一种基于云平台的人工智能脊柱侧弯实时监测预警系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于云平台的人工智能脊柱侧弯实时监测预警系统，包括可穿戴脊柱侧弯检测装置、可穿戴预警装置以及人工智能云平台；可穿戴脊柱侧弯检测装置包括可穿戴部件、设置于可穿戴部件内的姿态传感器和位置传感器、与姿态传感器和位置传感器连接的单片机，所述的单片机将数据传输至人工智能云平台。本发明专利技术监测和预警装置便携、可穿戴，能够对青少年儿童脊柱侧弯患者，实现实时监测和预警，同时连接医护和患者终端，实现医护对患者的远程诊断和康复指导。

【技术实现步骤摘要】
一种基于云平台的人工智能脊柱侧弯实时监测预警系统
本专利技术涉及一种脊柱侧弯预警系统，具体涉及一种基于云平台的人工智能脊柱侧弯实时监测预警系统。
技术介绍
脊柱侧弯畸形会严重影响患者的外部体态和内脏功能，症状严重时甚至危及生命；大多数人脊柱侧弯，往往开始于习惯坐姿不正确，压迫脊柱乃至脊柱周围的肌肉和神经，造成不可逆的脊柱侧弯和畸形。然而，大多数坐姿不正确的人往往很少意识到自己的体态在发生变化，就算下意识的进行坐姿纠正，也因为无法持续长时间将注意力集中于脊柱的状态而使纠正效果不明显，该现象在学生和白领等需要长期坐立的人群中尤为普遍。青少年儿童脊柱侧弯康复治疗的关键是早发现、早诊断、早预防、早治疗。只要在日常生活中多加注意身体姿势，实时提醒纠正便能较好地防治此类疾病的发生发展。因此，如何监督保证学习工作中正确身体姿势，预防脊柱侧弯的发生已经成为当今医疗卫生、工程技术、体育健康等诸多领域共同研究的热点。目前的医用脊柱侧弯监测仪能够监测用户的脊柱侧弯状态并进行评估，但由于其结构复杂，且无法供用户随时佩戴因而不能实时对用户的脊柱状况进行监测并作相应地纠正提醒；使得人们往往在脊柱已经发生严重侧弯，造成严重不适感之后才会去寻求医疗帮助，但是待脊柱已经侧弯之后再进行强制性矫正不仅有害于身体健康，影响青少年发育，也造成医疗资源的极大浪费。脊柱侧弯的传统诊断方法是，患者在影像科进行X光检查，几个小时后拿到X光片，然后交给医生进行观察诊断，医生对X光片进行实体测量后，得出诊断结果。这种传统的诊断方法，患者的等候时间特别长，而且医生的手工测量难免会有一定的误差。且每次诊断，患者都需要到医院，难以达到远程、实时监测的效果。
技术实现思路
针对上述问题本申请提供一种便于携带、可穿戴的，能够实现及时提醒使用户及时纠正坐姿的基于云平台的人工智能脊柱侧弯实时监测预警系统。为解决上述问题，本申请采取的技术方案为：一种基于云平台的人工智能脊柱侧弯实时监测预警系统，包括可穿戴脊柱侧弯检测装置、可穿戴预警装置以及人工智能云平台；可穿戴脊柱侧弯检测装置包括可穿戴部件、设置于可穿戴部件内的姿态传感器和位置传感器、与姿态传感器和位置传感器连接的单片机；所述的单片机将数据传输至人工智能云平台；所述的人工智能云平台接收至少两个可穿戴脊柱侧弯检测装置的上传数据并对所接收数据分别进行分析处理后将结果反馈至相应的可穿戴预警装置。所述的姿态传感器集成三轴加速度传感器、三轴陀螺仪和三轴磁力计。进一步，所述三轴加速度传感器，用于载体三自由度的加速度数据采集；进一步，所述三轴陀螺仪，用于载体三自由度任意转动姿态数据采集；进一步，所述三轴磁力计，用于测量传感器周围的磁场强度，防止磁场干扰，提供航向角修正信息。所述的姿态传感器与位置传感器获取人体脊柱棘突线上各个固定线长标记点邻域内的三轴角度并经单片机上传至人工智能云平台，人工智能云平台分析构建脊柱椎骨形态的三维曲线，通过脊柱椎骨形态的三维曲线与结合空间向量解析空间角的方法计算出用于定量评估脊柱的畸形程度的Cobb氏角，并将Cobb氏角与设定阈值进行对比，人工智能云平台通过可穿戴预警装置发出预警信息。所述的人工智能云平台包括矫形师评估终端和监护人监控终端。人工智能云平台将脊柱椎骨形态的三维曲线以及Cobb氏角发送至矫形师评估终端。人工智能云平台根据脊柱椎骨形态的三维曲线以及Cobb氏角评价脊柱侧弯严重程度并给出矫正建议，将脊柱侧弯严重程度的评价信息及矫正建议发送至监护人终端。基于云平台的人工智能脊柱侧弯实时监测预警系统可应用于同一教室的所有学生或同一办公区域的所有工作人员。本专利技术监测和预警装置便携、可穿戴，能够对青少年儿童脊柱侧弯患者，实现实时监测和预警，同时连接医护和患者终端，实现医护对患者的远程诊断和康复指导。附图说明图1为本专利技术结构示意图。具体实施方式一种基于云平台的人工智能脊柱侧弯实时监测预警系统，应用于同一教室的所有学生；包括可穿戴脊柱侧弯检测装置、可穿戴预警装置以及人工智能云平台；可穿戴脊柱侧弯检测装置包括可穿戴部件、设置于可穿戴部件内的姿态传感器和位置传感器、与姿态传感器和位置传感器连接的单片机；所述的单片机将数据传输至人工智能云平台；所述的人工智能云平台同时接收全班同学穿戴的脊柱侧弯检测装置的上传数据并对所接收数据分别进行分析处理后将结果反馈至全班同学对的佩戴的预警手环。当有学生坐姿不良时，预警手环及时进行报警提醒。优选的，所述的姿态传感器集成三轴加速度传感器、三轴陀螺仪和三轴磁力计。优选的，所述的可穿戴部件采用舒适、透气性好的材料制成，其内壁设置有条形凹槽且所述条形凹槽与脊柱相适配；姿态传感器和位置传感器设置于条形凹槽内。优选的，所述可穿戴预警装置为佩戴在用户腕部的手环。基于可穿戴脊柱侧弯检测装置和人工智能云平台，在用户脊柱状况不良，或在工作、学习、生活中出现不良姿势时，通过手环发出预警，提醒用户纠正不良姿势或遵医嘱进行康复治疗。所述的姿态传感器与位置传感器获取人体脊柱棘突线上各个固定线长标记点邻域内的三轴角度并经单片机上传至人工智能云平台，人工智能云平台分析构建脊柱椎骨形态的三维曲线，通过脊柱椎骨形态的三维曲线与结合空间向量解析空间角的方法计算出用于定量评估脊柱的畸形程度的Cobb氏角，并将Cobb氏角与设定阈值进行对比，人工智能云平台通过可穿戴预警装置发出预警信息。所述的人工智能云平台包括矫形师评估终端和监护人监控终端。人工智能云平台将脊柱椎骨形态的三维曲线以及Cobb氏角发送至矫形师评估终端。矫形师评估终端与监护人终端均与人工智能云平台连接，实现远程诊断和康复指导。人工智能云平台内存储有不同年龄段正常人和脊柱侧弯患者的脊柱影像学数据、典型脊柱患者的病例及矫正方案，以便于人工智能云平台根据脊柱椎骨形态的三维曲线以及Cobb氏角分析患者脊柱各项参数偏离正常值的大小，分析患者脊柱侧弯的位置、角度，评价脊柱侧弯严重程度并给出矫正建议，将脊柱侧弯严重程度的评价信息及矫正建议发送至监护人终端。学生家长即可通过监护终端了解孩子脊柱侧弯严重程度并获知矫正建议。本专利技术监测和预警装置便携、可穿戴，能够对青少年儿童脊柱侧弯患者，实现实时监测和预警，同时连接医护和患者终端，实现医护对患者的远程诊断和康复指导。本专利技术所述的基于云平台的人工智能脊柱侧弯实时监测预警系统可以对患者的脊柱侧弯状况进行实时监测，实现早发现、早诊断、早预防、早治疗。患者脊柱状况不良，或在工作、学习、生活中出现不良姿势时，可实现实时预警，提醒患者及时纠正不良姿势或遵医嘱进行康复治疗，提高康复疗效。另外，可实现医护对患者的远程实时诊断和康复治疗的指导，对于医护更便捷的指导患者康复训练和患者更高效的康复治疗具有重要的意义。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于云平台的人工智能脊柱侧弯实时监测预警系统，其特征在于，包括可穿戴脊柱侧弯检测装置、可穿戴预警装置以及人工智能云平台；可穿戴脊柱侧弯检测装置包括可穿戴部件、设置于可穿戴部件内的姿态传感器和位置传感器、与姿态传感器和位置传感器连接的单片机；所述的单片机将数据传输至人工智能云平台；所述的人工智能云平台接收至少两个可穿戴脊柱侧弯检测装置的上传数据并对所接收数据分别进行分析处理后将结果反馈至相应的可穿戴预警装置。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于云平台的人工智能脊柱侧弯实时监测预警系统，其特征在于，包括可穿戴脊柱侧弯检测装置、可穿戴预警装置以及人工智能云平台；可穿戴脊柱侧弯检测装置包括可穿戴部件、设置于可穿戴部件内的姿态传感器和位置传感器、与姿态传感器和位置传感器连接的单片机；所述的单片机将数据传输至人工智能云平台；所述的人工智能云平台接收至少两个可穿戴脊柱侧弯检测装置的上传数据并对所接收数据分别进行分析处理后将结果反馈至相应的可穿戴预警装置。


2.根据权利要求1所述的基于云平台的人工智能脊柱侧弯实时监测预警系统，其特征在于，所述的姿态传感器集成三轴加速度传感器、三轴陀螺仪和三轴磁力计。


3.根据权利要求1或2所述的基于云平台的人工智能脊柱侧弯实时监测预警系统，其特征在于，所述的可穿戴部件内壁设置有条形凹槽且所述条形凹槽与脊柱相适配；姿态传感器和位置传感器设置于条形凹槽内。


4.根据权利要求2所述的基于云平台的人工智能脊柱侧弯实时监测预警系统，其特征在于，所述可穿戴预警装置为佩戴在用户腕部的手环。


5.根据权利要求2或4所述的基于云平台的人工智能脊柱侧弯实时监测预警系统，其特征在于，所述的姿态传感器与位置传感器...

【专利技术属性】
技术研发人员：王丹丹，师彬，孙国栋，黄伟敏，刘帅，
申请(专利权)人：山东省医药生物技术研究中心山东省病毒研究所，
类型：发明
国别省市：山东;37