系统及方法，能够定性评价训练后患者的平衡性。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种基于形心的患者平衡性训练测定系统，包括训练模式选择模块、训练参数设置模块、用户形心数据确定模块、用户形心实时变化图显示模块以及平衡性定性评价模块；所述训练模式选择模块用于选择训练模式；所述训练模式选择模块包括四种训练模式，分别为左脚站立模式、右脚站立模式、双脚站立模式和FRT模式；所述训练参数设置模块用于输入训练参数；所述训练参数包括减重参数和定时参数；所述减重参数用于提供恒定的减重力，所述定时参数用于提供训练时间；所述用户形心数据确定模块用于在训练模式下获取用户骨盆处的侧倾角度和压力值，并将侧倾角度换算成形心坐标的y值，将压力值换算成形心坐标的x值；所述用户形心实时变化图显示模块用于实时获取形心坐标，并根据所述形心坐标绘制显示用户形心实时变化图；所述平衡性定性评价模块用于根据用户形心实时变化图计算用户平衡性评价参数并显示；所述平衡性评价参数包括前后均幅参数、左右均幅参数、前后摆幅参数、左右摆幅参数、轨迹面积参数、轨迹长度参数、前倾参数、后倾参数、左倾参数和右倾参数。可选的，还包括用户注册登录模块；所述用户注册登录模块用于用户注册、用户信息填写、实名认证、用户身份标识码生成以及用户登录；所述用户信息包括用户昵称、用户姓名、用户性别、用户邮箱地址以及用户电话号码；所述用户身份标识码为根据用户所填写的信息，运用逻辑算法生成，并加密、储存在所述用户注册登录模块内唯一可识别身份的有效编码。可选的，还包括数据上传模块；所述数据上传模块用于将用户平衡性评价参数上传至云服务器保存以便后期治疗使用。可选的，所述左脚站立模式为用户抬起右脚，使左脚单脚站立保持平衡姿态的模式；所述右脚站立模式为用户抬起左脚，使右脚单脚站立保持平衡姿态的模式；所述双脚站立模式为用户双脚站立保持平衡姿态的模式；所述FRT模式为用户双脚站立保持平衡姿态的模式。可选的，在所述左脚站立模式、所述右脚站立模式以及所述双脚站立模式中，训练期间的实时平衡性评价参数为前后均幅参数、左右均幅参数、前后摆幅参数和左右摆幅参数，训练结束后的平衡性评价参数为轨迹面积参数和轨迹长度参数；在所述FRT模式中，训练期间的实时平衡性评价参数为前倾参数、后倾参数、左倾参数和右倾参数。可选的，所述前后均幅参数为在y方向上的平均摆幅，所述左右均幅参数为在x方向上的平均摆幅，所述前后摆幅参数为在y方向上的摆幅，所述左右摆幅参数为在在x方向上的摆幅，所述轨迹面积参数和所述轨迹长度参数分别是采用凸包点包络面积算法计算所有的凸包点，然后计算出的凸包点围成的面积和长度；所述前倾参数、所述后倾参数、所述左倾参数和所述右倾参数分别是对用户形心实时变化图中的形心坐标进行处理，计算出的前后左右四个方向的侧倾最大距离。一种基于形心的患者平衡性训练测定方法，包括：选择训练模式，并在选择训练模式后输入训练参数，然后开始训练；在训练期间，实时获取形心坐标，并根据所述形心坐标绘制显示用户形心实时变化图；在训练期间，根据所述用户形心实时变化图计算用户实时平衡性评价参数并显示；所述用户实时平衡性评价参数包括前后均幅参数、左右均幅参数、前后摆幅参数、左右摆幅参数、前倾参数、后倾参数、左倾参数和右倾参数；在训练结束后，根据所述用户形心实时变化图计算用户平衡性评价参数并显示；所述用户平衡性评价参数包括轨迹面积参数和轨迹长度参数。可选的，在选择训练模式之前，在用户注册登录界面注册登录。根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术提供了一种基于形心的患者平衡性训练测定系统及方法，主要包括训练模式选择模块、训练参数设置模块、用户形心数据确定模块、用户形心实时变化图显示模块以及平衡性定性评价模块。通过设置以上模块协助患者完成康复平衡性训练，并能够定性评价训练后患者的平衡性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例基于形心的患者平衡性训练测定系统的结构框图；图2为本专利技术实施例基于形心的患者平衡性训练测定方法的流程示意图；图3为本专利技术实施例上位机平衡训练测试界面示意图；图4为本专利技术实施例上位机平衡训练模式参数选择界面示意图；图5为本专利技术实施例用户平衡训练时的界面示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的目的是提供一种基于形心的患者平衡性训练测定系统及方法，能够定性评价训练后患者的平衡性。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。实施例一本实施例是通过患者利用康复机器人进行平衡性训练以实现平衡性定性评价，主要是利用康复机器人的特殊结构实时获取人体形心位置数据并通过下位机上传至上位机，上位机对人体形心位置数据处理，然后上位机界面会实时显示形心轨迹变化并以一定参数评定该患者的平衡性。如图1所示，本实施例提供的一种基于形心的患者平衡性训练测定系统，包括用户注册登录模块、训练模式选择模块、训练参数设置模块、用户形心数据确定模块、用户形心实时变化图显示模块、平衡性定性评价模块以及数据上传模块。所述用户注册登录模块用于用户注册、用户信息填写、实名认证、用户身份标识码生成以及用户登录；所述用户信息包括用户昵称、用户姓名、用户性别、用户邮箱地址以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于形心的患者平衡性训练测定系统，其特征在于，包括训练模式选择模块、训练参数设置模块、用户形心数据确定模块、用户形心实时变化图显示模块以及平衡性定性评价模块；/n所述训练模式选择模块用于选择训练模式；所述训练模式选择模块包括四种训练模式，分别为左脚站立模式、右脚站立模式、双脚站立模式和FRT模式；/n所述训练参数设置模块用于输入训练参数；所述训练参数包括减重参数和定时参数；所述减重参数用于提供恒定的减重力，所述定时参数用于提供训练时间；/n所述用户形心数据确定模块用于在训练模式下获取用户骨盆处的侧倾角度和压力值，并将侧倾角度换算成形心坐标的y值，将压力值换算成形心坐标的x值；/n所述用户形心实时变化图显示模块用于实时获取形心坐标，并根据所述形心坐标绘制显示用户形心实时变化图；/n所述平衡性定性评价模块用于根据用户形心实时变化图计算用户平衡性评价参数并显示；所述平衡性评价参数包括前后均幅参数、左右均幅参数、前后摆幅参数、左右摆幅参数、轨迹面积参数、轨迹长度参数、前倾参数、后倾参数、左倾参数和右倾参数。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于形心的患者平衡性训练测定系统，其特征在于，包括训练模式选择模块、训练参数设置模块、用户形心数据确定模块、用户形心实时变化图显示模块以及平衡性定性评价模块；
所述训练模式选择模块用于选择训练模式；所述训练模式选择模块包括四种训练模式，分别为左脚站立模式、右脚站立模式、双脚站立模式和FRT模式；
所述训练参数设置模块用于输入训练参数；所述训练参数包括减重参数和定时参数；所述减重参数用于提供恒定的减重力，所述定时参数用于提供训练时间；
所述用户形心数据确定模块用于在训练模式下获取用户骨盆处的侧倾角度和压力值，并将侧倾角度换算成形心坐标的y值，将压力值换算成形心坐标的x值；
所述用户形心实时变化图显示模块用于实时获取形心坐标，并根据所述形心坐标绘制显示用户形心实时变化图；
所述平衡性定性评价模块用于根据用户形心实时变化图计算用户平衡性评价参数并显示；所述平衡性评价参数包括前后均幅参数、左右均幅参数、前后摆幅参数、左右摆幅参数、轨迹面积参数、轨迹长度参数、前倾参数、后倾参数、左倾参数和右倾参数。


2.根据权利要求1所述的基于形心的患者平衡性训练测定系统，其特征在于，还包括用户注册登录模块；所述用户注册登录模块用于用户注册、用户信息填写、实名认证、用户身份标识码生成以及用户登录；所述用户信息包括用户昵称、用户姓名、用户性别、用户邮箱地址以及用户电话号码；所述用户身份标识码为根据用户所填写的信息，运用逻辑算法生成，并加密、储存在所述用户注册登录模块内唯一可识别身份的有效编码。


3.根据权利要求1所述的基于形心的患者平衡性训练测定系统，其特征在于，还包括数据上传模块；所述数据上传模块用于将用户平衡性评价参数上传至云服务器保存以便后期治疗使用。


4.根据权利要求1所述的基于形心的患者平衡性训练测定系统，其特征在于，所述左脚站立模式为用户抬起右脚，使左脚单脚站立保持平衡姿态的模式；所述右脚站立模式为用户抬起左脚，使右脚单脚...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭子睿，夏明莉，明志发，岳承涛，王志勇，金李娜，
申请(专利权)人：上海金矢机器人科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31