一种康复训练系统中训练动作分类与完成度评分方法技术方案

本发明专利技术公开了一种康复训练系统中训练动作分类与完成度评分方法，应用于康复训练医患交互系统，该方法包括：步骤一，病患根据预设于系统中的引导指令和标准训练动作引导视频完成康复训练动作，并采集动作数据信息；步骤二，根据预设的训练动作分类准则，将步骤一采集到的训练动作进行分类，并针对不同分类采用不同的完成度评分方法；步骤三，根据步骤一采集到的训练动作，提取合适的动作特征，结合步骤二对应的完成度评分方法，计算当前训练动作的完成度评分。本发明专利技术能够得到一个更符合康复训练情况的训练评分，该评分可以帮助康复医师更为直观地了解病患的康复训练情况；同时，也方便病患知晓自身的训练动作是否标准，以便及时纠正。正。正。

【技术实现步骤摘要】
一种康复训练系统中训练动作分类与完成度评分方法


[0001]本专利技术涉及智慧医疗领域，特别是涉及一种康复训练系统中训练动作分类与完成度评分方法。

技术介绍

[0002]随着人口老龄化现象的不断加剧，社会群体中的心脑血管疾病患病率也在逐步提升，同时交通意外事故的频发导致意外伤残的人数也在增加。而在瘫痪、伤残患者的治疗过程中，患者的康复训练尤为重要，需要投入大量的医疗资源。面对所述的情况，急需一种能够自动引导患者完成康复训练的系统。
[0003]传统的康复训练计划包含臂关节伸展、肘关节旋转、四肢拉伸、马步下蹲、弓步压腿等一套系统的动作，上述的一套动作由康复医师制定并指导患者每日按照计划定量完成；康复训练动作的达标度需由专业的康复医师进行评判，由于训练动作种类繁多并且训练动作完成度的评判具有极强的专业性和主观性，因此需要大量的专业医护人员对康复训练患者进行训练指导与训练效果评价；面对如今医护人员短缺的情况，急需一种能够自动对病患的康复训练进行指导并对其康复训练动作进行评分的方法。
[0004]由于康复训练动作种类繁多且不同康复训练动作的评判标准不一，同时康复训练的评分具有极强的主观性以及专业性，需要有大量经验的康复训练专家才能准确的给出训练评分。现有的康复训练动作完成度评分计算方法并未考虑实际应用中的复杂情况对康复训练动作进行分类处理，对不同类别的动作均采用同一种或相似的方法计算训练评分，因此无法得到合理且准确的训练动作完成度评分。公开号为CN108346457A的中国专利技术专利公开了一种康复训练评估方法、装置及系统，该方案通过获取病患的肢体动作与预设的标准肢体动作进行比较，得到当前肢体动作与标准肢体动作的符合度，并由该符合度生成当前肢体的康复训练评分。该方案虽然能够处理得到病患的康复训练评分，但只适合处理单个关节或肢体康复训练动作的评分计算问题，不适合处理多个关节或者肢体组合动作的康复训练动作的评分计算问题，也不适合处理持续性状态训练动作的康复训练评分计算问题。公开号为CN113707268A的中国专利技术专利公开了一种康复训练评估方法及系统，该方案通过对视频进行运动分析，将病患的训练动作与预设的运动轨迹进行比较得到病患训练动作的标准度，以此得到病患的康复训练评分。该方案虽然能够解决单关节训练动作及多关节组合训练动作的康复训练评分计算问题，但仍无法解决持续性状态训练动作的康复训练评分计算问题。可见目前仍缺少对康复训练动作进行系统分析，并对康复训练动作完成度进行合理且准确评估的方法。
[0005]为此我们提出一种利用计算机技术对现有的康复训练动作进行分类，并对不同的动作类别采用更具有针对性的方法进行康复动作完成度评分。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于为解决现有技术的缺陷，提出一种康复训练系统中训练动作分
为动作幅度对康复训练评分的影响权重值；A2为动作完成时间对康复训练评分的影响权重值。
[0018]优选地，对多关节组合训练动作采用多关节的协同配合，根据各个关节的动作幅度进行综合评分计算时应综合考虑各个关节的动作幅度，具体计算方式为：检测整个运动过程中各个关节动作幅度的最小值与最大值，并根据二者的差值得到病患训练动作中各个关节的动作幅度，并对各个关节动作幅度分配不同的权值，结合完成动作的时间进行评分，具体评分公式为：
[0019][0020]其中F
multi
为多关节组合训练动作的评分；为康复训练动作过程中第i个关节或肢体动作的单独评分，并且1<i<＝n，n是当前多关节组合训练动作涉及到关节或者肢体动作的数目；Φ
i
为康复训练动作过程中第i个关节或肢体动作的幅度值；Φ
si
为康复训练动作过程中第i个关节或肢体动作的标准幅度值；T
i
为病患完成第i个关节或肢体动作的时间；T
si
为完成第i个关节或肢体动作的标准时间；为第i个关节或肢体动作幅度对康复训练评分的影响权重值；为第i个关节或肢体动作完成时间对康复训练评分的影响权重值；B
i
为第i个关节或肢体动作评分对整体评分的影响权重值。
[0021]优选地，对持续性状态训练动作应采用当达到标准的动作状态并保持一定时间时为合格，具体计算方式为：检测整个运动过程中单个或多个关节动作幅度值，并选取一个稳定的峰值作为病患训练动作中单个或多个关节的动作状态幅度；并将该值，结合动作状态的持续时间进行评分，具体评分公式为：
[0022][0023]其中F
state
为持续性状态训练动作的评分；k为持续性状态训练动作的动作状态匹配系数；T为持续性状态训练动作的动作状态持续时间；T
s
为持续性状态训练动作的标准动作状态持续时间；sim(Q,Q
s
)为持续性状态训练动作的动作状态与标准动作状态的相似度，当动作状态的相似度大于相似度阈值时，开始累计动作状态持续时间；TH为持续性状态训练动作的动作状态相似度阈值；m是当前持续性状态训练动作由专家经验判断所涉及到的动作状态特征的数目；A
j
为持续性状态训练动作中第j个动作状态特征对整体动作状态相似度的影响权重值，并且1<＝j<＝m；Q为持续性状态训练动作所涉及到的所有j个动作状态特征所组成的状态特征向量，其中δ
j
为训练动作中第j个动作状态特征；Q
s
为持续性状态训练动作所涉及到的所有j个标准动作状态特征所组成的标准状态特征向量，其中δs
j
为训练动作中第j个标准动作状态特征。
[0024]本专利技术的有益效果：
[0025]本专利技术通过对不同的康复训练动作进行预先分类，并对不同种类的动作采用更具有针对性的评分方式进行评分，同时在计算评分时可选用不同的动作特征进行评分计算，从而使计算得到的评分更为准确也与医护人员主观意义上的判断更为吻合。
[0026]本专利技术在应用于计算康复训练动作评分计算时，能够得到一个更准确也更直观合理的评分结果；医护人员可以通过这个评分更为准确地分析病患的康复训练情况；同时病患也能更为直观地了解到自己每一个康复训练动作的完成情况，而不是一个笼统的分数，方便病患改进自己的康复训练动作。
附图说明
[0027]通过参考附图会更加清楚的理解本专利技术的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本专利技术进行任何限制，在附图中：
[0028]图1为本专利技术具体实施例的整体系统框图；
[0029]图2为本专利技术具体实施例中病患人员终端的使用流程图；
[0030]图3为本专利技术具体实施例虚拟人体骨骼点的信息示意图；
[0031]图4为本专利技术具体实施例中右臂抬升动作过程图；
[0032]图5为本专利技术具体实施例中右腿弓步压腿动作过程图；
[0033]图6为本专利技术具体实施例中马步下蹲动作过程图；
[0034]图中标号为：1表示鼻子骨骼点，2表示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种康复训练系统中训练动作分类与完成度评分方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：采集病患根据预设于系统中的引导指令和标准训练动作引导视频进行康复训练动作时的动作数据信息；步骤二：根据预设的训练动作分类准则，将步骤一采集到的动作数据信息进行分类，并针对不同分类选择不同的完成度评分方法；步骤三：根据步骤一采集到的动作数据信息，提取动作特征，结合步骤二对应的完成度评分方法，计算当前训练动作的完成度评分。2.如权利要求1所述的康复训练系统中训练动作分类与完成度评分方法，其特征在于，步骤一采集动作数据的具体方法为：采集病患的康复训练动作视频，并用骨骼点识别算法，得到训练过程中病患的骨骼点坐标信息，作为动作数据。3.如权利要求1所述的康复训练系统中训练动作分类与完成度评分方法，其特征在于，预设的训练动作分类准则具体包括：单关节训练动作、多关节组合训练动作、持续性状态训练动作，其中，单关节训练动作是指由单个关节或者肢体从开始位置运动到结束位置的过程性动作；多关节组合训练动作是指由多个关节或肢体组合，从开始位置运动到结束位置的过程性动作；持续性状态训练动作是指身体的多个关节或肢体运动到某种状态后，并维持一定时间的状态性动作。4.如权利要求1所述的康复训练系统中训练动作分类与完成度评分方法，其特征在于，提取的动作特征包括：关节之间的角度、骨骼点之间的归一化距离、训练动作的完成时间、动作状态的持续时长。5.如权利要求3所述的康复训练系统中训练动作分类与完成度评分方法，其特征在于，单关节训练动作的具体评分公式如下：其中F
single
为单关节训练动作的评分；Φ为康复训练动作过程中单个关节或肢体动作的幅度值，Φ
s
为康复训练动作过程中单个关节或肢体动作幅度的标准值；T为病患完成单关节或肢体训练过程动作的时间，Ts为完成单关节或肢体训练过程动作的标准时间；A1为
动作幅度对康复训练评分的影响权重值；A2为动作完成时间对康复训练评分的影响权重值。6.如权利要求3所述的康复训练系统中训练动作分类与完成度评分方法，其特征在于，多关节组合训练动作的具体评分公式为：其中F
...

【专利技术属性】
技术研发人员：张明，凌天杰，徐维艳，刘晓健，汪雷，肖黎，吴健康，束鑫，李文强，侯孝平，龚超，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：