CN111700618A - 一种计数式康复训练***和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种计数式康复训练***，包括：传感器模块，其至少具有两个，并分别以相对固定的方式布置于待康复者的能够相互转动连接的运动肢体，以采集所述运动肢体的运动参数，数据终端，与所述传感器模块数据连接，以接收所述运动参数，并基于所述运动参数判断待康复者的康复训练的有效性；所述数据终端配置为：将基于所述运动参数以参考至少两个参照物的方式生成的活动数据与运动肢体对应的阈值进行比较，以确定是否计入正常训练数据和/或提示异常训练数据。本发明着重解决了因待康复者在训练时姿态不正确却也被判有效的技术问题，有效地提高了***评估结果的科学性，有利于指导待康复者按照正确指定动作进行康复。

Description

一种计数式康复训练***和装置

技术领域

本发明涉及智慧康复装备技术领域，尤其涉及一种计数式康复训练***和装置。

背景技术

康复学科的发展，催生了对康复智能化设备的新需求。康复设备一般应用于危重症病人、重症病人、术后病人、运动员等人群。科研资料表明：术后康复运动(例如足泵运动)不仅可以协助动力损伤(如骨折)和运动损伤 (如膝关节疲劳损伤)等患者快速康复，还可以预防肾静脉血栓。例如，由于人体踝关节、膝关节等所处位置比较特殊，属于人体承重和运动的重要关节，因此踝关节和膝关节的运动损伤是一种很常见的损伤。踝关节和膝关节损伤后一般需要进行具有指导性的康复，如若康复治疗不当，可能造成慢性疼痛、反复损伤等，可能还会导致由于人体肢体力学不当，而进一步地影响髋关节、骨盆和脊柱的损伤；而且，如若患者不进行康复治疗(或者康复治疗不科学)，患者大概率患肾静脉血栓。

以踝关节足泵康复运动为例，病人采用仰卧位，下肢伸展，大腿放松，将脚尖缓缓内勾，尽力将脚尖朝向自己并保持一定时长；而后脚尖绷直下压，并保持一定时长，然后放松。病人每天适宜训练5-8组。不过，由于这种训练大多数没有专业的医护人员实时监控，病人可能在训练过程中无法判断训练是否达标，也有部分病人可能无法完成康复训练计划。因此，需要一种专业的智能设备以辅助病人或者医护人员判断病人的康复计划的完成程度。例如，公开号为CN109480854A的中国专利公开的一种组合传感器的康复训练装置及其用途。该装置包括：康复部位传感***和移动终端，该康复部位传感***和移动终端通过无线连接；其中，康复部位传感***包括：传感器模块，其固定于待康复部位，与蓝牙模块连接，用于收集待康复部位运动数据并发送至蓝牙模块，并通过蓝牙模块以接收移动终端发送的初始化指令；以及蓝牙模块，其与传感器模块和移动终端连接，用于接收传感器模块发送的待康复部位运动数据并发送给移动终端，以及将移动终端发送的初始化指令传送给传感器模块；其中，移动终端与蓝牙模块无线连接进行数据传输。该发明的装置使得患者可以居家进行规范的康复训练。

通常情况下，传感器设置越多，则测量越准确。但这也会带来巨大的数据传输量和数据分析量，进而导致供电、准确性、数据冗余排除等等一系列困难。大量传感器对于用户而言，意味着需要先学习如何“准确”佩戴大量智能设备，再逐一对设备进行配对(以及可能的充电操作)，而后进行调试，再开始锻炼。这通常意味着，在科学锻炼之前，都需先执行十分钟甚至更多的设备调试工作。

发明内容

针对现有技术之种种不足：现有技术中，大多数运动康复训练以机械装置辅助其训练，待康复者通过器械训练进行康复。这种情况下，待康复者的康复程度是通过医护人员结合临床经验做出的，是一种经验式的评估方法。但是随着人们对健康的重视，经验评估逐步被智能评估替代。现有的康复智能训练评估方法中，多是以在肢体设置传感器，采集运动肢体的运动参数，而后经由数据处理器进行后期处理，输出一种指标，以确定康复程度。但是现有的智能评估方式存在如下弊端：由于康复患者的康复肢体的控制力不足，即使其完成了一些合格的角度训练，例如其能够达到脚背与小腿之间的角度，但是其脚背仍然存在另一个方向的转动，而不是指定的训练姿态，从而误将“非正确”训练状态的“正确”训练角度判定为合格动作，进一步地误导患者“非正确”训练状态为“正确”姿态，不利于指导待康复者的康复。此外为了应对智能设备种类太多，数量过大，本发明的另一出发点之一在于尽量减少传感器，而且采取尽量少的传感器来应对不同运动部位，以少量设备达成不同部位的运动效果分析，且能够用于科学指导康复运动。

为此，本发明提供一种计数式康复训练***，包括传感器模块，其至少具有两个，并分别以相对固定的方式布置于待康复者的能够相互转动连接的运动肢体，以采集所述运动肢体的运动参数，数据终端，与所述传感器模块数据连接，以接收所述运动参数，并基于所述运动参数判断待康复者的康复训练的有效性；所述数据终端配置为：将基于所述运动参数以参考至少两个参照物的方式生成的活动数据与运动肢体对应的阈值进行比较，以确定是否计入正常训练数据和/或提示异常训练数据。

本发明中，至少两个参照物中的一个参照物为与运动肢体可运动连接的另一运动肢体，因此，至少两个传感器是彼此需要经由数据终端交互的，以确定该运动动作是否在数值上达到合格，以确定有效性。

本发明中，至少两个参照物能够基于运动参数获取运动肢体至少两个维度的运动，则至少两个维度中的一个维度是待康复者康复计划中的正确运动维度，如勾脚(正确的仅有脚背上翘)；而另外的至少一个维度可能由于肌力不足或者神经传输信号错误形成的附加的错误运动维度，如勾脚(患者产生了脚背偏转)，故此其中一个参照物能够反应勾脚达到的了勾脚角度，而另外一个参照物辅助以“监测”功能，判断其是否具有附加的运动动作。由此，至少两个参照物中有一个参照物最好为与运动肢体相互可运动的另一肢体，而另外的参照物作为辅助，最好以不动的参照物(如床板、墙壁)等，以确定其在完成指定动作时，是否有附加动作。

本发明中，由于运动肢体的参照物中的一个是与之可以联动的参照物。由于人体生理构造，运动肢体并非刚体运动，其中一个运动肢体运动，可能会在训练时，另一运动肢体随之微动，因而，运动肢体的康复动作的“数值评估”是需要修正的；因此，两个运动肢体均可以参照另一个或另几个参照物修正后再确定数值评估对应的指标，以提高本***的科学性和有效性。

根据一种优选的实施方式，所述数据终端基于运动参数以参考所述至少两个参照物的方式提取运动特征值进行姿态聚类分析获取姿态事件，在所述姿态事件是当前的设定事件的情况下，所述数据终端才会将所述活动数据与所述设定事件对应的阈值进行比较；在所述姿态事件不是当前的设定事件的情况下，所述数据终端直接将此次运动判定为无效。

根据一种优选的实施方式，所述数据终端包括语音提示单元，在所述数据终端将此次运动判定为无效的情况下，所述语音提示单元向待康复者反馈与该次运动相关的语音信息。

根据一种优选的实施方式，所述语音提示单元还用于在所述待康复者的运动符合有效条件的情况下发出声音，以提示所述待康复者对运动肢体进行复位为下一次运动做准备。

根据一种优选的实施方式，所述数据终端包括用于设定运动周期的定时设置单元，以提示所述待康复者在一定周期内需要按照设定个数的方式进行康复训练。

根据一种优选的实施方式，同一运动肢体上按照能够获取运动中心的方式布置有由至少两个运动传感器构成的传感器模块。由于运动肢体具有肌肉，其可以收缩和放松，进而使得传感器以肉眼不见的方式相对于运动肢体微动，进而造成传感采集的运动参数本身具有误差，为了减小这一下误差，本发明在运动肢体(尤其是康复运动肢体)上设置多个肢体以采集多组数据，然后将各个传感器采集的运动参数分别参照以至少两个参照物中的不动的参照物确定运动中心，然后再进行数值评估，以较小因肌肉收缩或放松带来的***误差。

根据一种优选的实施方式，所述传感器模块按照能够不干扰运动肢体训练的方式集成于契合运动肢体的穿戴体上。“不干扰的方式”主要是保持运动肢体能够尽量地按照不受约束的方式进行科学的训练。将传感器模块集成在穿戴体上，一方面是保证待康复者的穿戴方便和快捷，并且穿戴体上会具有标识，以保证正确的穿戴方向；其次，穿戴体具有一定的保护性和保暖性，尤其是对于骨骼脆弱的病人，考虑到了安全性。

根据一种优选的实施方式，所述数据终端与医疗终端能够建立通讯连接，以使得所述医疗终端能够基于所述数据终端反馈的运动结果而向所述数据终端提供训练康复计划、康复指导和/或在线问询服务。随着第五代移动通信技术的发展，本发明还提供了“云康复”的功能，旨在：其一，待康复者不易频繁奔波于医院进行康复训练，而医生又不可能经常上门服务，因此提供云康复保持医护-待康复者之间的有效沟通；其二，在重大疫情期间，待康复者最好也不要去医院，降低医疗人员的工作强度的同时也降低了其被感染的风险。

根据一种优选的实施方式，本发明还提供一种足泵用计数式康复训练装置，包括：传感器模块，其集成于契合于运动肢体的穿戴体上，数据终端，其按照不干扰运动肢体的训练方式与所述传感器模块通讯连接，以获取所述运动肢体的训练参数，所述数据终端配置为：将基于所述运动参数以参考至少两个参照物的方式生成的活动数据与运动肢体对应的阈值进行比较，以确定是否计入正常训练数据和/或提示异常训练数据。

根据一种优选的实施方式，所述数据终端基于运动参数以参考所述至少两个参照物的方式提取运动特征值进行姿态聚类分析获取姿态事件，在所述姿态事件是当前的设定事件的情况下，所述数据终端才会将所述活动数据与所述设定事件对应的阈值进行比较；在所述姿态事件不是当前的设定事件的情况下，所述数据终端直接将此次运动判定为无效。

附图说明

图1是本发明提供的一种训练***的模块示意图；

图2是本发明提供的一种传感器模块的布置示意图；和

图3是本发明的一种测量原理示意图。

附图标记列表

100：传感器模块300：医疗终端

200：数据终端

具体实施方式

下面结合附图1、2和3进行详细说明。

实施例1

本实施例公开一种计数式康复训练***。如图1所示，该训练***包括传感器模块100和数据终端200。本发明主要可以针对上肢体和下肢体的康复运动。即：本发明不仅仅针对足泵康复运动，其还可以针对上肢体进行康复运动，如腕关节、肘关节的康复运动。

本实施例主要以足泵康复运动为例进行解释说明。

传感器模块100，其至少具有两个。例如，一个固定于脚部，另一个固定于小腿部，用于在踝关节训练时采集踝关节的训练参数。又如，一个固定于小腿部，另一个固定于大腿部，用于在膝关节训练时采集膝关节的训练参数。再如，一个固定于脚部，一个固定于小腿部，还有一个固定于大腿部，用于在踝关节训练和膝关节联合训练时采集踝关节、膝关节的训练参数。传感器100可以是加速度传感器、角度传感器、位移传感器或者速度传感器。

数据终端200，其可以是电脑、IPAD、智能手机等数据处理设备。数据终端200，与传感器模块100数据连接。本发明中数据终端200优选的是与传感器模块100无线连接。其一：采用数据线的技术方案，在运动训练时，数据线会对患者的训练肢体形成一种类似于“捆绑约束”，给患者一种不适感；而且由于病人的训练肢体的肌力不足，数据线对其肢体形成实质上的约束，也不利于其康复，因此采用无线连接方式，有利于达到其心理和生理上的舒适感；其二：由于无数据线的“束缚”，传感器模块100在穿戴时的具有便捷和快捷性；其三，使用无线连接的方式，数据终端可以是手持的，患者可以是实时了解其实时了解其康复数据，从而其可以实时地调整其动作姿态，以尽快恢复。可开发智能手机APP，将主机缩小，减掉屏幕，缩小电池尺寸，保留主板传感器；由智能手机作为操作端，设置训练方法和显示训练次数，同时app后台可推送相应的训练方法的套餐，提示相应关节的训练方式及设备的使用方法，数据记录并上传至云端，方便医生对病人的训练情况进行反馈及用于科研。

数据终端200配置为：将基于运动参数以参考至少两个参照物的方式生成活动数据。例如，对脚踝进行康复训练，将数据终端200定义至“脚踝训练课程”，以使得数据终端200从其数据库中以脚踝训练课程的评价指标对运动数据进行评价。脚踝康复训练时，其运动肢体为脚，与之可转动连接的另一运动肢体为小腿，那么其中一个参照物可以定义为小腿，并且小腿上相对其固定有传感器模块100而小腿的三维参数由其上的传感器模块100进行采集。数据终端200能够基于脚上的传感器模块100和小腿上的传感器模块100采集的运动参数，生成脚相对于小腿的运动角度，并以脚踝对应的运动角度的阈值对其进行评价，以确定是否计入正常训练数据和/或提示异常训练数据。而另一参照物可以定义为不动的墙壁。墙壁的三维参数可以被预先定义至数据终端200。此时，脚在相对小腿上抬或者下垂训练时，如果脚具有偏转，数据终端200基于墙壁则会生成附加的偏转角度，在训练初期，该偏转角度可以根据预先定义一个阈值，允许待康复者可以有一定范围的偏转，以增加脚踝部位的灵活度和经络通畅；而随着康复进程，该偏转角度逐渐不被允许，而可以调节其阈值逐渐趋近于符合人体构造的角度。故此其中一个参照物能够反应勾脚达到的了勾脚角度，而另外一个参照物辅助以“监测”功能，判断其是否具有附加的运动动作。由此一来，在至少两个参照物辅以运动参数判断动作的有效性具有科学性，其原因还在于它特别适用于儿童患者，由于儿童患者属于不易配合人群，让其进行某一指定动作，儿童可能故意不完成或者难以控制肌力而完成，此时可以通过数据终端以动画语音的方式提示其应该怎么完成动作。经过试验，其给儿童患者带来了一定的安全感，使得儿童患者容易配合完成指定动作。

优选地，至少两个参照物可以用于数据终端200对运动姿态提取运动特征值进行聚类分析，而获取姿态事件。以脚踝训练康复为例，脚的上抬和下垂是其正确的姿态事件，其是以小腿作为参照物而获得；而脚的偏转则通过墙壁获得的姿态事件。其中，提取的特征值可以是角度、位移或者加速度。在姿态事件是当前的设定事件的情况下，也即：数据终端结合运动参数生成的姿态事件是设定事件时，数据终端200才会将活动数据与设定事件对应的阈值进行比较；在姿态事件不是当前的设定事件的情况下，数据终端200直接将此次运动判定为无效，而节约运算成本。

在应用至少两个参照物对运动参数进行评估的技术方案，这主要适用于肌肉力不足、神经损伤等初愈患者，如果对其前期的动作规范度不做过渡干预，则会导致其即使康复之后，出现习惯性的扭伤、错位或者后遗症等等。本发明可以采用“步进”康复的理疗方式，以逐步规范患者的动作。“步进”是指：在待康复者逐步规范的过程中，对参照物的个数予以减少或者重置，从多到少的方式对其进行康复“监测”，在康复前期以“允许”患者可以出现一些运动不规范的动作，并通过多个参照物的方式对其进行规范聚类分析，并及时的进行动作规范或者找出其动作不规范的原因，而改进康复方案，同时也保障了待康复者适度的运动自由范围。经过临床发现，待康复者对于其“步进”的理疗方案和“不规范”动作的及时规范具有明显的认可，并得到了较好的反馈。

优选地，数据终端200包括语音提示单元。在数据终端200将此次运动判定为无效的情况下，语音提示单元向待康复者反馈与该次运动相关的语音信息。例如，在待康复者动作不规范时，语音提示单元会提示“加油，请将外侧脚背稍稍往内侧勾住”，以使得患者对其运动动作的不规范性进行及时的调整，这种“及时”的反馈与“步进”相辅相成，均保证待康复者最大限度地在康复过程中运动动作及时的规范。

优选地，语音提示单元还用于在待康复者的运动符合有效条件的情况下发出声音，以提示待康复者对运动肢体进行复位为下一次运动做准备。例如，“此次运动动作合格，请缓慢复位，加油”。

优选地，数据终端200包括用于设定运动周期的定时设置单元，以提示待康复者在一定周期内需要按照设定个数的方式进行康复训练。例如，设定的运动周期为5分钟，而5分钟之内待康复者需要完成10次勾脚和10次脚背下垂。通过倒计时的方式提示待康复者在这一运动周期内其运动进程。并且，设定的运动周期也可以是采用“步进”的训练方式。康复前期，患者所能承受的运动强度处于低量状态，而在其康复的进程中，患者所能承受的运动强度处于高量状态。具体地，待康复者在前期，一次所能运动的时间可能仅为3分钟，数量也为5个。而在后期，其一次所能运动的时间可能为6 分钟，数量也为15个。这种“步进”式疗法，也能够从身体上得到恢复，更要的是心理也得到较好的康复。

优选地，同一运动肢体上按照能够获取运动中心的方式布置有由至少两个运动传感器构成的传感器模块100。运动肢体包括了许多肌肉并不是严格意义上的“刚体”，传感器设置后会在肌肉收缩或者放松时具有肉眼不见的“微动”，也即传感器不仅会相对于另一运动肢体产生位置变化，传感器还会对其需要采集的运动肢体产生微小的位置变化，传感器模块100在“移位”后，其采集参数中叠加了“移位”量，因此这种微动造成采集的数据不一定能够代表真实的运动参数，具有一定的***误差。为此，如图2所示，在同一运动肢体上设置了有三个运动传感器，根据三个传感器的采集参数确定其运动中心，以削弱在传感器模块100移位后带来的***误差。其中第一种方式为：以三个传感器的确定的重心坐标为运动中心；其中第二种方式为：以三个传感器中移位量最小的传感器的运动参数作为运动中心。本发明的发明人一方面认识到待康复者初期骨骼脆弱，易于发生骨折，这种以确定运动中心的技术方案，由于增加了多传感器，势必增加了数据终端200的数据运算量，不建议前期康复训练，因为前期康复训练主要是以促进其经脉活络活血的而不是需要进行定量的训练；由于该技术方案以削减误差而适合于康复后期的待康复者，促进其进一步地较快地满足正常姿态条件，并且能够加强其肌肉控制能力和保持力的训练。由此，数据终端200可以设置不同的训练套餐或者经由医疗终端300结合医生建议设置训练套餐。

优选地，由于传感器模块100可能会集成多个传感器，因此将其集成至穿戴体上，如训练袜。此时，传感器以柔性传感器为主，其可以与织物一体式连接，从而以能够不干扰运动肢体训练的方式获取运动参数。将传感器模块集成在穿戴体上，一方面是保证待康复者的穿戴方便和快捷，并且穿戴体上会具有标识，以保证正确的穿戴方向；其次，穿戴体具有一定的保护性和保暖性，尤其是对于骨骼脆弱的病人，考虑到了安全性。

实施例2

本实施例可以是对实施例1的进一步改进和/或补充，重复的内容不再赘述。在不造成冲突或者矛盾的情况下，其他实施例的优选实施方式的整体和/或部分内容可以作为本实施例的补充。

数据终端200主要用于在一个运动完成之后，及时地反馈该动作的规范性给患者，可以是患者随身或者置于其附近的数据处理器。而本实施例中提供的康复***还包括医疗终端300，医疗终端300主要用于一组或几组运动完成之后输出运动报告，可以是置于医疗机构的数据处理器、也可以是智能手机。比如运动报告包括：每次运动的角度、运动时间(或者运动频率)、达标个数、不达标个数等，其可以是以图像化(如饼分图、直方图、线条图等)、文字化(如达标率为90％，不达标率为10％)的方式以呈现，以总结该次训练情况。

优选地，如图2所示，数据终端200与医疗终端300能够建立通讯连接。医疗终端300能够接收数据终端200反馈的训练结果，医护人员通过查询医疗终端200的方式对训练结果进行专业评估而后可以将其改进后的康复计划或者康复指导反馈至数据终端200，供待康复者阅读。数据终端 200和医疗终端300还可以建立视频、音频等连接，以使得双方能够“云问询”。如此一来，待康复者不易频繁奔波于医院进行康复训练，而医生又不可能经常上门服务，因此提供云康复保持医护-待康复者之间的有效沟通；在重大疫情期间，待康复者最好也不要去医院，降低医疗人员的工作强度的同时也降低了双方交叉感染的风险。

优选地，数据终端200显示的训练结果和医疗终端300显示的训练结果可以是不一样的。具体地，数据终端200显示的训练结果是相对值，而医疗终端300显示的训练结果可以是相对值和绝对值。相对值是指：某一评估指标在一段时间内的变化率，如达标率在一定时间内的变化率。而绝对值是指：某一评估指标在这段时间内的绝对数值，如达标率。为此，本发明提供的***主要区别于现有技术具有如下优势，尤其是对于老年人群体：1、本发明的***采用相对值来评价待康复者的康复状态，该相对值用于描述待康复者的健康状态的变化趋势，能够在一定时间周期内反应出待康复者的健康状态的变化快慢，并且其可以同时由数据终端200和医疗终端300显示；2、相对值是与待康复者的既往康复数据得出的，以便于相对值能够以非量化的方式呈现给待康复者，如实线闭环，实线闭环越圆代表待康复者相对于自己既往的康复数据的变化越大，仅仅使得待康复者能够通过闭环的圆度定性地了解自身的康复状态变化，由于闭环在正确的康复指导下呈现近似圆形，因此这种方式更有利于待康复者接受自己的健康状态，符合中国人对于“圆满”追求的心态，有利于待康复者增强康复信心，圆形在中国传统文化中本就有圆满之意，而现代心理学专著中也有大量报告表明，大多数人都有追求圆满的潜意识，潜意识会促使人自发、无需思考地执行特定操作。故用圆形 +颜色(特别是红色)的方式来促使待康复者保持健康生活状态，这对于待康复者的康复而言，有着积极心理学和护理方面的理论基础。而本发明巧妙地结合了传统文化的红色与圆形来培养用户形成良好康复习惯，更有助于从心理层面促使用户自行采取更佳的生活方式，大大减轻其与工作人员的工作负担，本发明所体现出的“圆形”背后有着复杂生理与心理干预方案，是本发明之发明人在长期护理研究的经验总结有着明显的临床效果。3、医疗终端300对数据终端200中的活动数据进行比对，一方面有利于减小本地端的运算量，有助于将数据终端200进行小型化、轻质化设计，以高效地节能地准确地采集运动参数；另一方面，医疗终端300作为顶层数据处理终端，具有对相似康复数据的管理处理能力，其能够结合相对值读取专家库中相似的康复建议，并将其推送至数据终端200。

实施例3

本实施例可以是对实施例1的进一步改进和/或补充，重复的内容不再赘述。在不造成冲突或者矛盾的情况下，其他实施例的优选实施方式的整体和/或部分内容可以作为本实施例的补充。

本实施例提供一种优选的实施方式：

使用两个单倾角传感器同时测量足背与胫骨(踝关节)相对于地面的倾斜角度(也可以测量肘关节——大臂小臂；膝关节——大腿小腿等)，计算两传感器的差值作为关节的弯曲角度。设定训练达标角度与复位有效角度，当肘关节弯曲角度达到设定阈值时蜂鸣器发出声音，同时计数。预先设置倒计时时间，在定时时间内记录达标完成个数，定时时间到后停止计数。

按键功能说明

第一个按键T：Time，即定时时间设置，点击按键可切换定时时间。

第二个按键V：达标角度设置，点击按键可设置不同的训练达标角度，此为足背内勾弯曲时的角度。

第三个按键D：复位角度设置，点击按键可设置不同的复位有效角度，此为足背绷直伸展时与小腿的角度。

第四个按键S：Start/Stop开关功能，点击按键可启动或者暂停倒计时与计数功能。

操作：

将传感器模块紧贴放于脚背和小腿方，箭头指向大腿方向。

完成后打开电源，右下角红色电源LED亮，表明供电正常。

显示屏会先进行刷屏操作，随后右下角两LED会闪烁数次，全部熄灭后表明进入正常工作状态。

有效计数要求：先伸展超过复位有效角度(第一灯亮，蜂鸣器响)后再弯曲至训练达标角度(第二灯亮，蜂鸣器响)才可作为一次有效计数。

依次设置定时时间，训练达标角度，复位有效角度，注意：复位有效角度需大于训练达标角度。

参数设定完成后点击启动，倒计时开始倒数，同时采集角度值进行达标动作计数。倒计时结束，采集停止，保留达标个数在显示屏上，

第五按键为蜂鸣器静音键。

优选地，第一按键、第二按键、第三按键、第四按键和第五按键可以设置于医疗终端300，用于调节康复参数，如运动程度、运动角度和/或运动时间。

实施例4

本实施例可以是对实施例1、2、3之一或者其结合的进一步改进和/或补充，重复的内容不再赘述。本实施例公开了，在不造成冲突或者矛盾的情况下，其他实施例的优选实施方式的整体和/或部分内容可以作为本实施例的补充。

本实施例提供一种优选的实施方式：能够以尽可能少的传感器模块200 监控待康复者在安全条件下达成不同部位的运动效果分析。具体地：

根据要训练的肢体选择其对应的安全训练模式。本实施例至少可以设置两种训练模式，且每一种训练模式均对应有安全条件和触发条件，以保证训练者能够在安全条件下进行康复训练，尽可能防止待康复者训练中出现危险，如二次扭伤或二次骨折等。例如训练模式可以是脚掌-小腿训练模式、小腿和大腿训练模式。训练模式可以是医疗人员或者看护人员在数据终端200 中定义的，并且在定义好训练之后，数据终端以语音和/或视频的方式告知待康复者、医疗人员或者康复人员将传感器相对固定于可以相互运动连接的训练肢体，而后进入训练状态。

(2)待康复者进行康复训练，传感器模块100开始对运动肢体进行数据采集。其中，位于其中一个运动肢体的传感器模块100可以采集六个自由度的运动数据，而位于其中另一个运动肢体的传感器模块100同时也可以采集六个自由度的运动数据。数据终端两组六个自由度的运动数据按照三维空间，可以计算出两个运动肢体在运动前-运动中-运动后的空间位置关系，尤其是数据终端200可以计算出两个运动肢体在运动前后的运动中心的偏移量和相互转动的角度。数据终端200根据运动中心的偏移量来确定此次运动动作是否为危险动作。例如，根据数据终端200内设定的安全条件，如果运动中心的偏移量超出了预设的空间范围，则数据终端200会通过语音提示单元告诉待康复者此次运动为危险动作。如果该运动中心并未超出预设的空间，则数据终端200则会进入动作规范性评价，即可以对其进行参照物评价和角度达标评价，以评价运动姿态是否是合格的。以上安全训练模式的可选设定，可以应用于不仅限于足泵训练，还可以应用于其他运动肢体的康复运动，如手臂运动康复等等。本发明人之发明人一方面认识到初步康复的患者，肌力不足，容易导致运动肢体在出现损伤，而另一方面设备运行成本的问题，故在尽可能保证确保待康复者(尤其是刚开始进行康复训练的患者)的安全，以尽可能减小数据处理量及时对危险动作进行提示，防止初愈者在康复中的二次损伤。

实施例5

本实施例可以是对实施例1、2、3、4之一或者其结合的进一步改进和 /或补充，重复的内容不再赘述。本实施例公开了，在不造成冲突或者矛盾的情况下，其他实施例的优选实施方式的整体和/或部分内容可以作为本实施例的补充。

本实施例公开一种测量***，该***的传感器模块100仅包括两个单倾角传感器，如图3所示为其测量原理示意图。两个单倾角传感器分别固定于两个可以相互转动的肢体。该测量***的步骤配置为：

S1：初始化，定义参考面。在第一姿态下，确定两个单倾角传感器之间的位置关系并以第一向量表达；变换至第二姿态，确定两个单倾角传感器之间的位置关系并以第二向量表达；第二姿态需要按照第一向量和第二向量能够生成平面的方式变化，以此第一向量和第二向量确定的平面为参考面。

S2：运动前，定义第一肢体的单倾角传感器(其测量值以角标“1”表示)的坐标A(0、0、0)；测量第二肢体的单倾角传感器(其测量值以角标“2”表示)的坐标B(x₂、y₂、z₂)；

S3、运动后，测量第一肢体的单倾角传感器相对于参考面的坐标A’(x_1’、 y_1’、z_1’)及其相对与参考面转动的角度α₁；测量第二肢体的单倾角传感器相对于参考面的坐标B’(x_2’、y_2’、z_2’)及其相对于参考面转动的角度α₂；

S4：基于角度α₁(A’O’和AO之间的夹角)和角度α₂(B’O’和 BO之间的夹角)确定第一肢体相对于第二肢体的转动角度α₁₂。

S5：确定第一肢体相对于第二肢体运动后的转动的运动中心O的坐标O’(x_0’、y_0’、z_0’)。如图3所示，B’O’和A’O’的夹角为α₁₂。因此，根据向量的运算法则，可以确定出(x_0’、y_0’、z_0’)的值。

S6，确定该次运动的运动中心的原始坐标值O(x_0’、y_0’、z_0’)。基于常识判断，BO＝B’O’以及AO＝A’O’，可以计算出原始坐标值O(x₀、y₀、 z₀)。

例如，以腕关节康复运动为例。其中一个传感器固定在手背部(AO)，而另一个传感器固定在小臂部(BO)。其测量步骤为：

S1：定义参考面。第一姿态：将手背部和小臂部打直确定出确定两个单倾角传感器之间的位置关系并以第一向量表达；并且，定义其中一个单倾角传感器的位置坐标为(0,0,0)；第二姿态：将手背部和小臂保持打直的状态并且绕肘关节转动一定的角度，并且确定出姿态变换后，这两个单倾角传感器相对于(0,0,0)的坐标值，以此确定出两个单倾角传感器之间的位置关系并以第二向量表达，；从而基于第一向量和第二向量确定出参考面。

S2、运动前，定义手背部的单倾角传感器(其测量值以角标“1”表示) 的坐标A(0、0、0)；测量小臂部的单倾角传感器(其测量值以角标“2”表示)的坐标B(x₂、y₂、z₂)；

S3、运动后，测量手背部的单倾角传感器相对于参考面的坐标A’(x_1’、 y_1’、z_1’)及其相对与参考面转动的角度α₁；测量小臂部的单倾角传感器相对于参考面的坐标B’(x_2’、y_2’、z_2’)其相对与参考面转动的角度α₂；

S4、基于角度α₁(A’O’和AO之间的夹角)和角度α₂(B’O’和 BO之间的夹角)确定手背部相对于小臂部的转动角度α₁₂(180°-α₁-α₂)。

S5、确定脚部背相对于小腿部运动后的转动的运动中心O的坐标O’ (x_0’、y_0’、z_0’)。如图3所示，B’O’和A’O’的夹角为α₁₂。因此，根据向量的运算法则，可以确定出(x_0’、y_0’、z_0’)的值。

S6，确定该次运动的运动中心的原始坐标值O(x_0’、y_0’、z_0’)。基于常识判断，BO＝B’O’以及AO＝A’O’，可以计算出原始坐标值O(x₀、y₀、 z₀)。

基于上述步骤，可以确定出不同姿态的运动中心及其运动轨迹。为此，本发明能够仅仅依靠两个传感器便能够确定出每一次运动的运动中心的运动轨迹(OO’)。一方面，在康复者前期做康复训练时，根据指定康复工作计算出其运动中心的运动轨迹，从而基于该运动轨迹判定其动作的正确性和有效性，正确性是指：比如是手腕的上翘或下翘，预设的正确的运动轨迹为直线或者大致呈直线，如果患者的运动轨迹是曲线，则该运动为不正确的动作；而有效性是指：在一组动作完成之后，生成了若干运动轨迹，基于运动轨迹可以生成一组由运动轨迹组成的轨迹云图，如果轨迹云图的波动性不大，则说明患者康复运动有效，反之轨迹图的波动性较大和/或杂乱无章，则说明患者康复运动无效。而另一方面，在康复则后期做康复训练时，患者可以有选择性的进行康复运动，基于生成的运动轨迹与数据库中的运动轨迹进行匹配，从而能够判断出患者进行的是何种康复运动模式，此时，***自动地匹配出该康复运动对应的相对角度阈值，肢体之间的相对角度将作为判断工作有效性和正确性的标准，以及在一定时间内患者完成的频率可以作为患者康复情况的指标。此外，本实施例仅依靠两个单倾角传感器便能够完成康复运动的监测以及判断，数据采集量少，数据处理简单，而不需要借助图像采集设备等辅助设备，还能够降低康复成本以及降低患者的穿戴时间、简单方便。

按照相同的方法，仅含两个传感器的康复运动***还可以用于其他关节的康复运动。

实施例6

本实施例可以是对实施例1、2、3或者其结合的进一步改进和/或补充，重复的内容不再赘述。本实施例公开了，在不造成冲突或者矛盾的情况下，其他实施例的优选实施方式的整体和/或部分内容可以作为本实施例的补充。

本实施例公开一种足泵用计数式康复训练装置，包括传感器模块100和数据终端200。传感器模块100集成于契合于运动肢体的穿戴体上。穿戴体可以是训练袜或者训练护臂等。传感器模块100其按照不干扰运动肢体的训练方式与传感器模块100通讯连接，以获取运动肢体的训练参数。数据终端200配置为：将基于运动参数以参考至少两个参照物的方式生成的活动数据与运动肢体对应的阈值进行比较，以确定是否计入正常训练数据和/或提示异常训练数据。

优选地，数据终端200基于运动参数以参考至少两个参照物的方式提取运动特征值进行姿态聚类分析获取姿态事件。在姿态事件是当前的设定事件的情况下，数据终端200才会将活动数据与设定事件对应的阈值进行比较。在姿态事件不是当前的设定事件的情况下，数据终端200直接将此次运动判定为无效。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种计数式康复训练***，包括：

传感器模块(100)，其至少具有两个，并分别以相对固定的方式布置于待康复者的能够相互转动连接的运动肢体，以采集所述运动肢体的运动参数，

数据终端(200)，与所述传感器模块(100)数据连接，以接收所述运动参数，并基于所述运动参数判断待康复者的康复训练的有效性；

其特征在于，

所述数据终端(200)配置为：其能够在至少一种可选的安全训练模式下，将基于所述运动参数以参考至少两个参照物的方式生成的活动数据与运动肢体对应的阈值进行比较，以确定是否计入正常训练数据和/或提示异常训练数据。

2.根据权利要求1所述的训练***，其特征在于，所述数据终端(200)基于运动参数以参考所述至少两个参照物的方式提取运动特征值进行姿态聚类分析获取姿态事件，

在所述姿态事件是当前的设定事件的情况下，所述数据终端(200)才会将所述活动数据与所述设定事件对应的阈值进行比较；

在所述姿态事件不是当前的设定事件的情况下，所述数据终端(200)直接将此次运动判定为无效。

3.根据权利要求1或2所述的训练***，其特征在于，所述数据终端(200)包括语音提示单元，

在所述数据终端(200)将此次运动判定为无效的情况下，所述语音提示单元向待康复者反馈与该次运动相关的语音信息。

4.根据前述权利要求之一所述的训练***，其特征在于，所述语音提示单元还用于在所述待康复者的运动符合有效条件的情况下发出声音，以提示所述待康复者对运动肢体进行复位为下一次运动做准备。

5.根据前述权利要求之一所述的训练***，其特征在于，所述数据终端(200)包括用于设定运动周期的定时设置单元，以提示所述待康复者在一定周期内需要按照设定个数的方式进行康复训练。

6.根据前述权利要求之一所述的训练***，其特征在于，同一运动肢体上按照能够获取运动中心的方式布置有由至少两个运动传感器构成的传感器模块(100)。

7.根据前述权利要求之一所述的训练***，其特征在于，所述传感器模块(100)按照能够不干扰运动肢体训练的方式集成于契合运动肢体的穿戴体上。

8.根据前述权利要求之一所述的训练***，其特征在于，所述数据终端(200)与医疗终端(300)能够建立通讯连接，以使得所述医疗终端(300)能够基于所述数据终端(200)反馈的运动结果而向所述数据终端(200)提供训练康复计划、康复指导和/或在线问询服务。

9.一种计数式康复训练装置，包括：

传感器模块(100)，其集成于契合于运动肢体的穿戴体上，

数据终端(200)，其按照不干扰运动肢体的训练方式与所述传感器模块(100)通讯连接，以获取所述运动肢体的训练参数，

其特征在于，

所述数据终端(200)配置为：将基于所述运动参数以参考至少两个参照物的方式生成的活动数据与运动肢体对应的阈值进行比较，以确定是否计入正常训练数据和/或提示异常训练数据。

10.根据权利要求9所述的训练装置，其特征在于，所述数据终端(200)基于运动参数以参考所述至少两个参照物的方式提取运动特征值进行姿态聚类分析获取姿态事件，

在所述姿态事件是当前的设定事件的情况下，所述数据终端(200)才会将所述活动数据与所述设定事件对应的阈值进行比较；

在所述姿态事件不是当前的设定事件的情况下，所述数据终端(200)直接将此次运动判定为无效。

Images