CN113542378A - 面向远程康复服务的交互式运动训练方法、装置、计算机设备和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种面向远程康复服务的交互式运动训练方法、装置、计算机设备和存储介质，其中方法包括：实施在所述训练终端的如下步骤：获取康复训练者的身份信息，将身份信息通过区块链加密后向远程控制中心传输；接收远程控制中心依据身份信息发送的初始运动参数；基于所述初始运动参数向康复训练者提供康复训练活动；采集康复训练者在康复训练过程中的情绪状态和运动状态；依据情绪状态和运动状态调整运动参数，将情绪状态、运动状态、所述运动参数通过区块链加密后向远程控制中心传输。所述交互式运动训练方法，在本地增加智能化反馈机制，同时对康复训练者的数据进行安全保护，对多个康复训练者的数据进行动态整合。
Description
技术领域
本申请涉及康复训练技术领域，特别是涉及面向远程康复服务的交互式运动训练方法、装置、计算机设备和存储介质。
背景技术
我国医疗资源分布不平衡，城市地区优质医疗资源多于农村地区，大医院的优质资源多于基层医疗机构。5G作为一种全新的数字网络，使医疗资源均衡成为可能，通过构建智慧医院、智慧医疗和智慧健康等智慧医疗体系，实现医院管理网络化、医疗服务智能化、患者信息采集实时化，不但能提升医疗管理水平，而且可以提高疾病诊疗效率。因此，研究能够用于社区老年人健康服务的信息化、智能化、自主式交互***具备重要意义。
康复训练是指损伤后进行有利于恢复或改善功能的身体活动，申请号为202010714347.8的专利申请，提出了一种用于远程康复支持和康复科室管理的***，包括远程康复支持***、康复科室管理***、ICF康复质控***，远程康复支持***用于为康复机构之间、康复师、康养结合单位提供基于互联网的远程康复支持。康复科室管理***，ICF康复质控***和远程康复支持***在云端运行，汇集医院HIS***数据和知识库数据。
申请号为201811431130.5的专利申请，提出了一种远程干预式康复训练***，专业人员可以在具有接收数据终端的非固定地点实时监控多个患者的康复训练体征参数和电机参数，从而精确掌握患者各项身体机能的恢复情况，同时，专业人员可以通过调节康复训练模块的运动状态为患者的康复训练过程指定适宜的训练计划。
现有技术中，用于患者康复训练的本地***，使用远程传输的参数进行康复***训练，在本地***缺乏实时的智能化反馈机制，同时对患者的数据缺乏数据安全和隐私保护，对多个患者的运动数据和康复数据缺乏动态的整合和***参数的更新。
发明内容
基于此，提供一种面向远程康复服务的交互式运动训练方法，在本地增加智能化反馈机制，同时对康复训练者的数据进行安全保护，对多个康复训练者的数据进行动态整合。
一种面向远程康复服务的交互式运动训练方法，实施所述交互式运动训练方法的***包括远程控制中心以及与远程控制中心通讯的至少一台训练终端，所述交互式运动训练方法包括：
实施在所述训练终端的如下步骤：
获取康复训练者的身份信息，将身份信息通过区块链加密后向远程控制中心传输；
接收远程控制中心依据身份信息发送的初始运动参数；
基于所述初始运动参数向康复训练者提供康复训练活动；
采集康复训练者在康复训练过程中的情绪状态和运动状态；
依据情绪状态和运动状态调整运动参数，将情绪状态、运动状态、所述运动参数通过区块链加密后向远程控制中心传输。
以下还提供了若干可选方式，但并不作为对上述总体方案的额外限定，仅仅是进一步的增补或优选，在没有技术或逻辑矛盾的前提下，各可选方式可单独针对上述总体方案进行组合，还可以是多个可选方式之间进行组合。
可选的，实施在所述远程控制中心的如下步骤：
接收各训练终端发送的身份信息和相应的运动参数；
依据身份信息对康复训练者分组，分别对各组康复训练者的运动参数进行聚类，聚类中心点为以年龄为自变量，运动参数为因变量的数据值；
依据康复训练者的年龄信息选择最相近的聚类中心点作为初始运动参数，将初始运动参数通过区块链加密后向相应的训练终端传输。
可选的，所述身份信息包括：年龄、性别、训练部位，所述聚类包括如下步骤：
将康复训练者依据性别和训练部位分为四组，分别为Y1：男、手部；Y2：男、腿部；Y3：女、手部；Y4：女、腿部；
针对每组康复训练者，对组内各成员在预定时间段内情绪状态为愉悦时的运动参数均值进行聚类，得到预定类别数，每个聚类中心点为以年龄为自变量，运动参数为因变量的数据值。
可选的，还包括实施在所述远程控制中心的如下步骤：
接收各康复训练者运动参数的人工修正信息，将人工修正后的运动参数通过区块链加密后向相应的训练终端传输。
可选的，还包括实施在所述训练终端的如下步骤：
接收远程控制中心发送的人工修正后的运动参数，并依据该运动参数向康复训练者提供康复训练活动。
可选的，还包括实施在所述训练终端的如下步骤：
向康复训练者显示虚拟运动场景以及动态仿真模型。
本申请还提供一种面向远程康复服务的交互式运动训练***，包括：远程控制中心以及与远程控制中心通讯的至少一台训练终端，所述训练终端包括：
信息采集模块，用于获取康复训练者的身份信息，将身份信息通过区块链加密后向远程控制中心传输；
初始化模块，用于接收远程控制中心依据身份信息发送的初始运动参数；
训练模块，用于基于所述初始运动参数向康复训练者提供康复训练活动；
监控模块，用于采集康复训练者在康复训练过程中的情绪状态和运动状态；
反馈模块，用于依据情绪状态和运动状态调整运动参数，将所述运动参数通过区块链加密后向远程控制中心传输。
可选的，所述远程控制中心包括：
接收模块，用于接收各训练终端发送的身份信息和相应的运动参数；
运动参数处理模块，用于依据身份信息对康复训练者分组，分别对各组康复训练者的运动参数进行聚类，聚类中心点为以年龄为自变量，运动参数为因变量的数据值；
信息反馈模块，依据康复训练者的年龄信息选择最相近的聚类中心点作为初始运动参数，将初始运动参数通过区块链加密后向相应的训练终端传输。
本申请还提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述的交互式运动训练方法的步骤。
本申请还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的交互式运动训练方法的步骤。
本申请提供的面向远程康复训练者的交互式运动训练方法及***，能够在远程控制中心指导训练的前提下，在训练终端进行实时化的智能反馈，对康复训练者数据进行安全保护，对不同康复训练者的运动数据和康复数据进行动态整合和更新。
附图说明
图1为本申请面向远程康复服务的交互式运动训练方法实施在训练终端的流程图；
图2为本申请面向远程康复服务的交互式运动训练方法实施在远程控制中心的流程图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
为了更好地描述和说明本申请的实施例，可参考一幅或多幅附图，但用于描述附图的附加细节或示例不应当被认为是对本申请的发明创造、目前所描述的实施例或优选方式中任何一者的范围的限制。
需要说明的是，当组件被称为与另一个组件“连接”时，它可以直接与另一个组件连接或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。
一种面向远程康复服务的交互式运动训练方法，实施交互式运动训练方法的***包括远程控制中心以及与远程控制中心通讯的至少一台训练终端，交互式运动训练方法包括：
参加图1所示，实施在训练终端的如下步骤：
获取康复训练者的身份信息，将身份信息通过区块链加密后向远程控制中心传输；
接收远程控制中心依据身份信息发送的初始运动参数；
基于初始运动参数向康复训练者提供康复训练活动；
采集康复训练者在康复训练过程中的情绪状态和运动状态；
依据情绪状态和运动状态调整运动参数，将情绪状态、运动状态、运动参数通过区块链加密后向远程控制中心传输。
所述训练终端置于康复训练者的运动地点，用于提供康复训练活动，并实时监测康复训练过程中康复训练者的情绪状态和运动状态，依据康复训练者的情绪状态和运动状态调整运动参数，提供不同难度的训练方案，例如调整训练的速度、力度等。
每个康复训练者具有在训练终端对应设有个人运动参数数据库，针对新加入的康复训练者，采用远程控制中心提供的初始运动参数进行康复训练，对于在训练终端中已经存在训练历史的康复训练者，则采用康复训练者在训练终端已有的运动参数提供康复训练活动，每次康复训练结束后，更新个人运动参数数据库。
情绪状态包括愉悦、平静、悲伤等，运动状态包括手部运动时的反馈强度，腿部运动时的速度等。
训练终端采集情绪状态和运动状态后存储在本地，训练过程中依据康复训练者的情绪状态和运动状态，对运动参数进行调整，以手部运动为例，对游戏中需要打击的敌人的出现速度进行调整，设为ν，ν＝v0+βgΔ，其中，v0为初始速度，Δ为变化量，β为(1，-1)，当检测情绪状态为愉悦时，β为1，当检测状态为悲伤时，β为-1。
以腿部运动为例，利用跑台进行速度反馈，可采用英派斯AT580跑步机，可调速度范围1～18Km/h，坡度范围0～12％，可采集速度、距离、坡度，内置手握式心率接收器并带有数据接口。
身份信息、情绪状态、运动状态、运动参数均通过区块链进行加密传输，加密算法采用同态加密算法。
其中一实施例中，面向远程康复服务的交互式运动训练方法，参加图2所示，还包括实施在远程控制中心的如下步骤：
接收各训练终端发送的身份信息和相应的运动参数；
依据身份信息对康复训练者分组，分别对各组康复训练者的运动参数进行聚类，聚类中心点为以年龄为自变量，运动参数为因变量的数据值；
依据康复训练者的年龄信息选择最相近的聚类中心点作为初始运动参数，将初始运动参数通过区块链加密后向相应的训练终端传输。
所述远程控制中心置于康复中心、医院等能够提供专业训练指导的地点，用于接收处理***内各训练终端的康复训练者的训练数据，依据已有的康复训练者数据，向新加入的康复训练者给予初始运动参数，远程控制中心可以采用移动OneNet作为数据存储云平台。
其中一实施例中，身份信息包括：年龄、性别、训练部位(包括手部和腿部)，聚类包括如下步骤：
将康复训练者依据性别和训练部位分为四组，分别为Y1：男、手部；Y2：男、腿部；Y3：女、手部；Y4：女、腿部；
针对每组康复训练者，对组内各成员在预定时间段内情绪状态为愉悦时的运动参数均值进行聚类，得到预定类别数，每个聚类中心点为以年龄为自变量，运动参数为因变量的数据值。
设康复训练者为
其中m为组别，nm为当前组别内康复训练者的数量，i为康复训练者序号，计算康复训练者
在时间序列Ωt1-t2(t1-t2时间段内)中情绪状态为愉悦时的运动参数均值
对
进行聚类，获得聚类后的聚类中心点
k为聚类的类别数，该聚类中心点为以年龄为自变量，运动参数(手部的运动强度或者腿部的运动速度)为因变量的数据值。
当有新的康复训练者开始训练时，按照性别和训练部位定位组别，在组内定位年龄最接近的聚类中心点，该聚类中心点对应的运动参数(腿部运动时的运动速度或者手部运动时的反馈强度)即为初始运动参数。
每当有新的康复训练者加入康复训练时，均对已有的康复训练者数据进行聚类处理，依据聚类结果对新的康复训练者进行初始运动参数推送，因此，聚类结果为一个动态更新的过程，依据康复训练者数据的更新而更新。
在其中一实施例中，还包括实施在远程控制中心的如下步骤：
接收各康复训练者运动参数的人工修正信息，将人工修正后的运动参数通过区块链加密后向相应的训练终端传输。
人工修正信息通过医生、康复师等人员对情绪状态、运动状态以及运动参数进行评估后提供，旨在对运动参数进行人为修正，更加适合康复训练者。
在其中一实施例中，还包括实施在训练终端的如下步骤：
接收远程控制中心发送的人工修正后的运动参数，并依据该运动参数向康复训练者提供康复训练活动。
在其中一实施例中，还包括实施在训练终端的如下步骤：
向康复训练者显示虚拟运动场景以及动态仿真模型。
通过显示装置向康复训练者显示虚拟运动场景以及动态仿真模型，以手部运动为例，如实现仿真军事行动的***射击案例，使用3DMax设计仿造现实的景物模型，如蓝天、白云、草地、枪炮等景物模型，然后导入3D游戏开发引擎Unity3D。在Unity3D中搭建三维场景，通过创建灯光、天空盒子和地面，以及灯光渲染测试、场景烘焙等操作，尽量真实还原出现实中的场景。然后，创建图形用户界面，用于启动***。进一步编写交互功能脚本，根据数据手套检测数据，变换场景角度，及进行射击。虚拟手模型建立：通过采集手部数据的方式来进行建模，采集手部的关键点的数据，利用3DMAX建模软件的背景建模功能，构建虚拟手模型，初步具备虚拟手应该有的功能，如抓、移动、释放物体等，然后再对构建好的虚拟手模型进行皮肤映射，使得外观上更加逼真。
以腿部运动为例，如实现仿真行走过程中的风景展现案例。使用3DMax设计仿造现实的景物模型，如运动场景里的马路以及两侧的花、树、草、石墩、楼房等景物模型，然后导入3D游戏开发引擎Unity3D。在Unity3D中搭建三维场景，通过创建灯光、天空盒子和地面，以及灯光渲染测试、场景烘焙等操作，尽量真实还原出现实中的场景。然后，创建图形用户界面，用于启动***。进一步编写交互功能脚本，根据跑步机的速度及姿态估计***的检测步态，交互式地变换场景。
本申请还提供了一种面向远程康复服务的交互式运动训练***，包括：远程控制中心以及与远程控制中心通讯的至少一台训练终端，训练终端包括：
信息采集模块，用于获取康复训练者的身份信息，将身份信息通过区块链加密后向远程控制中心传输；
初始化模块，用于接收远程控制中心依据身份信息发送的初始运动参数；
训练模块，用于基于初始运动参数向康复训练者提供康复训练活动；
监控模块，用于采集康复训练者在康复训练过程中的情绪状态和运动状态；
反馈模块，用于依据情绪状态和运动状态调整运动参数，将运动参数通过区块链加密后向远程控制中心传输。
监控模板用于采集康复训练者在康复训练过程中的情绪状态和运动状态，采集情绪状态时，通过采集康复训练者脸部的图像，进行情绪判断，可使用美国英特尔公司OpenVINO进行情绪识别，包括愉悦、悲伤、平静等。
采集手部的运动状态，可以通过数据手套实现，使用弯曲传感器进行数据手指及腕部关节角度检测，固定到设计样式的手套上，利用加速度传感器、电磁传感器等进行手部方向和空间的定位。
采集腿部的运动状态，可以通过采集跑步速度获取。
在其中一实施例中，远程控制中心包括：
接收模块，用于接收各训练终端发送的身份信息和相应的运动参数；
运动参数处理模块，用于依据身份信息对康复训练者分组，分别对各组康复训练者的运动参数进行聚类，聚类中心点为以年龄为自变量，运动参数为因变量的数据值；
信息反馈模块，依据康复训练者的年龄信息选择最相近的聚类中心点作为初始运动参数，将初始运动参数通过区块链加密后向相应的训练终端传输。
本申请还提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现所述交互式运动训练方法的步骤。
本申请还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现所述交互式运动训练方法的步骤。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.面向远程康复服务的交互式运动训练方法，其特征在于，实施所述交互式运动训练方法的***包括远程控制中心以及与远程控制中心通讯的至少一台训练终端，所述交互式运动训练方法包括：
实施在所述训练终端的如下步骤：
获取康复训练者的身份信息，将身份信息通过区块链加密后向远程控制中心传输；
接收远程控制中心依据身份信息发送的初始运动参数；
基于所述初始运动参数向康复训练者提供康复训练活动；
采集康复训练者在康复训练过程中的情绪状态和运动状态；
依据情绪状态和运动状态调整运动参数，将情绪状态、运动状态、所述运动参数通过区块链加密后向远程控制中心传输。
2.根据权利要求1所述的面向远程康复服务的交互式运动训练方法，其特征在于，实施在所述远程控制中心的如下步骤：
接收各训练终端发送的身份信息和相应的运动参数；
依据身份信息对康复训练者分组，分别对各组康复训练者的运动参数进行聚类，聚类中心点为以年龄为自变量，运动参数为因变量的数据值；
依据康复训练者的年龄信息选择最相近的聚类中心点作为初始运动参数，将初始运动参数通过区块链加密后向相应的训练终端传输。
3.根据权利要求1所述的面向远程康复服务的交互式运动训练方法，其特征在于，所述身份信息包括：年龄、性别、训练部位，所述聚类包括如下步骤：
将康复训练者依据性别和训练部位分为四组，分别为Y1：男、手部；Y2：男、腿部；Y3：女、手部；Y4：女、腿部；
针对每组康复训练者，对组内各成员在预定时间段内情绪状态为愉悦时的运动参数均值进行聚类，得到预定类别数，每个聚类中心点为以年龄为自变量，运动参数为因变量的数据值。
4.根据权利要求1所述的面向远程康复服务的交互式运动训练方法，其特征在于，还包括实施在所述远程控制中心的如下步骤：
接收各康复训练者运动参数的人工修正信息，将人工修正后的运动参数通过区块链加密后向相应的训练终端传输。
5.根据权利要求4所述的面向远程康复服务的交互式运动训练方法，其特征在于，还包括实施在所述训练终端的如下步骤：
接收远程控制中心发送的人工修正后的运动参数，并依据该运动参数向康复训练者提供康复训练活动。
6.根据权利要求1～5任一项所述的面向远程康复服务的交互式运动训练方法，其特征在于，还包括实施在所述训练终端的如下步骤：
向康复训练者显示虚拟运动场景以及动态仿真模型。
7.面向远程康复服务的交互式运动训练***，其特征在于，包括：远程控制中心以及与远程控制中心通讯的至少一台训练终端，所述训练终端包括：
信息采集模块，用于获取康复训练者的身份信息，将身份信息通过区块链加密后向远程控制中心传输；
初始化模块，用于接收远程控制中心依据身份信息发送的初始运动参数；
训练模块，用于基于所述初始运动参数向康复训练者提供康复训练活动；
监控模块，用于采集康复训练者在康复训练过程中的情绪状态和运动状态；
反馈模块，用于依据情绪状态和运动状态调整运动参数，将所述运动参数通过区块链加密后向远程控制中心传输。
8.根据权利要求7所述的面向远程康复服务的交互式运动训练***，其特征在于，所述远程控制中心包括：
接收模块，用于接收各训练终端发送的身份信息和相应的运动参数；
运动参数处理模块，用于依据身份信息对康复训练者分组，分别对各组康复训练者的运动参数进行聚类，聚类中心点为以年龄为自变量，运动参数为因变量的数据值；
信息反馈模块，依据康复训练者的年龄信息选择最相近的聚类中心点作为初始运动参数，将初始运动参数通过区块链加密后向相应的训练终端传输。
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至6中任一项所述的交互式运动训练方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的交互式运动训练方法的步骤。
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