一种基于多传感器共融技术的心肺康复系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于多传感器共融技术的心肺康复系统及方法，根据用户病患状况，通过控制器在计算机的屏幕中选择康复模式；通过意图识别模块识别获取用户躯干和肢体的运动相位信息，对用户的运动行为进行预测；通过虚拟交互模块识别获取用户躯干和肢体的运动相位信息，实时显示训练信息、情景互动游戏以及训练评估信息；通过外部电刺激模块和外部助力模块，对用户进行外部助力训练、电刺激治疗；对生命体征数据进行评估分析，生成评估报告以及与患者相契合的训练康复方案。该方法实现了心肺康复训练的个性化与趣味化，提高了康复效果。提高了康复效果。提高了康复效果。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多传感器共融技术的心肺康复系统及方法


[0001]本专利技术涉及康复训练
，尤其涉及一种基于多传感器共融技术的心肺康复系统及方法。

技术介绍

[0002]目前在医院康复中心，在心肺康复训练过程中，患者的训练参数、是否存在检测代偿、患者的主动程度等往往无法实时获得可视化数据，并且整个训练过程相对枯燥乏味、无趣，患者的参与度有所降低，就这样降低了整个康复过程的效果。为了减少治疗枯燥性提高参与训练的主动性和兴趣，申请人提出一种基于多传感器共融技术的心肺康复系统及方法。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种基于多传感器共融技术的心肺康复系统及方法，以解决上述
技术介绍
中遇到的问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：
[0005]一种基于多传感器共融技术的心肺康复系统，包括控制器、康复检测模块、意图识别模块、虚拟交互模块、外部电刺激模块和外部助力模块，所述控制器分别与康复检测模块、意图识别模块、虚拟交互模块连接，用于接收、存储、融合以及评估康复检测模块、意图识别模块和虚拟交互模块监测的生命体征数据，并根据评估后的数据输出心肺功能训练模式；所述外部电刺激模块和外部助力模块分别与控制器的输出端连接，所述外部电刺激模块用于对人体组织进行电刺激康复训练，所述外部助力模块用于对人体进行助力康复训练。
[0006]上述方案中，所述控制器根据患者的生命体征数据进行评估分析，生成评估报告以及与患者相契合的训练康复方案，然后通过外部电刺激模块和外部助力模块对患者进行不同动作。所述控制器对所述外部电刺激模块改变电流的大小，所述控制器对所述外部助力模块改变助力的大小，在训练中给予患者多种感觉的反馈。
[0007]上述方案中，所述康复检测模块包括设置在患者手腕上的无创血氧传感器和无创血压传感器，无创血氧传感器用于采集人体的血氧饱和度信息数据，无创血压传感器用于采集人体的血压信息数据。
[0008]上述方案中，所述意图识别模块包括第一意图传感器、第二意图传感器和第三意图传感器；所述第一意图传感器用于检测加速度和角速度以表示运动和运动强度；所述第二意图传感器通过表面肌电信号的采集，提前识别出患者的运动意图；所述第三意图传感器用于检测用户的平衡性。
[0009]上述方案中，所述虚拟交互模块包括第一交互传感器和第二交互传感器，所述第一交互传感器通过对游戏场景的完成度来评估康复的效果，所述第二交互传感器用于实时检测用户足底的压力信号。所述第一交互传感器为头部视觉传感器，所述第二交互传感器
为压力感知传感器。
[0010]一种基于多传感器共融技术的心肺康复方法，包括以下步骤：
[0011]S10、根据用户病患状况，通过控制器在计算机的屏幕中选择康复模式；
[0012]S20、通过意图识别模块识别获取用户躯干和肢体的运动相位信息，对用户的运动行为进行预测；
[0013]S30、通过虚拟交互模块识别获取用户躯干和肢体的运动相位信息，实时显示训练信息、情景互动游戏以及训练评估信息；
[0014]S40、通过外部电刺激模块和外部助力模块，对用户进行外部助力训练、电刺激治疗；
[0015]S50、控制器根据患者在步骤S20至S40中采集的数据，对生命体征数据进行评估分析，生成评估报告以及与患者相契合的训练康复方案。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：通过将意图传感器识别获取的用户躯干和肢体的运动相位信息与足部压力感知传感器和头部视觉传感器的反馈信号融合，利用深度学习算法预测用户的行为并给予外部电刺激和外部助力康复训练，整个心肺康复训练过程使用无创血氧和无创血压传感器进行实时监测。该方法实现了心肺康复训练的个性化与趣味化，提高了康复效果。
附图说明
[0017]参照附图来说明本专利技术的公开内容。应当了解，附图仅仅用于说明目的，而并非意在对本专利技术的保护范围构成限制。在附图中，相同的附图标记用于指代相同的部件。其中：
[0018]图1为本专利技术整体结构示意图；
[0019]图2为本专利技术工作原理示意图；
[0020]图3为本专利技术工作流程示意图。
具体实施方式
[0021]为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，现在结合附图对本专利技术作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本专利技术的基本结构，因此其仅显示本专利技术有关的构成。
[0022]根据本专利技术的技术方案，在不变更本专利技术实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本专利技术的技术方案的示例性说明，而不应当视为本专利技术的全部或者视为对本专利技术技术方案的限定或限制。
[0023]下面结合附图和实施例对本专利技术的技术方案做进一步的详细说明。
[0024]实施例1，如图1和图2所示，一种基于多传感器共融技术的心肺康复系统，包括控制器、康复检测模块、意图识别模块、虚拟交互模块、外部电刺激模块和外部助力模块，控制器根据患者的生命体征数据进行评估分析，生成评估报告以及与患者相契合的训练康复方案，然后通过外部电刺激模块和外部助力模块对患者进行不同动作，通过不同的运动，进一步确认患者的康复状况。
[0025]控制器分别与康复检测模块、意图识别模块、虚拟交互模块连接，用于接收、存储、
融合以及评估康复检测模块、意图识别模块和虚拟交互模块监测的生命体征数据，并根据评估后的数据输出心肺功能训练模式，以便于进一步的对患者进行不同的动作指引，确认患者的康复效果。外部电刺激模块和外部助力模块分别与控制器的输出端连接，外部电刺激模块用于对人体组织进行电刺激康复训练，外部助力模块用于对人体进行助力康复训练。
[0026]作为一种优选的方案，控制器对外部电刺激模块改变电流的大小，控制器对外部助力模块改变助力的大小，从而在训练中给予患者多种感觉的反馈，进而确认康复效果。
[0027]其中，在本实施例中，康复检测模块包括设置在患者手腕上的无创血氧传感器和无创血压传感器，无创血氧传感器用于采集人体的血氧饱和度信息数据，无创血压传感器用于采集人体的血压信息数据，通过血氧饱和度信息数据和血压信息数据获知患者的心肺功能状况。
[0028]其中，意图识别模块用于识别获取用户躯干和肢体的运动相位信息，意图识别模块包括第一意图传感器、第二意图传感器和第三意图传感器；第一意图传感器用于检测加速度和角速度以表示运动和运动强度；第二意图传感器通过表面肌电信号的采集，提前识别出患者的运动意图；第三意图传感器用于检测用户的平衡性。
[0029]具体的，第一意图传感器为IMU传感器，IMU传感器是加速度计传感器和陀螺仪传感器的组合，用来检测加速度和角速度以表示运动和运动强度，平衡性检测更精确，学习和适应个人的加速度模式，通过处理旋转和加速度数据，以确定用户是否刚刚做出动作，比如向前迈出了一步。第二意图传感器为肌电传感器，通过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多传感器共融技术的心肺康复系统，其特征在于：包括控制器、康复检测模块、意图识别模块、虚拟交互模块、外部电刺激模块和外部助力模块，所述控制器分别与康复检测模块、意图识别模块、虚拟交互模块连接，用于接收、存储、融合以及评估康复检测模块、意图识别模块和虚拟交互模块监测的生命体征数据，并根据评估后的数据输出心肺功能训练模式；所述外部电刺激模块和外部助力模块分别与控制器的输出端连接，所述外部电刺激模块用于对人体组织进行电刺激康复训练，所述外部助力模块用于对人体进行助力康复训练。2.根据权利要求1所述的一种基于多传感器共融技术的心肺康复系统，其特征在于：所述控制器根据患者的生命体征数据进行评估分析，生成评估报告以及与患者相契合的训练康复方案，然后通过外部电刺激模块和外部助力模块对患者进行不同动作。3.根据权利要求2所述的一种基于多传感器共融技术的心肺康复系统，其特征在于：所述控制器对所述外部电刺激模块改变电流的大小，所述控制器对所述外部助力模块改变助力的大小，在训练中给予患者多种感觉的反馈。4.根据权利要求1所述的一种基于多传感器共融技术的心肺康复系统，其特征在于：所述康复检测模块包括设置在患者手腕上的无创血氧传感器和无创血压传感器，无创血氧传感器用于采集人体的血氧饱和度信息数据，无创血压传感器用于采集人体的血压信息数据。5.根据权利要求1所述的一种基于多传感器共融技术的心肺康复系统，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪露，李庆国，管翔，姚昊，刘元标，
申请(专利权)人：南京医科大学第二附属医院，
类型：发明
国别省市：