用于生成个性化练习影片的系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及一种用于生成个性化练习影片的系统和方法。通过考虑个人限制和进度因素修改一般化练习。一般化练习处于允许它们的表示作为化身运动的数据格式。个人限制也对应于该数据格式。在数据结合后，生成动作序列，该动作序列描绘了患者应当进行的练习，但是其中该动作序列不显示该患者不能进行的任何动作。然后这个动作或视频序列由患者观看，并用作对他的练习的指示。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于生成个性化练习影片(exercise movie)的系统和方法。技术背景 理疗医师通常给患者布置练习家庭作业，因为物理疗法的成果极大地依赖于做这 些练习的强度和频率。通常在授课期间向患者教授这些练习。患者将带着他必须记住的5 到6个不同的练习回家。这对于很多人来说是一个问题，特别是因为像直立姿势这样的细 微之处将影响练习的有效性。为了解决这个问题，治疗专家可以决定向患者发放练习的图解。这些图解图示了 练习，它们可指出注意什么，并且它们也可包括让患者记笔记(例如重复的次数)的地方。 这些图解也可以在市场上的书籍中获得。虽然当与记住所有练习相比时，这已经有益了，但 是可视化练习中的动态(dynamics)或运动(movement)仍然是个问题。在零售店里可容易获得的训练视频克服了该特定问题它们允许用户获得将如何 完成特定运动的印象。缺点是这样的影片是为大量一般人群制作的。因此，这些影片不能 解决个人问题和人群的局限性。例如，患者可能不能伸展或弯曲到如影片中所示的那种程 度。结果，患者可能丧失了兴趣，并且可能最终放弃了练习。美国专利6740007B2涉及用于生成定制的练习程序的方法和系统。使用计算机输 入多个不同的测量(参数)，并且基于这些测量，计算机程序为用户创建定制的练习程序。 根据该专利技术的实施例，定制的练习程序可针对调节用户的身体或特定的身体部分，或者使 用户适应特定的运动，其中两个练习程序实施例都可以包括可选的营养计划，或者可选地 可独立地生成营养计划。有益地，该计算机程序为用户提供了高效的、定制的调理(练习) 程序，该程序为用户实现了大量的灵活性和便利。然而，该专利中的定制通过将接收的多个肌肉骨骼测量转换为多个序数，并基于 多个序数生成定制的练习程序来保证。为这些序数指定练习等级(level)，并且系统搜索合 适的练习。尽管有该努力，还是存在对能够生成其中分别为每个患者解决了患者活动性 (mobility)限制的个性化练习影片的系统和方法的需求。
技术实现思路
因此，本专利技术致力于一种用于生成个性化练习影片的系统，其中影片生成器与练习数据库、练习定序器(sequencer)、患者数据库和影片输出 单元通信；其中练习数据库包括计算机可读形式的练习动作(motion)的一般化 (generalized)表不(representation)；其中练习定序器包括关于各个患者的练习进度(schedule)的信息；其中患者数据库包括各个患者在进行练习动作时具有的限制，该限制是计算机可读的形式；其中影片生成器包括用于将一般化练习动作和各个患者在进行相同练习动作时具有的限制以及各个患者的练习进度结合的装置；并且其中结合的结果通过影片输出单元显示。本专利技术还涉及一种用于生成个性化练习影片的方法，该方法包括步骤a)从患者数据库读取各个患者在进行练习动作时具有的限制；b)从练习调度器(scheduler)读取各个患者的练习进度；c)从练习数据库读取一般化练习；d)将一般化练习与各个患者在进行该一般化练习时具有的限制以及练习进度相结合；e)计算已从步骤d)获得的个性化练习动作的表示；和f)生成从步骤e)获得的动作的视频序列。总的来说，本专利技术通过考虑个人限制和进度因素修改一般化练习。一般化练习具 有数据格式，该数据格式实现了一般化练习作为例如化身(avatar)运动的表示。个人限制 也对应于该数据格式。在数据结合后，生成了描绘患者应当进行的练习的动作序列，但是其 中该动作序列不显示任何该患者不能进行的动作。然后该动作或视频序列由该患者观看， 并用作对他的练习的指示。附图说明图1显示了根据本专利技术的系统的模块图。图2显示了根据本专利技术的方法的流程图。具体实施例方式在详细地描述本专利技术之前，应当理解本专利技术不限于所描述设备的特定组成部分或 所描述方法的处理步骤，因为这样的设备和方法可变化。还应当理解在此使用的术语其目 的仅是描述特定的实施例，并非意欲限制。必须注意，当在本说明书或所附的权利要求书中 使用时，单数形式“一个”和“该”包括单数和/或复数对象，除非上下文明确地另外指示。在本专利技术的术语中，应当对患者进行广义的理解。患者不仅表示需要医学治疗并 正在经历理疗康复的人，该术语还包括希望学习特定的一套运动(例如高尔夫挥杆或投掷 假蝇钓鱼竿(fly rod))的人。现在参考图1，示出了根据本专利技术的系统的模块图。练习数据库2包括计算机可读形式的练习动作的一般化表示。这些动作是那些对 应于没有活动性限制的人的动作。因此，这些练习可看作不偏不倚的(neutral)或理想化 的练习。这些练习的一种适当数据格式是随着时间的角度肢体(angular limb)数据序列。 于是个人练习包括适当的角度肢体数据序列集。角度肢体数据可包括但不限于与颈椎或腰 椎屈曲、脊柱伸展、脊柱转动、脊柱侧弯、髋屈曲、髋伸展、髋内收、髋外展、髋旋转、膝屈曲、 膝伸展、踝跖曲、踝背曲、足内翻、足外翻、肩屈曲、肩伸展、肩转动、肩外展、肩内展、肘屈曲、 肘伸展、前臂旋前(pronation)、前臂旋后(supination)、腰屈曲和腰伸展相关的数据。以示例的方式，躯干的弯曲可以作为与垂直方向(vertical)的随时间的偏差来测量。数据集{(τ_1 t_l)，(T_2 t_2)，··· (Τ_η t_n)}可用来说明躯干在时间t_l、t_2等 时的倾斜乙1、乙2等。其他的肢体数据可以以分等级的方式添加。因此，肩关节的角度数 据可以相对于躯干弯曲的角度来描述，或者上臂的角度可以以与肩的相对项来表述。练习定序器3包括关于个人练习进度的信息。它用于输入所需的重复次数、每星 期患者应当进行他的练习的次数、这些练习的各个持续时间以及其他与练习随时间的执 行有关的事宜。这的例子可以是每周各天地或者根据康复计划的每周一次课程(weekly course)来组织练习。患者数据库4包括各个人在进行练习动作时具有的限制，这些限制为计算机可读 的形式。限制可涉及肢体受限的活动性。优选地，限制的数据结构对应于练习数据库2的 数据结构。限制可在治疗专家手动地向患者数据库中输入数据时生成。它们也可以通过使 用患者身上的传感器来生成，所述传感器然后在患者进行特定练习时捕获他的动作。 生成限制的第三种方式可以是通过涉及患者参与的主动校准过程(active calibration process) 0在该方式中，患者将被配备传感器，并被要求进行特定的运动。可 以以所有受损伤的肢体得以活动的方式选择这些运动。从这些运动可推导出限制。例如，可 要求患者在他舒适的情况下尽可能快地以如同风车的方式转动他的手臂。根据该动作，可 以确定肩关节周围的角圆锥角(angular cone angle)，这随后将是该患者的最大角范围。 此外，可以推导出时间尺度因子(scaling factor)的测量。生成限制数据的第四种方式是通过考虑练习时的肌肉张力。可使用肌电(EMG)传 感器来测量肌肉张力。超过特定肌肉或肌肉群的预定EMG阈值将指示对该患者设置了过多 的肌肉劳损(strain)。降到预定EMG阈值以下将指示患者没有适当地松弛肌肉，即使这是 针对该练习所需的。作为对EMG数据的反应，可以例如在举本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于生成个性化练习影片的系统，其中影片生成器（１）与练习数据库（２）、练习定序器（３）、患者数据库（４）和影片输出单元（５）通信；其中所述练习数据库（２）包括计算机可读形式的练习动作的一般化表示；其中所述练习定序器（３）包括关于各个患者练习进度的信息；其中所述患者数据库（４）包括各个患者在进行练习动作时具有的限制，所述限制为计算机可读的形式；其中所述影片生成器（１）包括用于将一般化练习动作与各个患者在进行相同练习动作时具有的限制以及各个患者的练习进度相结合的装置；以及其中结合的结果通过所述影片输出单元（５）显示。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】EP 2007-11-22 07121291.4一种用于生成个性化练习影片的系统，其中影片生成器(1)与练习数据库(2)、练习定序器(3)、患者数据库(4)和影片输出单元(5)通信；其中所述练习数据库(2)包括计算机可读形式的练习动作的一般化表示；其中所述练习定序器(3)包括关于各个患者练习进度的信息；其中所述患者数据库(4)包括各个患者在进行练习动作时具有的限制，所述限制为计算机可读的形式；其中所述影片生成器(1)包括用于将一般化练习动作与各个患者在进行相同练习动作时具有的限制以及各个患者的练习进度相结合的装置；以及其中结合的结果通过所述影片输出单元(5)显示。2.根据权利要求1的系统，其中所述患者数据库(4)中的所述限制被表达为绕关节运 动的最小和最大角度范围。3.根据权利要求1的系统，其中所述患者数据库(4)中的所述限制被表达为绕关节运 动的最大速度。4.根据权利要求1的系统，进一步包括与所述患者数据库(4)通信的动作传感器(6...

【专利技术属性】
技术研发人员：G兰弗曼，K埃克，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]