CN115337008A - 人体肌骨健康分析方法和***、运动指导方法和***及存储介质 - Google Patents

人体肌骨健康分析方法和***、运动指导方法和***及存储介质 Download PDF

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陈华江
王雪琦
张萌
杨然
崔语诗
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徐辰
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Tsinghua University
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Shanghai Boling Robot Technology Co ltd
Tsinghua University
Shanghai Changzheng Hospital
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Abstract

本申请公开人体肌骨健康分析方法和***、运动指导方法和***及存储介质，所述人体肌骨健康分析方法包括：接收采集的与用户当前位姿有关的数据，以确定用户对应部位的运动学参数；根据用户佩戴所述位姿传感器检测的有关用户对应部位的运动学参数随时间的变化曲线以及标准位姿下用户对应部位的标准运动学参数随时间的变化曲线，确定用户控制对应部位的肌骨健康程度。

Description

人体肌骨健康分析方法和***、运动指导方法和***及存储 介质
技术领域
本发明涉及一种人体肌骨健康分析和应用领域，尤其涉及一种人体肌骨健康 分析方法和***、运动指导方法和***及存储介质。
背景技术
人们的***时不太注意，从而 导致了难以矫正的不良习惯。
比如，用户的身体空间位姿是决定用户气质和形象最重要的因素。所谓的身 体空间位姿就是用户在行走、坐立时，身体各个部位的相对空间位置，比如：在 用户坐着时，用户左肩部和右肩部的相对高度；又比如：在用户行走时，脊椎的 弯曲度等。
如果用户的身体空间位姿长期不正确的话，由于错误的身体空间位姿会使用 户的肌骨错误地支撑用户身体某个部位，用户的身体肌骨容易发生劳损。这种劳 损会导致用户出现疼痛，比如肩周炎、颈椎病、腰间盘突出等。因此，如果能够 在用户的身体空间位姿出现错误时，及时地提醒用户，将会极大地改善用户的身 体空间位姿，从而能够辅助用户养成良好的习惯。但是，遗憾的是，现有技术中 没有一种合适的设备能够实时检测用户的身体空间位姿。
随着数字医疗的发展和推广，诸多医疗服务企业也逐渐地开始构建不同的模 型评测用户的肌骨损伤，从而实现对用户身***姿的监控。但是，由于现有的模 型评测用户的肌骨损伤都不准确。之所以不准确的一个原因在于：因为肌骨关节 运动***功能评定的重点是人体运动学测量，而由于其观察点较多，患者运动学 数据信息密度较高。此外，整个测评过程严重依赖个人知识与经验水平，人为误 差在评测结果中占据较高比重。受制于主观因素，同一名患者由不同评估者进行 评定的结果往往差距较大，且在治疗前、治疗后与康复期病程与恢复进展无法进 行有效比较和评估，导致无法正确认识与评价治疗效果，直接影响治疗手段的改 进与提高。
发明内容
本发明的一个优势在于提供一种人体肌骨健康分析方法和***、运动指导方 法和***及存储介质，通过本发明所述人体肌骨健康分析方法，能够精准客观地 评估肌骨***损伤风险，实时出具详细的报告分析，给予针对性干预方案。
本发明的另一个优势在于提供一种人体肌骨健康分析方法和***、运动指导 方法和***及存储介质，其中所述人体肌骨健康分析***能够用以提示用户的位 姿是否正确。
本发明的另一个优势在于提供一种人体肌骨健康分析方法和***、运动指导 方法和***及存储介质，其中所述人体肌骨健康分析***能够获取用户当前的至 少部分身体部位的身体空间位姿，并能够判断身体空间位姿是否正确。
本发明的另一个优势在于提供一种人体肌骨健康分析方法和***、运动指导 方法和***及存储介质，其中所述人体肌骨健康分析***能够生成提示用户纠正 错误身体空间位姿的提示信号，从而有助于用户养成良好的身体空间位姿的习 惯，从而极大地降低用户身体肌骨容易发生劳损的概率。
为达到以上至少一个优势，本发明提供一种人体肌骨健康分析方法，所述人 体肌骨健康分析方法包括：
接收采集的与用户当前位姿有关的数据，以确定用户对应部位的运动学参 数；
根据用户佩戴所述位姿传感器检测的有关用户对应部位的运动学参数随时 间的变化曲线以及标准位姿下用户对应部位的标准运动学参数，确定用户控制对 应部位的肌骨健康程度。
根据本发明一实施例，用户对应部位的运动学参数包括对应部位的运动的频 率、幅度、周期性运动的频率、幅度、角速度、角加速度中的至少一个。
根据本发明一实施例，所述人体肌骨健康分析方法包括：通过配戴于选自腰 部中间，左右侧大腿中部、左右侧小腿中部、左右脚面中部、前胸部、左右侧大 臂中部、左右侧小臂中部、头部中的至少一个部位的位姿传感器，测得用户当前 位姿有关的数据。
根据本发明一实施例，标准位姿下用户对应部位的标准运动学参数随时间的 变化曲线，由与人体肌骨运动知识图谱对应的运动参数值所对应的数据库得出。
根据本发明一实施例，用户对应部位的运动学参数随时间的变化曲线中，包 括用户对应部位角度-时间变化过程中的变化峰值的数量、变化低谷的数量、变 化峰值之间的过度变化极值的大小等曲线特征，曲线的多重导数特征中的至少一 个。
为达到以上至少一个优势，本发明提供一种运动指导方法，所述运动指导方 法包括：
如上任一所述人体肌骨健康分析方法；和
根据用户对应部位的肌骨健康程度，生成用于指导用户进行康复训练的运动 指导报告。
根据本发明一实施例，所述运动指导方法还包括：
在用户按照所述运动指导方法训练时，实时获取用户的位姿数据；
比对在用户按照所述运动指导方法训练时的位姿数据和与所述运动指导方 法有关的标准位姿的位姿数据，当在用户按照所述运动指导方法训练时的位姿数 据和与所述运动指导方法有关的标准位姿的位姿数据差异超过预设阈值时，形成 一指导信号，用以指导所述用户。
根据本发明一实施例，所述阈值被设置为用户至少一部位偏离标准运动学参 数的一预设范围值，所述阈值由与人体肌骨运动知识图谱对应的运动参数值所对 应的数据库得出肌骨。
为达到以上至少一个优势，本发明提供一种可读存储介质，所述可读存储介 质存储有指令，其中所述可读存储介质存储的指令执行如上任一方法。
根据本发明一实施例，所述人体肌骨健康分析***包括：
接收模块，所述接收模块被设置能够接收采集的与用户当前位姿有关的数 据，以确定用户对应部位的运动学参数；
处理模块，其中所述处理模块包括一分析模块，其中所述分析模块被设置可 通信地连接于所述接收模块，并能够根据用户佩戴所述位姿传感器检测的有关用 户对应部位的运动学参数随时间的变化曲线以及对应时序下用户对应部位的标 准运动学参数，确定用户控制对应部位的肌骨健康程度；
反馈模块，其中所述反馈模块被设置可通信地连接于所述分析模块，以根据 所述分析模块确定的分析结果，生成反馈信号。
根据本发明一实施例，所述矫正策略生成模块包括一矫正路径生成模块，其 中所述矫正路径生成模块被设置可通信地连接于所述分析模块和所述反馈模块， 当用户的身体部位偏离所述标准位姿时，所述矫正路径生成模块根据用户当前位 姿偏移所述标准位姿的程度和预设的用户各个部位的活动程度而形成一矫正路 径，其中所述反馈模块被设置反馈所述矫正路径至用户。
根据本发明一实施例，所述人体肌骨健康分析***还包括一验证模块，其中 所述验证模块包括一纠错标准，且所述验证模块被设置可通信地连接于所述处理 模块的所述分析模块和所述反馈模块，所述验证模块被设置能够比对所述分析模 块形成的分析数据，并将其与所述纠错标准进行对比，以相应地形成用于关闭所 述反馈模块的一关闭信号或开启所述反馈模块的开启信号。
根据本发明一实施例，所述纠错标准被设置为偏离标准位姿的程度的范围阈 值，其中所述范围阈值选自：预定时长内用户处于错误的身体空间位姿时的频率 和/或时长。
附图说明
图1示出了本发明所述人体肌骨健康分析***的结构框图。
图2示出了本发明所述人体肌骨健康分析***的一个应用场景图。
图3示出了本发明所述人体肌骨健康分析***的第二个应用场景图。
图4示出了本发明所述人体肌骨健康分析***的第三个应用场景图。
图5示出了本发明所述人体肌骨健康分析方法的流程图。
图6示出了本发明所述运动指导方法的流程图。
图7和图8分别示出了本发明所述运动指导方法的第一个应用场景下被指导 前后的示意图。
图9和图10分别示出了本发明所述运动指导方法的第二个应用场景下被指 导前后的示意图。
图11示出了本发明一计算机装置的结构框图。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中 的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以 下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方 案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。
本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、 “上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、 “外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了 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，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。
可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一 个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量 可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。
参考图1至图4，依本发明一较佳实施例的一种人体肌骨健康分析***将在 以下被详细地阐述。
所述人体肌骨健康分析***被设置用以管理至少一位姿传感器800，其中所 述位姿传感器800包括一传感器主体801和一通信部件802，其中所述通信部件 802被设置可通信地连接于所述传感器主体801，用以获取所述传感器主体801 经由接收而采集的数据。
所述传感器主体801被设置为一惯性传感器，用以检测用户的当前位姿。所 述惯性传感器的类型和型号不是本发明的重点，只要求其能够实现本发明所指出 的：能够监测用户的身体空间位姿即可。
所述通信部件802可以被实施为可以被实施为蓝牙模块、WiFi模块、Lifi 模块、Zigbee模块等等。
所述人体肌骨健康分析***包括一接收模块10，其中所述接收模块10被设 置能够接收经由至少一个所述位姿传感器800的所述通信部件802发出的数据。
优选地，所述传感器主体801被设置为6轴惯性传感测量单元。而每个用户 可以配戴一个或多个所述位姿传感器800，而且每个用户佩戴所述位姿传感器 800的部位可以任意选择，比如可以选自腰部中间，左右侧大腿中部、左右侧小 腿中部、左右脚面中部、前胸部、左右侧大臂中部、左右侧小臂中部、头部中的 至少一个。
也就是说，通过至少一个所述位姿传感器800，进而能够检测到用户的位姿。
通过所述位姿传感器800测得的用户对应部位在t时刻的空间中的姿态表达 式如下：
Rf(t)＝R(t)×Rsit×Ro其中Rf为对应部位的最终姿态的旋转矩阵表达式，Ro为测量初始时刻的姿态旋 转矩阵,即为R(0)；R(t)为当前t时刻测量得到的姿态旋转矩阵；Rsit为坐姿校准 时刻所得到旋转矩阵，用于修正由于所述位姿传感器800任意穿戴所引起的误差。
所述人体肌骨健康分析***还包括一处理模块20，其中所述处理模块20包 括一分析模块21，其中所述分析模块21被设置可通信地连接于所述接收模块10， 用以分析所述接收模块10接收的与用户的身体空间位姿有关数据，以确定当前 用户的身体空间位姿是否满足预设的标准位姿。值得一提的是，所述标准位姿可 以根据不同的用户进行设定。具体地，由于每个用户的身体差异，标准位姿对应 就不相同。因此，可以将用户正确地将所述位姿传感器800配戴于自身的身体某 一部位时，所述位姿传感器800形成的数据定位为所述标准位姿。标准位姿下用 户对应部位的运动学参数随时间的变化曲线，由与人体肌骨运动知识图谱对应的 运动参数值所对应的数据库得出。比如：所述人体肌骨运动知识图谱以人体关节 为节点建立对应的关节肌群以及关节肌肉功能；所述人体关节的节点类型设置如 下表所示：
Figure RE-GDA0003853322230000061
具体地，根据用户的身体空间位姿有关数据，以确定当前用户的身体空间位 姿是否满足预设的标准位姿，包括：
根据用户佩戴所述位姿传感器800检测的有关用户对应部位的运动学参数 随时间的变化曲线以及标准位姿下用户对应部位的标准运动学参数随时间的变 化曲线，以确定用户控制对应部位的肌骨健康程度。优选地，所述标准位姿下用 户对应部位的标准运动学参数随时间的变化曲线，由与人体肌骨运动知识图谱对 应的运动参数值所对应的数据库得出。
可以理解的是，用户对应部位的运动学参数包括用户对应部位的运动学参数 包括对应部位的运动的频率、幅度、周期性运动的频率、幅度、角速度和角加速 度等。
如包括对应部位移动的范围或转动的角度，如包括颈部运动学参数和下肢髋 关节、膝关节和踝关节活动的幅度、频率。各个关节运动学参数包括髋关节、膝 关节、踝关节、颈部运动学参数，髋关节运动学参数可以是腰部与大腿之间在矢 状轴，冠状轴、垂直轴上的最大活动角度；同理，膝关节是大腿与小腿之间的最 大角度、踝关节是小腿和脚之间的最大角度、颈部运动学参数是头部与胸部之间 的最大角度；也可以包括前屈、后伸、左右侧屈、左右旋转六个方向运动学参数。 用户对应部位的运动学参数还包括耐力、力量、平衡、稳定性、爆发力等。此外， 检测的有关用户对应部位的运动学参数随时间的变化曲线中，包括用户对应部位 角度-时间变化过程中的变化峰值的数量、变化低谷的数量、变化峰值之间的过 度变化极值的大小等曲线特征，曲线的多重导数特征中的至少一个。随后将这些特征与所述人体肌骨运动知识图谱进行对比，从而能够确定用户控制对应部位的 肌骨健康程度。肌骨的健康程度可以通过肌骨紧张、肌力来表征。
在一个实施例中，检测的有关用户对应关节的运动学参数随时间的变化曲线 以及人体肌骨运动知识图谱，确定用户控制关节的肌骨健康程度。其中关节包括 但不限于：膝关节、踝关节或髋关节等。可以理解的是，如果检测的部位是膝关 节，则可以在深蹲、单腿蹲、站立直膝屈髋时，对应位于膝关节的所述位姿传感 器800测得对应关节的运动学参数随时间的变化曲线。而如过检测的部位是踝关 节，则可以通过足背屈和足趾屈对应位于膝关节的所述位姿传感器800测得对应 关节的运动学参数随时间的变化曲线。
比如：在测量所得到的运动学参数随时间变化的角度曲线中，计算髋关节、 膝关节或踝关节角度-时间变化过程中的变化峰值的数量、变化低谷的数量、变 化峰值之间的过度变化极值的大小等曲线特征，曲线的多重导数特征。最终的在 t时刻的运动学参数如下：
qf(t)＝[qf1(t) qf2(t) qf3(t) qf4(t)]
其中：
qf1(t)＝-qo1(q2qsit2-q1qsit1+q3qsit3+q4qsit4) -qo2(q1qsit2+q2qsit1+q3qsit4-q4qsit3)-qo3(q1qsit3 +q3qsit1-q2qsit4+q4qsit2)-qo4(q1qsit4+q2qsit3-q3qsit2 +q4qsit1)
qf2(t)＝qo1(q1qsit2+q2qsit1+q3qsit4-q4qsit3)-qo2(q2qsit2-q1qsit1 +q3qsit3+q4qsit4)-qo3(q1qsit4+q2qsit3-q3qsit2+q4qsit1) +qo4(q1qsit3+q3qsit1-q2qsit4+q4qsit2)
qf3(t)＝qo1(q1qsit3+q3qsit1-q2qsit4+q4qsit2)+qo2(q1qsit4+q2qsit3 -q3qsit2+q4qsit1)-qo3(q2qsit2-q1qsit1+q3qsit3+q4qsit4) -qo4(q1qsit2+q2qsit1+q3qsit4-q4qsit3)
qf3(t)＝qo1(q1qsit4+q2qsit3-q3qsit2+q4qsit1)-qo2(q1qsit3+q3qsit1 -q2qsit4+q4qsit2)+qo3(q1qsit2+q2qsit1+q3qsit4-q4qsit3) -qo4(q2qsit2-q1qsit1+q3qsit3+q4qsit4)
q＝[q1 q2 q3 q4]为当前时刻的四元数分量，
qo＝[qo1 qo2 qo3 qo4]为测量初始时刻的姿态四元数分量； qsit＝[qsit1 qsit2qsit3qsit4]为坐姿校准时刻所得到四元数分量，用于修正 由于所述位姿传感器800任意穿戴所引起的误差。
所述分析模块21在分析时，若用户在深蹲测试中膝关节活动角度达到正常 人的平均水平，则根据所述人体肌骨运动知识图谱所关联的关节-肌肉得出的结 论，认为被测试者臀大肌紧张程度无问题。
若被测试在深蹲测试中膝关节活动角度不及正常人平均水平，则根据知识图 谱所关联的关节-肌肉得出的结论，测试者膝关节的附近肌肉可能存在问题。相 关肌肉包括臀大肌、小腿三头肌、股四头肌等。肌肉可能存在紧张或者肌力不足 等问题。
同样地，根据所述人体肌骨运动知识图谱所关联的肌肉-关节得出，臀大肌 的肌力情况可以在用户单腿蹲过程中，检测到的膝关节活动角度进行判断。
具体地，单腿蹲角度为x，数据库的最大极限值为θ＝140，数据库的阶梯 值为δ＝20。股四头肌和臀肌无力程度的计算公式f(x)为：
Figure BDA0003694571880000091
若单腿蹲的膝关节活动角度大于正常人平均水平，则臀大肌肌力正常。若单 腿蹲的膝关节活动角度远小于正常人平均水平，则臀大肌肌力不足。
另外，深蹲测试中，如果用户膝关节活动角度异常，可能是臀大肌、小腿三 头肌、股四头肌紧张所造成的。根据所述人体肌骨运动知识图谱所关联的肌肉- 关节得出，小腿三头肌的紧张程度可以通过足背屈测试进行判断。
步态的踝关节屈伸角度为x，数据库的最大极限值为θ＝36，数据库的阶梯 值为δ＝9。深蹲角度为y，数据库的最大极限值为
Figure BDA0003694571880000092
数据库的阶梯值 为σ＝25。小腿三头肌紧张程度的计算公式为g(x)：
Figure BDA0003694571880000101
Figure BDA0003694571880000102
Figure BDA0003694571880000103
若足背屈的角度大于正常人平均水平，则臀大肌或者股四头肌紧张，若足背 屈的角度远小于正常人平均水平，则小腿三头肌的紧张，臀大肌紧张程度需要进 一步判断。
第七步：根据所述人体肌骨运动知识图谱所关联的肌肉-关节得出，臀部肌 肉的紧张程度可以通过站立直膝屈髋进行判断，若站立直膝屈髋角度大于正常人 平均水平，且足背屈的角度远小于正常人平均水平，则被测试者小腿三头肌的紧 张，臀大肌或者股四头肌不紧张。若站立直膝屈髋角度远小于正常人平均水平， 且足背屈的角度远小于正常人平均水平，则测试者臀大肌或者股四头肌、小腿三 头肌都紧张。
同样地，根据所述人体肌骨运动知识图谱所关联的肌肉-关节得出，若深蹲 测试动作中，脚面离开地面角度过大，则股四头肌紧张，否则为臀大肌紧张。深 蹲角度为x，数据库的最大极限值为θ＝148，数据库的阶梯值为δ＝22。双手 单腿腹桥骨盆旋转角度为y，数据库的平均值为
Figure BDA0003694571880000111
数据库的阶梯值为 σ＝6。臀大肌紧张程度的计算公式为g(x)：
Figure BDA0003694571880000112
Figure BDA0003694571880000113
Figure BDA0003694571880000114
所述人体肌骨健康分析***还包括一反馈模块30，其中所述反馈模块30被 设置可通信地连接于所述分析模块21，以根据所述分析模块21确定的分析结果， 生成反馈信号。
又比如在一个示例中，所述接收模块10接收到所述位姿传感器800监测到 的与用户当前身体空间位姿有关的数据后。所述分析模块21将其与所述标准位 姿进行比对，从而确定当前用户出现了左肩高右肩底的情况时，所述反馈模块 30将形成相应地反馈信号。通过对应的信号执行器，所述反馈信号将被传递给 当前用户。
比如，在一个实施例中，所述反馈信号被设置为一声音信号，对应地，可以 通过与所述通信模块802通信连接的信号执行器被设置为一语音发生器(扬声 器)，语音发生器(扬声器)执行所述反馈信号。这一来，用户可以根据所述反 馈信号了解到自身的身体空间位姿是否需要调整。
本领域技术人员能够理解的是，所述反馈信号也被设置为投影信号，即可以 通过显示器、投影仪等同类等信号执行器执行的信号。
进一步地，所述处理模块20还包括一矫正策略生成模块22，其中所述矫正 策略生成模块22被可通信地连接于所述分析模块21和所述反馈模块30，其中 所述矫正策略生成模块22被设置能够根据所述分析模块21形成的分析结果确定 指导用户纠正至所述标准位姿的矫正数据。
参考图2(偏离标准位姿)和图3(矫正后)，值得一提的是，所述矫正策略 生成模块22形成的所述矫正数据包括用户对应部位调整的方向、角度、速度、 位移量、纠错路径等中的至少一个。相应地，所述反馈模块30件对应地形成所 述反馈信号，以告知用户需要调整的方向和幅度。这样一来，用户可以随时纠正 自己的身体空间位姿。
本领域技术人员能够知道的是，有助于用户养成良好的身体空间位姿的习 惯，从而极大地降低用户身体肌骨容易发生劳损的概率。
比如说，当用户出现所述高低肩的状况时，所述矫正策略生成模块22将生 成指导用户调整身体空间位姿的所述矫正数据。所述反馈模块30接收到所述矫 正数据后，将对应地通过所述信号执行器执行所述反馈模块30形成的所述反馈 信号，从而使得反馈的所述矫正数据得以反馈给用户。
更进一步地，所述人体肌骨健康分析***还包括一验证模块40，其中所述 验证模块40包括一纠错标准，且所述验证模块40被设置可通信地连接于所述处 理模块20的所述分析模块21和所述反馈模块30。
在一个示例中，所述纠错标准被设置为在预定时长内用户处于错误的身体空 间位姿时的频率。比如说，所述分析模块21在接收到所述接收模块10采集的数 据后，能够确定预定时间段内当前用户在预定时长内用户身体空间位姿偏离所述 标准位置的频率，参考图4。
所述验证模块40被设置能够比对所述分析模块21形成的分析数据，并将其 与所述纠错标准进行对比，当在所述预定时长内，用户身体空间位姿偏离所述标 准位置的频率低于所述纠错标准后，所述验证模块40形成一关闭信号，以关闭 所述反馈模块30形成所述反馈信号；相反地，当在所述预定时长内，用户身体 空间位姿偏离所述标准位置的频率高于所述纠错标准后，所述验证模块40形成 一开启信号，以保证所述反馈模块30能够持续地形成所述反馈信号。通过这样 的方式，能够使形成的所述反馈信号增加准确。
进一步地，所述矫正策略生成模块22包括一矫正路径生成模块221，其中 所述矫正路径生成模块221被设置可通信地连接于所述分析模块21和所述反馈 模块30。所述接收模块10被设置能够获取佩戴于当前用户的每个所述位姿传感 器900监测到的数据。
所述分析模块21接收所述接收模块10接收的数据后，能够确定用户身体至 少一个部位是否处于所述标准位姿。当用户的身体部位偏离所述标准位姿时，所 述矫正路径生成模块221根据用户当前位姿偏移所述标准位姿的程度和预设的 用户各个部位的活动程度而形成一矫正路径，以指导用户按照正确的矫正路径调 整自己的身体空间位姿。
值得一提的是，所述运动学参数被设置为用户对应部位的运动学参数包括对 应部位的运动的频率、幅度、周期性运动的频率、幅度、角速度。
这样一来，用户在调整自己的身体空间位姿时，是在运动学参数范围内调整。 由此，用户在矫正自己的身体空间位姿时，将不会损伤到自己的其它部位。因此， 能够最小地减少用户在纠正身体空间位姿时对自身其它身体部位的损伤。
参考图5，根据本发明的另一个方面，本发明还提供一种人体肌骨健康分析 方法，其中所述人体肌骨健康分析方法包括以下步骤：
S1001，接收至少一位姿传感器检测到的与用户的当前身体空间位姿有关的 数据，以确定用户对应部位的运动学参数；
S1002，根据用户佩戴所述位姿传感器检测的有关用户对应部位的运动学参 数随时间的变化曲线以及标准位姿下用户对应部位的运动学参数随时间的变化 曲线，确定用户控制对应部位的肌骨健康程度优选地，用户对应部位的运动学参 数包括关节运动学参数，其中所述运动学参数包括对应部位移动的范围或转动的 角度。
优选地，所述人体肌骨健康分析方法包括：通过配戴于选自腰部中间，左右 侧大腿中部、左右侧小腿中部、左右脚面中部、前胸部、左右侧大臂中部、左右 侧小臂中部、头部中的至少一个部位的位姿传感器，测得用户当前位姿有关的数 据。
优选地，标准位姿下用户对应部位的运动学参数随时间的变化曲线被实施为 由人体肌骨运动知识图谱所关联的肌肉-关节得出。
优选地，用户对应部位的运动学参数随时间的变化曲线中，包括用户对应部 位角度-时间变化过程中的变化峰值的数量、变化低谷的数量、变化峰值之间的 过度变化极值的大小等曲线特征，曲线的多重导数特征中的至少一个。
参考图6，根据本发明的另一个方面，本发明还提供一种运动指导方法，其 中所述运动指导方法包括上述人体肌骨健康分析方法。此外，所述运动指导方法 还包括：
S2001，根据用户对应部位的肌骨健康程度和肌骨健康程度与肌骨相关的标 准运动方案的关联关系，生成用于指导用户进行康复训练的运动指导报告；
S2002，输出所述运动指导报告。
可以理解的是，所述运动指导报告可以通过语音、图示的方式输出。通过所 述运动指导报告，用户能够得到准确地康复训练指导，进而能够使用户更好的康 复。
比如说，当通过所述运动体姿检测方法确定用户脚踝背屈或趾屈不符合标准 时，对应地，根据确定的结果，从而能够生成适于所述用户加强臀大肌或者股四 头肌康复训练的运动指导报告。
进一步地，所述运动指导方法还包括：
在用户按照所述运动指导方法训练时，实时获取用户的位姿数据；
比对在用户按照所述运动指导方法训练时的位姿数据和与所述运动指导方 法有关的标准位姿的位姿数据，当在用户按照所述运动指导方法训练时的位姿数 据和与所述运动指导方法有关的标准位姿的位姿数据差异超过预设阈值时，形成 一指导信号，用以指导所述用户。
可以理解的是，在用户按照所述运动指导方法训练时，实时获取用户的位姿 数据可以通过佩戴于用户身体不同部位的所述位姿传感器800获取，也可以通过 图像识别装置，如智能摄像头等获取，本发明不受此方面的限制。
同样值得一提的是，可以通过用户佩戴的至少一位姿传感器而获取到用户按 照预设的标准运动时，不同时段的位姿数据。
可以理解的是，通过这样的方式，用户在按照所述运动指导报告时，能够严 格地按照所述运动指导报告对应的运动方式进行训练，这样一来，能够有效地避 免错误的训练方式给用户受损的肌肉带来二次损伤。
比如，在如图7至图8所示的示例中，当经过所述运动体姿检测方法确定用 户的髋部肌肉存在肌肉力量薄弱，且经由所述运动指导方法生成用于指导用户进 行训练的运动指导报告时，其中所述运动指导报告对应地要求用户需要双手撑地 而对应地摆动自己的右腿。此时，通过执行上述步骤，从而能够在用户按照所述 运动指导报告对应要求的运动动作运动时，实时地指导用户正确地按照所述运动 指导报告要求的运动动作运动。
再比如，在如图9和图10所示的示例中，当经过所述运动体姿检测方法确 定用户的手臂存在肌肉力量薄弱，且经由所述运动指导方法生成用于指导用户进 行训练的运动指导报告时，其中所述运动指导报告对应地要求用户需要摆动自己 的左臂。此时，通过执行上述运动指导方法，从而能够在用户按照所述运动指导 报告对应要求的运动动作运动时，实时地指导用户正确地按照所述运动指导报告 要求的运动动作运动。
值得一提的是，所述阈值被设置为用户至少一部位偏离标准运动学参数的一 预定范围值，所述阈值由与人体肌骨运动知识图谱对应的运动参数值所对应的数 据库得出。。作为可变形地，在所述步骤S2001中，根据用户对应部位的肌骨健 康程度，生成用于指导用户进行康复训练的运动指导报告，其中用户对应部位的 肌骨健康程度还可以是在用户在运动之前已经获得的数据报告，如体检报告或通 过其他人体分析设备形成的数据报告等。此时，所述运动指导方法包括：
接收用户对应部位的肌骨健康程度；和
根据用户对应部位的肌骨健康程度和肌骨健康程度与肌骨相关的标准运动 方案的关联关系，生成用于指导用户进行康复训练的运动指导报告；
输出所述运动指导报告。
比如说，在一个实施例中，通过接收用户对应部位的肌骨健康程度，得到： 用户髋关节后部出现肌肉紧张的情况。
而根据人体肌骨运动知识图谱可以知晓：此时用户的臀肌需要拉伸，且对应 的运动方案有：
第一步：坐在瑜伽垫上，左腿伸直，右腿弯曲跨过左腿，放在左腿膝盖外侧
第二步：左手肘搭在右侧膝盖，右侧手掌撑地保持平衡
第三步：身体尽力向右侧扭转，保持30秒左右。
并且，运动方案对应的包含：30s/组，2组/次，自然呼吸，臀部大腿后侧及 大
腿根部有拉伸感，骨盆旋转。
图11为本申请计算机装置一个实施例的结构示意图，如图11所示，上述计 算机装置可以包括：一个或多个处理器；存储器；以及一个或多个计算机程序。
其中，上述计算机装置可以为电脑，服务器，移动终端(手机)，收银设备， 计算机，智慧屏，无人机，智能网联车(Intelligent Connected Vehicle；以下简称： ICV)，智能(汽)车(smart/intelligent car)或车载设备等设备。
其中上述一个或多个计算机程序被存储在上述存储器中，上述一个或多个计 算机程序包括指令，当上述指令被上述设备执行时，使得上述设备执行以下步骤：
接收至少一位姿传感器检测到的与用户的当前身体空间位姿有关的数据，以 确定用户对应部位的运动学参数；
根据用户佩戴所述位姿传感器检测的有关用户对应部位的运动学参数随时 间的变化曲线以及标准位姿下用户对应部位的运动学参数随时间的变化曲线，确 定用户控制对应部位的肌骨健康程度优选地，用户对应部位的运动学参数包括关 节运动学参数，其中所述运动学参数包括对应部位的运动的频率、幅度、周期性 运动的频率、幅度、角速度、角加速度中的至少一个。
图11所示的计算机装置可以是终端设备或服务器也可以是内置于上述终端 设备或服务器的电路设备。该设备可以用于执行本申请图5所示实施例提供的人 体肌骨健康分析方法和图6所示的运动指导方法。
如图11所示，计算机装置900包括处理器910和存储器920。其中，处理 器910和存储器920之间可以通过内部连接通路互相通信，传递控制和/或数据 信号，该存储器920用于存储计算机程序，该处理器910用于从该存储器920中 调用并运行该计算机程序。
上述存储器920可以是只读存储器(read-only memory，ROM)、可存储静 态信息和指令的其它类型的静态存储设备、随机存取存储器(random access memory，RAM)或可存储信息和指令的其它类型的动态存储设备，也可以是电可 擦可编程只读存储器(electrically erasable programmable read-only memory， EEPROM)、只读光盘(compact disc read-only memory，CD-ROM)或其他光盘 存储、光碟存储(包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等)、 磁盘存储介质或者其它磁存储设备，或者还可以是能够用于携带或存储具有指令 或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其它介质等。
上述处理器910可以和存储器920可以合成一个处理装置，更常见的是彼此 独立的部件，处理器910用于执行存储器920中存储的程序代码来实现上述功能。 具体实现时，该存储器920也可以集成在处理器910中，或者，独立于处理器 910。
应理解，图11所示的计算机装置900能够实现本申请图11所示实施例提供 的方法的各个过程。计算机装置900中的各个模块的操作和/或功能，分别为了 实现上述方法实施例中的相应流程。具体可参见本申请图11所示方法实施例中 的描述，为避免重复，此处适当省略详细描述。
除此之外，为了使得计算机装置900的功能更加完善，该计算机装置900还 可以包括电源940、输入单元950等中的一个或多个。
可选地，电源950用于给计算机装置中的各种器件或电路提供电源。
应理解，图11所示的计算机装置900中的处理器910可以是片上***SOC， 该处理器910中可以包括中央处理器(Central Processing Unit；以下简称：CPU)， 还可以进一步包括其他类型的处理器。
总之，处理器910内部的各部分处理器或处理单元可以共同配合实现之前的 方法流程，且各部分处理器或处理单元相应的软件程序可存储在存储器920中。
本申请还提供一种计算机装置，所述装置包括存储介质和中央处理器，所述 存储介质可以是非易失性存储介质，所述存储介质中存储有计算机可执行程序， 所述中央处理器与所述非易失性存储介质连接，并执行所述计算机可执行程序以 实现本申请图5和图所示实施例提供的方法。
以上各实施例中，涉及的处理器可以例如包括CPU、DSP、微控制器或数字 信号处理器，还可包括GPU、嵌入式神经网络处理器(Neural-network Process Units)；，该处理器还可包括必要的硬件加速器或逻辑处理硬件电路，如ASIC， 或一个或多个用于控制本申请技术方案程序执行的集成电路等。此外，处理器可 以具有操作一个或多个软件程序的功能，软件程序可以存储在存储介质中。
本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存 储有计算机程序，当其在计算机上运行时，使得计算机执行本申请图5和图6所 示实施例提供的方法。
本申请实施例还提供一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括计算机程 序，当其在计算机上运行时，使得计算机执行本申请图5和图所示实施例提供的 方法。
本领域普通技术人员可以意识到，本文中公开的实施例中描述的各单元及算 法步骤，能够以电子硬件、计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟 以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业 技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种 实现不应认为超出本申请的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的 ***、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在 此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，任一功能如果以软件功能单元的形式实现 并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基 于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者 该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一 个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服 务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而 前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory；以下 简称：ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory；以下简称：RAM)、 磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，任何熟悉本技术领域的技术人员在 本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范 围之内。本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为 举例而并不限制本发明。本发明的优势已经完整并有效地实现。本发明的功能及 结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式 可以有任何变形或修改。

Claims (10)

1.人体肌骨健康分析方法，其特征在于，所述人体肌骨健康分析方法包括：
接收采集的与用户当前位姿有关的数据，以确定用户对应部位的运动学参数；
根据用户佩戴所述位姿传感器检测的有关用户对应部位的运动学参数随时间的变化曲线以及标准位姿下用户对应部位的标准运动学参数，确定用户控制对应部位的肌骨健康程度。
2.根据权利要求1所述人体肌骨健康分析方法，其特征在于，用户对应部位的运动学参数包括对应部位的运动的频率、幅度、周期性运动的频率、幅度、角速度、角加速度中的至少一个。
3.根据权利要求1所述人体肌骨健康分析方法，其特征在于，所述人体肌骨健康分析方法包括：通过配戴于选自腰部中间，左右侧大腿中部、左右侧小腿中部、左右脚面中部、前胸部、左右侧大臂中部、左右侧小臂中部、头部中的至少一个部位的位姿传感器，测得用户当前位姿有关的数据。
4.根据权利要求1所述人体肌骨健康分析方法，其特征在于，标准位姿下用户对应部位的标准运动学参数随时间的变化曲线，由与人体肌骨运动知识图谱对应的运动参数值所对应的数据库得出。
5.根据权利要求1所述人体肌骨健康分析方法，其特征在于，用户对应部位的运动学参数随时间的变化曲线中，包括用户对应部位角度-时间变化过程中的变化峰值的数量、变化低谷的数量、变化峰值之间的过度变化极值的大小等曲线特征，曲线的多重导数特征中的至少一个。
6.运动指导方法，其特征在于，所述运动指导方法包括：
接收用户对应部位的肌骨健康程度；和
根据用户对应部位的肌骨健康程度和肌骨健康程度与肌骨相关的标准运动方案的关联关系，生成用于指导用户进行康复训练的运动指导报告；
输出所述运动指导报告。
7.根据权利要求6所述运动指导方法，其特征在于，所述运动指导方法还包括：
在用户按照所述运动指导方法训练时，实时获取用户的位姿数据；
比对在用户按照所述运动指导方法训练时的位姿数据和与所述运动指导方法有关的标准位姿的位姿数据，当在用户按照所述运动指导方法训练时的位姿数据和与所述运动指导方法有关的标准位姿的位姿数据差异超过预设阈值时，形成一指导信号，用以指导所述用户。
8.根据权利要求7所述运动指导方法，其特征在于，所述阈值被设置为用户至少一部位偏离标准运动学参数的一预设范围值，所述阈值由与人体肌骨运动知识图谱对应的运动参数值所对应的数据库得出。
9.人体肌骨健康分析***，其特征在于，所述人体肌骨健康分析***包括：
接收模块，所述接收模块被设置能够接收采集的与用户当前位姿有关的数据，以确定用户对应部位的运动学参数；
处理模块，其中所述处理模块包括一分析模块，其中所述分析模块被设置可通信地连接于所述接收模块，并能够根据用户佩戴所述位姿传感器检测的有关用户对应部位的运动学参数随时间的变化曲线以及对应时序下用户对应部位的标准运动学参数，确定用户控制对应部位的肌骨健康程度；
反馈模块，其中所述反馈模块被设置可通信地连接于所述分析模块，以根据所述分析模块确定的分析结果，生成反馈信号。
10.根据权利要求9所述人体肌骨健康分析***，其特征在于，所述矫正策略生成模块包括一矫正路径生成模块，其中所述矫正路径生成模块被设置可通信地连接于所述分析模块和所述反馈模块，当用户的身体部位偏离所述标准位姿时，所述矫正路径生成模块根据用户当前位姿偏移所述标准位姿的程度和预设的用户各个部位的活动程度而形成一矫正路径，其中所述反馈模块被设置反馈所述矫正路径至用户。
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