CN110404243A - 一种基于体态测量的康复方法及康复*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于体态测量的康复方法及康复***，使用康复***进行康复训练，康复***包括传感器和多种康复锻炼项目；所述康复***通过传感器获得用户的体态信息，对所述体态信息进行评价，并根据体态信息的评价结果给出康复锻炼建议。本发明使用户能够自主、自行完成从人体体态测量，到康复训练，到康复效果监测等全套的康复过程，使用户能够方便地使用根据自身的身体状况而量身制定的体感康复锻炼内容，进行科学地康复锻炼，减少了康复医护人员的工作强度，丰富了作业疗法的实现方式，减轻患者的心理负担，并使康复锻炼内容更加科学而具有针对性，提高了患者的康复效率。

Description

一种基于体态测量的康复方法及康复***

技术领域

本发明属于医学信息智能处理领域，具体地说，涉及一种基于体态测量的康复方法及康复***。

背景技术

功能训练是肢体功能障碍患者非常有效的康复训练方法。目前国内运动功能训练的康复治疗仍以治疗师的手法操作为主，或在一些简单的训练器械的辅助下，进行被动运动、辅助运动、主动运动和抗阻运动训练等模式来达到防止肌肉萎缩，促进神经功能恢复。

在这种康复模式下，每个治疗师在同一时间仅能对一名患者进行治疗，康复效率较低，而且训练过程单调无趣，不利于促使患者积极主动的参与到治疗中，增加康复的信心；其次，治疗师不容易及时了解其训练程度和效果。而在我国，康复机构少，肢体残疾者分布广，经济条件差，进行模块的、机构式的康复训练非常困难，也不现实。为使尽可能多的残疾人得到康复训练，必须研究进行康复训练的新理论、新方法和新手段，鼓励、提倡残疾者掌握简易训练技术，在社区和家庭进行自我康复训练。

随着体感游戏的逐步发展，其运动性及娱乐性在不断地提高，与用户的互动越来越多，用户体验也越来越好。体感游戏生动趣味，游戏项目选择较多，无需大的运动场地，所以得到越来越多用户的青睐。但是大多体感游戏的定位，休闲娱乐多于健身，更很少应用于康复治疗领域，也缺乏基于体感游戏的康复治疗***。

康复锻炼过程是一个全身***性过程，由于人体结构的复杂性，各个看似并不相干的部位之间，却往往有着很紧密的联系。专业康复人士的作用就在于，能够根据人体姿态的情况，进行综合考量，并给出全面***的康复训练计划。让患者能够全面地进行康复训练，最终达到满意的治疗效果。使用体感游戏，让患者自主进行康复治疗的方法，由于缺乏这种专业人士的指导，没有这种科学性的锻炼建议，患者对于所需要进行的康复锻炼的项目的组合并不清楚，不但影响了疗效甚至会加重病情，从而限制了体感设备的应用。

有鉴于此特提出本发明。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种基于体态测量的康复方法及康复***。本发明使用户能够自主、自行完成从人体体态测量，到康复训练，到康复效果监测等全套的康复过程，使用户能够方便地使用根据自身的身体状况而量身制定的体感康复锻炼内容，进行科学地康复锻炼，减少了康复医护人员的工作强度，丰富了作业疗法的实现方式，减轻患者的心理负担，并使康复锻炼内容更加科学而具有针对性，提高了患者的康复效率。

为了实现该目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于体态测量的康复方法，使用康复***进行康复训练，康复***包括传感器和多种康复锻炼项目；所述康复***通过传感器获得用户的体态信息，对所述体态信息进行评价，并根据体态信息的评价结果给出康复锻炼建议。

进一步地，所述康复***中的康复锻炼项目包括至少一种体感康复游戏，所述康复锻炼建议包括由所述体感康复游戏组成的建议；

优选地，所述建议中至少包含所述体感康复游戏的名称、和/或执行顺序、和/或执行次数。

进一步地，所述体感康复游戏为多个，并根据人体的活动部位进行分类，所述活动部位与人体的体态信息相关，所述建议中包括需要执行的体感康复游戏所属的活动部位名称；

优选地，所述活动部位包括：手部、和/或肩部、和/或肘部、和/或腰部、和/或膝部、和/或脚部；

进一步地，所述体态信息包括人体静止时、和/或运动状态下的姿态；所述传感器是视频传感器，采集用户身体上与体态相关部位间的相对位置信息作为体态信息；所述康复***内预存有标准体态数据模型，所述标准体态数据模型中包括标准体态下与体态相关的身体部位间的标准相对位置信息，视频传感器采集到的所述体态信息与所述标准相对位置相匹配，康复***根据匹配结果对用户的体态信息进行评价；

优选地，所述体态信息包括用户待测部位侧对所述视频传感器时，所述视频传感器采集的与人体体态的前后平衡相关部位的相对位置信息；

进一步优选地，所述与前后平衡相关部位包括，人的头部、和/或肩部、和/或骨盆、和/或膝关节、和/或踝关节；

进一步优选地，康复***预存的人体体态前后平衡的标准相对位置信息是头部—肩部—骨盆—膝关节—踝关节呈一条直线并且垂直于地面。

优选地，所述体态信息包括用户待测部位正对所述视频传感器时，所述视频传感器采集的与人体体态的左右平衡相关部位的相对位置信息；

进一步优选地，所述与左右平衡相关部位包括，人的头部、和/或肩部、和/或骨盆、和/或膝关节、和/或踝关节；

进一步优选地，康复***预存的人体体态左右平衡的标准相对位置信息是头部—肩部—骨盆—膝关节—踝关节相对于人体的中轴线左右对称。

优选地，所述视频传感器为3D体感摄影机。

进一步地，康复***以打分的方式对用户的体态信息进行评价，匹配度高的打分高于匹配度低的得分；康复***根据体态信息评价的得分给出的康复锻炼建议内容；

优选地，所述康复锻炼建议中，与得分低的体态信息相关的活动部位的体感康复游戏数量、和/或游戏时长、和/或游戏执行次数，多于与得分高的体态信息相关的活动部位的体感康复游戏。

进一步地，所述体感康复游戏软件，包括提示画面，用户在提示画面的指示下用动作和/或语音操控游戏、并完成游戏软件规定的相应的作业活动，所述作业活动的次数和/或标准根据康复目标设定；

优选地，所述康复体感游戏软件具有存储模块，所述存储模模块存储用户作业活动的活动进度；

优选地，所述训练模块通过增加/修改康复体感游戏软件的方式，实现对作业活动项目的增加/修改，以实现不同的作业疗法康复治疗目标。

进一步地，所述体感康复游戏以打分的方式提示用户执行康复体感游戏内康复内容的锻炼效果；用户完成相应项目的锻炼后，所述康复***将用户完成体感康复游戏的打分进行汇总。

进一步地，用户完成所述康复锻炼建议的康复锻炼项目后，所述传感器对用户的体态进行再次检测，并给出本次康复锻炼的结果。

进一步地，所述康复锻炼的结果包括：本次康复锻炼的持续时间、和/或所完成康复锻炼项目的内容、和/或所完成康复锻炼项目的持续时间、和/或所完成康复锻炼项目的打分；对用户的体态进行再次检测并以打分的形式给出体态检测结果。

一种应用如上述任一所述的基于体态测量的康复方法的康复***，包括依次电气连接的检测评价模块、训练建议模块、处理模块；

所述检测评价模块使用传感器对用户的体态进行检测，并对用户的体态进行评价；

所述训练建议模块根据检测评价模块的体态评价结果为用户提供康复锻炼建议，所述康复锻炼建议包括：康复锻炼项目的组合建议；

所述训练模块包括多个以活动部位区分的体感康复游戏软件，体感康复游戏软件包括提示画面，用户在提示画面的指示下用动作和/或语音操控游戏的进行并完成游戏软件规定的相应的作业活动；

所述反馈模块还与检测评价模块电气连接，接收所述传感器对用户的体态进行的再次检测后的评价结果，并给出本次康复锻炼的结果。

采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果。

本发明的一种基于体态测量的康复方法及康复***，康复***使用与人体非接触的传感器对用户的体态进行检测，并对用户的体态进行评价。康复***根据体态的测量结果，向用户提供根据自身的身体状况而量身制定的体感康复锻炼建议，并在训练结束后通过传感器对用户的体态进行再次检测，给出本次康复锻炼的结果。

本发明使用户能够自主、自行完成从人体体态测量，到康复训练，到康复效果监测等全套的康复过程，使用户能够方便地使用根据自身的身体状况而量身制定的体感康复锻炼内容，本发明能够使***在基于测量的基础上自动给出相应的锻炼计划或者是体感康复游戏的组合，由于该建议所列出的体感游戏是针对于体态特征所进行的优化组合，进行科学地康复锻炼，减少了康复医护人员的工作强度，丰富了作业疗法的实现方式，减轻患者的心理负担，并使康复锻炼内容更加科学而具有针对性，提高了患者的康复效率。

本发明使用视频传感器对人体静止时、和/或运动状态下的姿态测量，通过对身体的前后平衡和/或左右平衡状态来掌握用户身体最基本的身体机能状况，能够在不使用复杂的测量仪器和繁复的测量程序的情况下，及时准确地对当前的身体姿态状态进行评估。测评的整个过程快速有效，测量结果能够真实反应用户的真实体态特征。使整个通过体感康复游戏进行的康复锻炼过程都建立在对用户真实的体态状态的客观评估的基础上，并用测量手段对每个康复阶段进行总结和分析，使用户的康复锻炼过程能够更加有效。

本发明的康复***所包含的康复游戏软件能够通过提示画面对用户进行提示，用户在提示画面的指示下用动作和/或语音操控游戏、并完成游戏软件规定的相应的作业活动。所述康复体感游戏软件具有存储模块，存储用户作业活动的活动进度。实现了为每个用户提供个性化的锻炼计划，并跟踪每个人的锻炼进度，实现有针对性的训练的效果。本发明去除了以往作业疗法中单调枯燥的训练内容，并能够实现同样的康复训练效果，使整个的锻炼过程更具有趣味性，从而提高了用户的参与度。

用户在使用本发明进行康复锻炼的时候，其锻炼的结果和康复实现过程是由不同的游戏效果实现的，为了能够用最直接明了的方式向用户展示其锻炼的效果，本发明使用打分的方式来对用户的康复锻炼过程进行反馈，用户通过打分的高低了解自己当前的康复进度和需要提高的部分，使用户能够自行、自主地进行康复锻炼的全过程。使用户摆脱了过去由医护人员指导监督的康复训练模式，使用户自信心提升，参与意愿提升，从而更加配合各个阶段的康复锻炼计划的实施，使康复训练的效果得到大幅度的提高。本发明的***在每次用户完成康复训练后，为用户提供全面准确的锻炼结果报告，并对用户的体态进行再次检测并以打分的形式给出体态检测结果，通过对打分情况的分析，***还进一步判断用户的康复锻炼效果，给出进一步的康复锻炼建议，使用户能够科学地进行不同阶段的康复锻炼，使康复锻炼更具有整体性和***性。

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

附图说明

附图作为本发明的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。在附图中：

图1是本发明的一种基于体态测量的康复方法的流程示意图；

图2是本发明的一种基于体态测量的康复***示意图；

图3是本发明的一种基于体态测量的康复***硬件示意图；

图4是本发明的一种基于体态测量的康复方法的作业疗法康复***流程示意图。

图中：1、用户；2、麦克风矩阵；3、显示器；4、3D体感摄影机；5、***主机。

需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1至图4所示，本发明公开了一种基于体态测量的康复方法及康复***，使用康复***进行康复训练，康复***包括传感器和多种康复锻炼项目；所述康复***通过传感器获得用户的体态信息，对所述体态信息进行评价，并根据体态信息的评价结果给出康复锻炼建议。本发明使用户能够自主、自行完成从人体体态测量，到康复训练，到康复效果监测等全套的康复过程，使用户能够方便地使用根据自身的身体状况而量身制定的体感康复锻炼内容，进行科学地康复锻炼，减少了康复医护人员的工作强度，丰富了作业疗法的实现方式，减轻患者的心理负担，并使康复锻炼内容更加科学而具有针对性，提高了患者的康复效率。

实施例1

如图1所示，本实施例中揭示了一种基于体态测量的康复方法。应用于康复训练，特别是应用于以往的作业疗法所进行的康复训练。用户使用包括与人体非接触的传感器和多种康复锻炼项目的康复***进行康复训练，包括如下步骤：

S1、康复***使用传感器对用户的体态进行检测，并对用户的体态进行评价；

S2、根据步骤S1的体态评价结果为用户提供康复锻炼建议，所述康复锻炼建议包括：康复锻炼项目的组合建议；

S3、用户按照步骤S2提供的组合建议内容完成相应项目的锻炼；

S4、所述传感器对用户的体态进行再次检测，并给出本次康复锻炼的结果。

S1、康复***使用传感器对用户的体态进行检测，并对用户的体态进行评价：

步骤S1或步骤S4的所述体态包括人体静止时、和/或运动状态下的姿态；传感器对用户静止时的姿态检测内容包括：身体的前后平衡和/或左右平衡状态。所述传感器是视频传感器，采集用户身体上与体态相关部位间的相对位置信息。优选地，所述视频传感器为3D体感摄影机。

如图3所示，用户1位于3D体感摄影机4前面，3D体感摄影机4采集与人体体态相关部位的相对位置信息。当用户1测量与人体体态前后平衡的信息时，用户1的待测部位侧对所述3D体感摄影机4，所述3D体感摄影机4采集与人体体态的前后平衡相关部位的相对位置信息。与前后平衡相关部位包括，人的头部、和/或肩部、和/或骨盆、和/或膝关节、和/或踝关节。

本实施例的3D体感摄影机4可是微软公司所出品的Kinect，使用Kinect来收集视野范围内的每一点，并形成一幅代表周围环境的景深图像。接着，Kinect会对景深图像进行像素级评估，来辨别人体的不同部位，采用分割策略将人体从背景环境中分离。再通过人工智能***来处理大量的数据，识别手、脚及身体的其他部位，最后根据追踪到的20个关节点来生成一幅骨架***。

所述康复***内预存有标准体态数据模型，所述标准体态数据模型中包括标准体态下与体态相关的身体部位间的标准相对位置信息，步骤S1将视频传感器采集到的所述相对位置信息与所述标准相对位置相匹配，康复***根据匹配结果对用户的体态进行评价。

在Kinect识别过程中会在所识别区域内建立一个三维坐标系，每一给点都有一个唯一的位置标识。同样我们的游戏的游戏元素在识别区域内同样会有一个位置坐标。康复***预存的人体体态前后平衡的标准相对位置信息是头部—肩部—骨盆—膝关节—踝关节呈一条直线并且垂直于地面。

本实施例中康复***以打分的方式对用户的体态进行评价，匹配度高的打分高于匹配度低的得分。

与此类似的，步骤S1包括用户待测部位正对所述视频传感器，所述视频传感器采集与人体体态的左右平衡相关部位的相对位置信息。所述与左右平衡相关部位包括，人的头部、和/或肩部、和/或骨盆、和/或膝关节、和/或踝关节。康复***预存的人体体态左右平衡的标准相对位置信息是头部—肩部—骨盆—膝关节—踝关节相对于人体的中轴线左右对称。同样以打分的方式对用户的体态进行评价，匹配度高的打分高于匹配度低的得分。

通过以上的测量评价过程，最终就可以得到在静止状态下用户的体态打分情况，该打分情况中会明确标识出，与体态平衡相关部位的具体打分信息。比如在左右平衡的测量中，其肩部的得分偏低，那么也就意味着肩部的机能需要进行锻炼。

与此相类似的，人体非接触的传感器对用户运动状态下的姿态检测内容包括：身体的部位进行运动时的旋转平衡状态和/或踏步时的步态。

使用Kinect实现姿势识别。为了实现姿势判断，将每一个姿势的相关关节点取出，每次取两个关节点进行一次角度上的判断，如果同时满足需要的条件，即每两个关节点的角度都在阈值范围内，判断为有效姿势。判断规则为：以第一个点为中心来判断第二个点与其夹角是否在一定的范围内，将希望满足的角度记做Angle，Threshold为阈值，此次判断的权重记为Weightfactor。则此条件可以简单记做：condition＝{pointOne，pointTwo，Angle，Threshold，Weightfactor}

例如举起右手这个姿势，可选择右肩点、右肘点、右手腕点三个关节点。当Kinect追踪到骨骼点以后，首先判断右肩点和右肘点。以右肩点为中心，判断右肘点和其夹角是否为0度，为了识别的准确，假设在25度的范围内就认为这个角度是可以接受的，25就为阈值，因为举起右手的这个姿势重点是判断上述三个关节点，因此，这个判断的权重因子记为1，否则记为0，则上述条件记做：condition＝{JointType.ShoulderRight，JointType.ElbowRight，0，25，1}接着再判断右肘点和右手腕点是否能满足90度的要求，阈值仍然取25度。等到这两个条件都满足以后，可以说举起右手这个姿势已经基本判别完毕。为了使误识率降低，可以将左肩点、左肘点、左手腕点也进行一次判断，判断其是否处于自然下垂状态。否则，程序会将举起双手也判断为举起右手，因此举起右手姿势要满足的四个条件就为：

condition1＝{JointType.ShoulderRight，JointType.ElbowRight，0，25，1}

condition2＝{JointType.ElbowRight，JointType.WristRight，90，25，1}

condition3＝{JointType.ShoulderLeft，JointType.ElbowLeft，180，25，0}

condition4＝{JointType.ElbowLeft，JointType.WristLeft，180，25，0}

为了尽可能多地识别不同的姿势和方便添加新的姿势，可以创设一个姿势库(存储条件的数组)用来方便存储和录入已有的姿势。将常用的姿势添加进姿势库(数组)中，在程序中调用即可。

所述康复***内预存有标准体态数据模型，所述标准体态数据模型中包括标准体态下身体的部位进行运动时的旋转平衡状态和/或踏步时的步态的标准相对位置信息，步骤S1将视频传感器采集到的所述相对位置信息与所述标准相对位置相匹配，康复***根据匹配结果对用户的体态进行评价。

S2、根据步骤S1的体态评价结果为用户提供康复锻炼建议，所述康复锻炼建议包括：康复锻炼项目的组合建议：

在完成了上述步骤S1的测量评价后，进入步骤S2。如图2和图3所示，本发明的康复***的训练模块中包括至少一种体感康复游戏。所述的体感康复游戏存储在***主机5中，并由用户1的动作或者语音信息进行操控，通过显示器3显示出其游戏界面。

步骤S2康复锻炼项目的组合建议包括由所述体感康复游戏组成的建议，所述建议中至少包含一种所述体感康复游戏，以及所述体感康复游戏的名称、和/或执行顺序、和/或执行次数。

以上述的测量的例子为例，当用户经过步骤S1的测试得到其肩部的体态不合格的测量结果之后，在康复锻炼建议中，肩部相关的体感康复游戏的数量、和/或游戏时长、和/或游戏执行次数，就要多于其他部位的体感游戏。

因此，在步骤S2中，会根据其具体的打分情况给出具体的作业活动的康复建议：“上肢训练的肩部训练游戏，完成三次，并且得分需达到80分；+全身训练游戏的游泳游戏，完成二次，并且得分需达到80分”，等类似的建议。步骤S2的作业活动的次数和/或标准根据康复目标设定。

S3、用户按照步骤S2提供的组合建议内容完成相应项目的锻炼。

本实施例中的康复体感游戏软件包括指引用户为实现不同的康复目标而进行的作业活动的提示画面，用户在提示画面的指示下用动作和/或语音操控游戏的进行，完成相应的作业活动。例如，在进行全身运动的游泳运动模块中，游戏画面中会显示一个虚拟的人形动画，其动作随着用户的动作而进行变换。在游戏的选项中会有提示选项，用户选中该选项后，游戏中的人形动画会向用户展示正确的游泳动作所呈现出的动画效果。用户就可以在接下来的康复过程中进行参照，以达到应有的效果。

所述康复体感游戏软件具有存储模块，存储用户作业活动的活动进度。每个用户用可以有自己唯一的ID号，并在每次锻炼结束后将其锻炼的结果存储在以该ID号命名的文件夹中，当进行下一次康复锻炼时就可以接着上一次的锻炼继续进行。这样就实现了为每个用户提供个性化的锻炼计划，并跟踪每个人的锻炼进度，实现有针对性的训练。

本实施例的训练***的一个很突出的优势在于，在需要增加训练科目或者训练内容时，不需要对硬件设备进行任何的升级和改动，而仅通过对训练模块增加/修改康复体感游戏软件的方式，就能够实现对作业活动项目的增加/修改，以实现不同的作业疗法治疗效果。例如，在现有的***中，如果要增加臀部的训练，那么仍然使用这套硬件设备，只是增加以臀部动作为标准的相应体感康复游戏，如图3所示，由用户1面对3D体感摄影机4，利用增加了臀部游戏的***主机5的运算处理执行游戏的进行，3D体感摄影机4采集用户1臀部动作以控制游戏的进行。用户1通过显示器3实现与***的互动，并观测自己的康复游戏完成情况，也就是最后的打分结果。

本实施例中，所述体感康复游戏以打分的方式提示用户执行康复体感游戏内康复内容的锻炼效果；步骤S3还包括用户完成相应项目的锻炼后，所述康复***将用户完成体感康复游戏的打分进行汇总，并依据打分情况给出进一步的康复锻炼建议。

例如上述的例子中，步骤S2给出的康复建议是“上肢训练的肩部训练游戏，完成三次，并且得分需达到80分；+全身训练游戏的游泳游戏，完成二次，并且得分需达到80分”，用户在完成了三次肩部训练之后只有两次达到了80分，那么***会进一步建议其“降低肩部游戏的游戏难度，同时增加游戏次数”，对肩部进行进一步的康复锻炼。

S4、所述传感器对用户的体态进行再次检测，并给出本次康复锻炼的结果：

所述步骤S4对用户的体态进行再次检测并以打分的形式给出体态检测结果。同时步骤S4还会给出本次康复锻炼的结果包括：本次康复锻炼的持续时间、和/或所完成康复锻炼项目的内容、和/或所完成康复锻炼项目的持续时间、和/或所完成康复锻炼项目的打分。使用户能够直观的看到自己本次锻炼的内容和结果，作为下次锻炼的参考目标。

实施例2

如图2所示，本实施例揭示了一种应用如上述实施例所述的基于体态测量的康复方法的康复***。

该康复***包括依次电气连接的检测评价模块、训练建议模块、训练模块和反馈模块；

所述检测评价模块与人体非接触的传感器对用户的体态进行检测，并对用户的体态进行评价。该模块主要通过视频传感器完成上述实施例的步骤S1和步骤S4的体态测量工作。可以通过微软出品的Kincet视频采集设备完成本步骤的内容。

所述训练建议模块根据检测评价模块的体态评价结果为用户提供康复锻炼建议，所述康复锻炼建议包括：康复锻炼项目的组合建议。该模块通过***的显示装置或者是语音播报装置，向用户提示上述实施例中的步骤S2的任务内容，也就是具体的康复训练项目中需要完成的体感康复游戏的名称、和/或执行顺序、和/或执行次数等。

所述训练模块包括多个以康复锻炼项目区分的体感康复游戏软件，体感康复游戏软件包括提示画面，用户在提示画面的指示下用动作和/或语音操控游戏的进行并完成游戏软件规定的相应的作业活动。

所述反馈模块还与检测评价模块电气连接，接收所述传感器对用户的体态进行的再次检测后的评价结果，并给出本次康复锻炼的结果。对用户的体态进行再次检测并以打分的形式给出体态检测结果。同时步骤S4还会给出本次康复锻炼的结果包括：本次康复锻炼的持续时间、和/或所完成康复锻炼项目的内容、和/或所完成康复锻炼项目的持续时间、和/或所完成康复锻炼项目的打分。使用户能够直观的看到自己本次锻炼的内容和结果，作为下次锻炼的参考目标。

实施例3

如图3和图4所示，本实施例中揭示了一种基于体感的作业疗法康复***。该康复***应用于康复训练，特别是应用于以往的作业疗法所进行的康复训练。该康复***包括依次电气连接的识别模块、训练模块和反馈模块。

其中，所述识别模块使用与人体非接触的传感器侦测用户的动作和/或语音信息，并将所述动作和/或语音信息转化为数据信息。本发明利用视频和声音等不需要和人体接触的就能够进行采集的信息作为体感游戏的控制数据来源。这种利用动作来进行体感游戏的装置目前已经出现，例如微软的Kinect，玩家就是利用动作和语音的方式来进行游戏的操控，然而目前体感游戏目前都定位在休闲娱乐多于健身，并不具有康复训练效果，同时也没有对作业疗法进行针对性的设计。本发明是利用了如Kinect这样的体感设备，将其引入体感康复训练，并进行与康复训练相对应的针对性设计，使其满足康复锻炼的要求。

如图4所示，本发明的康复***的所述训练模块存储有多个按照人体锻炼部位的不同而进行区分的康复体感游戏软件。所述康复体感游戏软件的锻炼部位是人体的可运动部位，例如：上肢的手部、肩部、肘部，下肢的腰部、膝部、脚部等位置。

如图3所示，本实施例的所述人体非接触的传感器是3D体感摄影机4，3D体感摄影机4侦测的用户的动作信息包括：用户的锻炼部位的活动的幅度、和/或位置、和/或速度的信息。训练模块中与该锻炼部位相对应的康复体感游戏软件通过将所述动作信息与该康复体感游戏软件内预设的数学模型相匹配，匹配结果通过所述游戏效果的形式展现。

使用体感摄影机4能够同时采集在摄影机视野内的所有用户的动作信息，能够实现多用户的动作信息的同时采集。对于该康复***的运营者来说，使用一套这样的康复***，在对多用户服务同时服务和对单个用户提供服务的成本是相同的，这就极大节省了运营的硬件成本。同时由于能够在不增加额外配件的情况下实现多人同时进行康复锻炼，也就拓展了该设备的投放情境，也就是说除了康复医院或者家庭外，还可以放在社区活动室等公共区域，为需要对同一位置进行康复训练的用户同时提供服务，提高了康复训练的效率，并让更多人受益。

本***的所述康复体感游戏软件中每个锻炼部位的运动通过相互关联的至少两个可活动关节的相对转动实现，康复体感游戏软件内预设的数学模型包括：当该锻炼部位机能正常时，实现指定动作时的与该锻炼部分相关联的两个可活动关节在水平或者重心方向的相对夹角范围，该夹角范围为参考夹角范围；

识别模块侦测用户的锻炼部位执行所述指定动作时的动作信息，并将其转化为动作数据信息发送给训练模块，训练模块从所述动作数据信息中提取出与所述康复体感游戏软件中相对应的，与该锻炼部分相关联的两个可活动关节在水平或者重心方向的相对夹角，该夹角为真实夹角；所述康复体感游戏软件判断所述真实夹角是否落入所述参考夹角范围内，并根据判断结果触发游戏软件中相应的游戏效果；

优选地，所述活动关节包括：右肩关节、和/或左肩关节、和/或右肘关节、和/或左腕关节、和/或右髋关节、和/或左髋关节、和/或右膝关节、和/或左膝关节、和/或右踝关节、和/或左踝关节、和/或颈椎关节、和/或腰椎关节。

本实施例使用Kinect收集视野范围内的每一点，并形成一幅代表周围环境的景深图像。接着，Kinect会对景深图像进行像素级评估，来辨别人体的不同部位，采用分割策略将人体从背景环境中分离。再通过人工智能***来处理大量的数据，识别手、脚及身体的其他部位，最后根据追踪到的20个关节点来生成一幅骨架***。

实现Kinect姿势识别。为了实现姿势判断，将每一个姿势的相关关节点取出，每次取两个关节点进行一次角度上的判断，如果同时满足需要的条件，即每两个关节点的角度都在阈值范围内，判断为有效姿势。判断规则为：以第一个点为中心来判断第二个点与其夹角是否在一定的范围内，将希望满足的角度记做Angle，Threshold为阈值，此次判断的权重记为Weightfactor。则此条件可以简单记做：condition＝{pointOne，pointTwo，Angle，Threshold，Weightfactor}

例如举起右手这个姿势，可选择右肩点、右肘点、右手腕点三个关节点。当Kinect追踪到骨骼点以后，首先判断右肩点和右肘点。以右肩点为中心，判断右肘点和其夹角是否为0度，为了识别的准确，假设在25度的范围内就认为这个角度是可以接受的，25就为阈值，因为举起右手的这个姿势重点是判断上述三个关节点，因此，这个判断的权重因子记为1，否则记为0，则上述条件记做：condition＝{JointType.ShoulderRight，JointType.ElbowRight，0，25，1}接着再判断右肘点和右手腕点是否能满足90度的要求，阈值仍然取25度。等到这两个条件都满足以后，可以说举起右手这个姿势已经基本判别完毕。为了使误识率降低，可以将左肩点、左肘点、左手腕点也进行一次判断，判断其是否处于自然下垂状态。否则，程序会将举起双手也判断为举起右手，因此举起右手姿势要满足的四个条件就为：

condition1＝{JointType.ShoulderRight，JointType.ElbowRight，0，25，1}

condition2＝{JointType.ElbowRight，JointType.WristRight，90，25，1}

condition3＝{JointType.ShoulderLeft，JointType.ElbowLeft，180，25，0}

condition4＝{JointType.ElbowLeft，JointType.WristLeft，180，25，0}

为了尽可能多地识别不同的姿势和方便添加新的姿势，可以创设一个姿势库(存储条件的数组)用来方便存储和录入已有的姿势。将常用的姿势添加进姿势库(数组)中，在程序中调用即可

识别情况：在Kinect识别过程中会在所识别区域内建立一个三维坐标系，每一给点都有一个唯一的位置标识。同样我们的游戏的游戏元素在识别区域内同样会有一个位置坐标。游戏设置有反馈模块，反馈模块接收所述游戏效果，并将所述游戏效果反馈给用户。游戏进行过程中，当游戏元素运动到的位置与Kinect所识别的20个关节点中的特定点重合时，即可触发相应的效果。或者当Kinect识别到特定的关节动作之后，游戏会做出相应的反馈。用户根据游戏效果获知其康复训练效果从而完成游戏。

本实施例中的康复体感游戏软件包括指引用户为实现不同的康复目标而进行的作业活动的提示画面，用户在提示画面的指示下用动作和/或语音操控游戏的进行，完成相应的作业活动。例如，在进行全身运动的游泳运动模块中，游戏画面中会显示一个虚拟的人形动画，其动作随着用户的动作而进行变换。在游戏的选项中会有提示选项，用户选中该选项后，游戏中的人形动画会向用户展示正确的游泳动作所呈现出的动画效果。用户就可以在接下来的康复过程中进行参照，以达到应有的效果。

所述康复体感游戏软件具有存储模块，存储用户作业活动的活动进度。每个用户用可以有自己唯一的ID号，并在每次锻炼结束后将其锻炼的结果存储在以该ID号命名的文件夹中，当进行下一次康复锻炼时就可以接着上一次的锻炼继续进行。这样就实现了为每个用户提供个性化的锻炼计划，并跟踪每个人的锻炼进度，实现有针对性的训练。

本实施例的训练***的一个很突出的优势在于，在需要增加训练科目或者训练内容时，不需要对硬件设备进行任何的升级和改动，而仅通过对训练模块增加/修改康复体感游戏软件的方式，就能够实现对作业活动项目的增加/修改，以实现不同的作业疗法治疗效果。例如，在现有的***中，如果要增加臀部的训练，那么仍然使用这套硬件设备，只是增加以臀部动作为标准的相应体感康复游戏，如图3所示，由用户1面对3D体感摄影机4，利用增加了臀部游戏的***主机5的运算处理执行游戏的进行，3D体感摄影机4采集用户1臀部动作以控制游戏的进行。用户1通过显示器3实现与***的互动，并观测自己的康复游戏完成情况，也就是最后的打分结果。

在其他的实施例中，如图3所示，由多个音频传感器组成的麦克风阵列2，面对用户1设置，所述麦克风阵列2设置在3D体感摄影机4的下部。满足同时对用户进行视频和音频的采集要求。处理模块通过麦克风阵列2中不同的音频传感器的声音参数的差别来定位声源位置，所述康复体感游戏软件根据声源位置的变化实现相应的游戏效果。当然，麦克风矩阵的安装位置根据音频采集的要求进行调整，放置在体感康复***的不同位置，以达到最佳的采集效果。通过声音采集装置，

实施例4

本实施例是对上述实施例所述的游戏效果和测量结果的补充说明。本发明所述的游戏效果和体态测量结果包括：训练模块根据识别模块识别的用户的动作和/或语音信息与康复体感游戏软件内预设的数学模型的匹配结果而进行的打分；以及人体静止时、和/或运动状态下的姿态；人体非接触的传感器对用户静止时的姿态检测内容包括：身体的前后平衡和/或左右平衡状态的打分。

该分数通过反馈模块反馈给用户。本***主要应用于身体的康复锻炼，面对的很多都是身体有缺陷的用户。为了实现更多用户的正常使用，提高各类人群的参与度。本发明的反馈模块是显示装置或发声装置，将接收到的所述游戏效果，以图像或者语音的形式反馈给用户。

也就是说打分的结果不仅仅可以通过显示装置进行显示，使用户能够看到，还通过语音播报的方式让用户能够听到，这样就方便了视力下降或者听力减弱的各种人群的使用，这种人性化的设计提高了***的普及率，用户的体验更好。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。

Claims (10)

1.一种基于体态测量的康复方法，其特征在于，使用康复***进行康复训练，康复***包括传感器和多种康复锻炼项目；所述康复***通过传感器获得用户的体态信息，对所述体态信息进行评价，并根据体态信息的评价结果给出康复锻炼建议。

2.根据权利要求1所述的基于体态测量的康复方法，其特征在于，所述康复***中的康复锻炼项目包括至少一种体感康复游戏，所述康复锻炼建议包括由所述体感康复游戏组成的建议；

优选地，所述建议中至少包含所述体感康复游戏的名称、和/或执行顺序、和/或执行次数。

3.根据权利要求2所述的基于体态测量的康复方法，其特征在于，所述体感康复游戏为多个，并根据人体的活动部位进行分类，所述活动部位与人体的体态信息相关，所述建议中包括需要执行的体感康复游戏所属的活动部位名称；

优选地，所述活动部位包括：手部、和/或肩部、和/或肘部、和/或腰部、和/或膝部、和/或脚部。

4.根据权利要求1至3任一所述的基于体态测量的康复方法，其特征在于，所述体态信息包括人体静止时、和/或运动状态下的姿态；所述传感器是视频传感器，采集用户身体上与体态相关部位间的相对位置信息作为体态信息；所述康复***内预存有标准体态数据模型，所述标准体态数据模型中包括标准体态下与体态相关的身体部位间的标准相对位置信息，视频传感器采集到的所述体态信息与所述标准相对位置相匹配，康复***根据匹配结果对用户的体态信息进行评价；

优选地，所述体态信息包括用户待测部位侧对所述视频传感器时，所述视频传感器采集的与人体体态的前后平衡相关部位的相对位置信息；

进一步优选地，所述与前后平衡相关部位包括，人的头部、和/或肩部、和/或骨盆、和/或膝关节、和/或踝关节；

进一步优选地，康复***预存的人体体态前后平衡的标准相对位置信息是头部—肩部—骨盆—膝关节—踝关节呈一条直线并且垂直于地面。

优选地，所述体态信息包括用户待测部位正对所述视频传感器时，所述视频传感器采集的与人体体态的左右平衡相关部位的相对位置信息；

进一步优选地，所述与左右平衡相关部位包括，人的头部、和/或肩部、和/或骨盆、和/或膝关节、和/或踝关节；

进一步优选地，康复***预存的人体体态左右平衡的标准相对位置信息是头部—肩部—骨盆—膝关节—踝关节相对于人体的中轴线左右对称。

优选地，所述视频传感器为3D体感摄影机。

5.根据权利要求4所述的基于体态测量的康复方法，其特征在于，康复***以打分的方式对用户的体态信息进行评价，匹配度高的打分高于匹配度低的得分；康复***根据体态信息评价的得分给出的康复锻炼建议内容；

优选地，所述康复锻炼建议中，与得分低的体态信息相关的活动部位的体感康复游戏数量、和/或游戏时长、和/或游戏执行次数，多于与得分高的体态信息相关的活动部位的体感康复游戏。

6.根据权利要求2所述的基于体态测量的康复方法，其特征在于，所述体感康复游戏软件，包括提示画面，用户在提示画面的指示下用动作和/或语音操控游戏、并完成游戏软件规定的相应的作业活动，所述作业活动的次数和/或标准根据康复目标设定；

优选地，所述康复体感游戏软件具有存储模块，所述存储模模块存储用户作业活动的活动进度；

优选地，所述训练模块通过增加/修改康复体感游戏软件的方式，实现对作业活动项目的增加/修改，以实现不同的作业疗法康复治疗目标。

7.根据权利要求2或6所述的基于体态测量的康复方法，其特征在于，所述体感康复游戏以打分的方式提示用户执行康复体感游戏内康复内容的锻炼效果；用户完成相应项目的锻炼后，所述康复***将用户完成体感康复游戏的打分进行汇总。

8.根据权利要求1所述的基于体态测量的康复方法，其特征在于，用户完成所述康复锻炼建议的康复锻炼项目后，所述传感器对用户的体态进行再次检测，并给出本次康复锻炼的结果。

9.根据权利要求8所述的基于体态测量的康复方法，其特征在于，所述康复锻炼的结果包括：本次康复锻炼的持续时间、和/或所完成康复锻炼项目的内容、和/或所完成康复锻炼项目的持续时间、和/或所完成康复锻炼项目的打分；对用户的体态进行再次检测并以打分的形式给出体态检测结果。

10.一种应用如权利要求1至9任一所述的基于体态测量的康复方法的康复***，其特征在于，包括依次电气连接的检测评价模块、训练建议模块、处理模块；

所述检测评价模块使用传感器对用户的体态进行检测，并对用户的体态进行评价；

所述训练建议模块根据检测评价模块的体态评价结果为用户提供康复锻炼建议，所述康复锻炼建议包括：康复锻炼项目的组合建议；

所述训练模块包括多个以活动部位区分的体感康复游戏软件，体感康复游戏软件包括提示画面，用户在提示画面的指示下用动作和/或语音操控游戏的进行并完成游戏软件规定的相应的作业活动；

所述反馈模块还与检测评价模块电气连接，接收所述传感器对用户的体态进行的再次检测后的评价结果，并给出本次康复锻炼的结果。