CN115798680A - 一种用于心脏康复的肢体训练***、方法 - Google Patents

Abstract

本说明书实施例公开了一种用于心脏康复的肢体训练***、方法，***包括：肢体康复训练装置、PC端、云平台康复管理***；肢体康复训练装置与PC端通过USB电缆或者WIFI网络进行连接，用于根据训练数据辅助目标患者进行肢体康复训练，并评估目标患者的训练效果；训练数据基于PC控制模式或者自主控制模式进行设定；云平台康复管理***通过所述PC端进行访问，用于统计训练效果的评估结果，以便辅助调整目标患者的康复训练。通过PC控制模式或者自主控制模式这两种运行模式获取目标患者的训练数据，可适用于不同的场景不同的群体，控制简单。通过统计分析训练效果的评估结果，给医师提供了进行方案调整的参考。

Description

一种用于心脏康复的肢体训练***、方法

技术领域

本说明书涉及采集与处理健康数据技术领域，尤其涉及一种用于心脏康复的肢体训练***、方法。

背景技术

肢体康复训练分为两类，肢体康复和心脏康复。肢体康复主要是对肌肉以及肢体协调性的训练，而心脏康复是通过肢体康复训练，来逐步增加训练者在单位时间内的最大运动当量，从而实现最大心率和心输出量的增长，达到心脏康复的目的。两种训练可以使用相同或者类似的训练设备，但是在训练方案的制定上有很大的不同。

现在进行肢体训练常见的是对肢体力量进行训练，并不适用于患者的早期和恢复期康复训练，不适当的力量训练，常常会对患者造成不必要的伤害；液阻训练器是通过液体的重量与液体流通产生所需的阻力，来完成训练，设备内可流动的液体越多，其可产生的阻力也越多，这类设备一般提交较大，且所设定的训练强度不稳定，在训练过程中液体会产生惯性，在拉和伸切换的过程中，会瞬间产生很大的阻力，对于患者来说，可能会造成拉伤的风险；肢体训练器械，大多是通过磁体对金属体产生的磁力来提供训练所需的负荷，这个磁体与金属体越近，磁力越大，所产生的负荷越大，这种方式虽然可以产生稳定的磁力，但是由于磁体自身的磁通量参数很难去计算，因此由其所产生的负荷也就无法计算，训练的方式功能简单单一，且难以达到效果量化的分析，进而导致对于患者进行训练方案的调整时缺少数据的支撑。

公开号为CN113707268A的专利公开了一种康复训练评估方法及***，其方法包括：获取目标对象的训练计划，并基于所述训练计划确定目标康复训练模式；基于所述目标康复训练模式获取目标对象的运动数据，并对所述运动数据进行分析处理，得到目标对象的运动状态；基于所述目标对象的运动状态确定所述目标对象的康复训练标准度，并基于所述标准度确定所述目标对象的康复训练等级分数，完成对目标对象的康复训练评估。通过对患者制定对应的训练计划以及训练模式，并实时监测患者的康复训练程度，实现对患者康复训练效果的准确评估，有利于患者针对评估结果实时调整康复训练计划。该方案虽然能够对根据患者的训练计划以及康复程度进行评估并调整康复训练计划，但适用人群及应用场景有所局限。

对于患者不同的康复阶段，所需要使用的肢体康复训练方式也需要有所区别，对于没有运动能力，或者运动能力极低的患者，可能需要使用被动的训练方式；而在康复初期，或者行动不便的患者，可能需要使用辅助训练方式；而对于已经进行一定程度康复训练，有自主行动力能的患者，可以使用主动训练的方式。

发明内容

为了解决上述问题，本申请提出了一种用于心脏康复的肢体训练***，***包括：

用于提供数据传输接口的PC端；

与所述PC端连接，用于根据训练数据辅助目标患者进行肢体康复训练，并评估所述目标患者的训练效果的肢体康复训练装置；其中，所述训练数据基于PC控制模式或者自主控制模式进行设定；

通过所述PC端进行访问，用于统计所述训练效果的评估结果，以辅助调整所述目标患者的康复训练的云平台康复管理***。

在一个示例中，所述肢体康复训练装置具体包括：通讯模块、辅助训练模块、运动模块；

所述通讯模块，用于在所述PC控制模式下接收PC端发送的所述训练数据，并将所述训练数据传输至所述运动模块；

所述辅助训练模块，用于在自主控制模式下选择对应的训练模式，将医生基于所述对应的训练模式修改的运动参数生成训练数据，并将所述训练数据传输至所述运动模块；其中，所述对应的训练模式包括：被动训练模式、辅助训练模式或主动训练模式；

所述运动模块为当前设备与患者的作用端，用于接收所述训练数据，根据不同的训练类型，与患者的肢体产生不同的作用，控制肢体康复训练装置执行训练动作。

在一个示例中，所述肢体康复训练装置还包括：低速电机、速度传感器模块；其中，所述低速电机与所述速度传感器模块分别与所述运动模块相连接；

所述低速电机，用于产生设置所需的转速或功率负荷；

所述速度传感器模块，用于获取当前设备的转速，来对速度进行自动调整，确保其稳定在所设定的范围之内。

在一个示例中，所述设置所需的转速或功率负荷具体包括：

基于所述运动模块的预设功率负荷、预设摇杆转速与预设自转转速，获得所述运动模块的力矩；

获取所述当前设备的前传动齿轮半径与后传动齿轮半径，基于所述前传动齿轮半径与所述后传动齿轮半径的比值，获得所述当前设备的转动比，以基于所述转动比获得所述当前设备的前传动轮转速；

基于所述运动模块的预设功率负荷与预设自转转速，获得所述运动模块的自转力矩，以根据所述运动模块的力矩与所述运动模块的自转力矩，获得所述当前设备后传动轮的总力矩；

基于所述总力矩计算所述当前设备的切线作用力，根据所述切线作用力与所述前传动齿轮半径，确定前传动轮的力矩；

根据所述前传动轮的力矩与所述前传动轮转速获得所述低速电机的功率负荷；

基于所述低速电机的预设扭矩与所述低速电机的功率负荷，设置所需的转速。

在一个示例中，所述修改的运动参数至少包括以下任意一项或多项：目标心率、恒定功率、恒定心率。

在一个示例中，所述辅助训练模块，还用于：

在所述自主控制模式下，获取所述目标患者设定的运动参数生成训练数据，将所述训练数据传输至所述运动模块；其中，所述设定的运动参数至少包括以下任意一项或多项：肢体康复训练装置的负荷阻力的等级、速度、频率。

在一个示例中，所述肢体康复训练装置还包括：采集模块、效果评估模块、存储模块；

所述采集模块，用于采集所述目标患者训练过程中的运动数据；其中，所述运动数据至少包括以下任意一项或多项：所述目标患者的心率、所述目标患者的关节运动角度、所述目标患者的运动轨迹、所述目标患者的自我感觉疲劳度；

所述效果评估模块，用于获取所述采集模块采集的所述运动数据，基于所述运动数据对所述目标患者的训练效果进行评估，以获得训练效果数据；

所述存储模块，用于存储所述训练数据与所述训练效果数据。

在一个示例中，所述效果评估模块，具体用于：

获取所述采集模块采集的所述运动数据，判断所述运动数据中各参数值是否处于预设安全值范围内；

若是，则判定所述目标患者的心脏耐受以及肢体肌力的训练合格。

在一个示例中，所述云平台康复管理***，具体用于：

统计预设时间段内所述目标患者的训练合格的次数；

若所述训练合格的次数大于预设第一阈值，则确定增加所述目标患者的康复训练强度；

若所述训练合格的次数小于预设第二阈值，则确定降低所述目标患者的康复训练强度。

另一方面，本申请还提出一种用于心脏康复的肢体训练方法，方法包括：

肢体康复训练装置根据运动数据辅助目标患者进行肢体康复训练，并评估所述目标患者的训练效果；其中，所述运动数据基于PC控制模式或者自主控制模式进行设定；

云平台康复管理***统计所述训练效果的评估结果，以便辅助调整所述目标患者的康复训练。

本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：

肢体康复训练装置采集与处理健康数据，根据训练数据引导辅助患者进行肢体康复训练，规范了患者的训练动作实现了对目标患者的肢体科学地做针对性训练的目的。肢体康复训练装置实现了对于目标患者训练效果的量化获得训练结果，并通过云平台康复管理***对于目标患者训练结果的统计管理，为医生进行训练数据的调整提供了参考数据。此外基于PC控制模式或者自主控制模式这采用两种运行模式，获取目标患者的训练数据进行训练，可适用于不同场景下的不同群体，提高了肢体康复训练***的适用性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1为本申请实施例提供的一种用于心脏康复的肢体训练***的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种应用场景下一种用于心脏康复的肢体训练的训练方案流程示意图；

图3为本申请实施例提供的一种应用场景下，用于心脏康复的肢体训练***的示意图；

图4为本申请实施例提供的一种用于心脏康复的肢体训练方法的流程示意图；

图5为本申请实施例提供的一种应用场景下，基于PC控制模式进行肢体训练的方法流程示意图；

图6为本申请实施例提供的一种应用场景下，基于自主控制模式进行肢体训练的方法流程示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例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。

以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。

如图1所示，本申请实施例提供一种用于心脏康复的肢体训练***，***包括：用于提供数据传输接口的PC端，还包括与PC端基于USB电缆或者WIFI网络相连接的肢体康复训练装置，用于根据训练数据辅助目标患者进行肢体康复训练，并评估目标患者的训练效果。其中，训练数据基于PC控制模式或者自主控制模式进行设定。还包括通过PC端进行访问的云平台康复管理***，用于统计所述训练效果的评估结果，从而辅助调整所述目标患者的康复训练。

此处，需要说明的是：PC控制模式与自主控制模式是本申请实施例中提供的两种运行方式。其中自主控制模式包括被动训练模式、辅助训练模式或主动训练模式。

如图2所示，在PC控制模式与自主控制模式中被动训练模式下，是通过被动训练方式按照设定的方案对肢体无法主动运动的患者训练，患者需要通过活动来维持其肌肉组织和血液循环的活性。在PC控制模式与自主控制模式下，肢体康复训练装置会根据训练数据自行运转，对肢体康复训练装置施力，并不会改变其运行速度、频率。开始被动训练的时候，患者的肢体会被固定在肢体康复训练装置上，医师在控制面板上设定转速（一般5-30rpm），然后肢体康复训练装置执行训练数据，其误差范围控制在±10%以内。在训练过程中，可以对患者的肢体添加必要的保护或者辅助装置，以确保肢体的关节在训练过程中，不会出现损伤。

在自主控制模式中辅助训练模式下，患者可以进行轻微的主动训练，但是并不能坚持很长时间，可以通过辅助训练方式，在原有的被动训练方式基础上，增加一些运动强度。在辅助训练模式下，肢体康复训练装置自行运转，但当肢体对肢体康复训练装置施力，电机会自动产生阻力，来给肢体施加负荷，肢体康复训练装置运行的速度，也会随着肢体运动而产生速度变化。当肢体不再施力，则肢体康复训练装置会继续按照所设定的参数运行。这样就可以形成，被动和主动自适应交替的运动方式。开始辅助训练的时候，患者的肢体会被固定在设备的摇杆上，医师在控制面板上设定转速（一般5-30rpm），和运动量级（1%-100%）。运动量级的设定，决定阻力的大小，每个患者的运动量级都会根据其提供的个人信息自动计算。在肢体不施力的时候，肢体会被肢体康复训练装置带动，按照设定的参数运动。当肢体对肢体康复训练装置施力，电机开始产生阻力，此时，屏幕上显示的转速会发生变化。在训练过程中，可以对患者的肢体添加必要的保护或者辅助装置，以确保肢体的关节在训练过程中，不会出现损伤。

在自主控制模式中主动训练模式下，患者可以开始使用主动训练方式。在主动训练方式下，肢体康复训练装置不再会自行运转，整个训练过程，电机会持续产生阻力，患者需要将肢体康复训练装置的运行维持在一个特定的范围内（如，速度一般为15-25rpm），来确保所收到的负荷相对稳定。开始主动训练后，患者的肢体会主动对设备主动施力，医师设定运动量级（50%-100%），运动量级的设定，决定阻力的大小，每个患者的运动量级都会根据其提供的个人信息自动计算。肢体对肢体康复训练装置施力，肢体康复训练装置的运行参数会显示在屏幕中，维持速度，直到所设定的运动方案完成。

在上述训练模式中，PC控制模式下训练装置仅执行医生上传到PC端的训练数据，使得肢体康复训练装置基于训练数据引导患者进行训练，并将训练结果上传至云平台康复管理***。在自主模式下，医师在预设的程序内，选择被动训练模式、辅助训练模式或主动训练模式，输入训练数据，使得肢体康复训练装置根据训练数据引导患者进行运动训练，并将目标患者训练后的训练结果上传至云平台康复管理***。

心脏康复训练一般应自下而上，即先从下肢运动开始，再过渡到上肢运动。因为进行上肢运动时，血液回流到心脏较容易，仅需要心脏搏动和胸腔吸气运动，产生负压吸引即可。因此，一旦上肢运动过度，就容易导致大量血液回流至心脏，增加心脏耗氧量，进而增加心血管事件的发生几率。下肢运动则不然，一方面由于重力作用，另一方面因为脚部血液返回心脏的路程较长，再加上回流过程中有腹压的阻力，所以脚部血液需要有足够的压力才能顺利返回，相较于上肢运动来说，单次动作回流至心脏的血液就会较少。在康复训练的过程中应实时监测心率，保证在安全的范围内进行有效的康复训练。目前市面上的心脏康复训练设备多为机械装置，即通过在机械装置上添加液压阻力器来增加负荷，在医师的指导下达到肢体训练的目的。当前基于医师实时指导患者基于机械装置进行训练方式，其训练功能较为简单单一，且没有对训练效果量化的分析，使得医师对于训练强度的调整较为困难。

然而本文中基于PC端与肢体康复训练装置，使得医生可以基于PC控制模式或者自主控制模式，这两种方式设定目标患者的训练数据，使得肢体康复训练装置的训练运行模式可以适应于多种场景，解决了功能单一的问题。同时对目标患者的训练效果进行评估后，由云平台康复管理***，统计目标患者训练效果的评估结果，从而使得医生可以基于评估结果对目标患者的训练强度进行适时的调整。

如图3所示，本申请实施例提供了一种应用场景下用于心脏康复的肢体训练***的示意图。由图3可知，肢体康复训练装置与PC端控制软件双向数据通讯连接，实现PC端将训练数据传输至肢体康复训练装置中，肢体康复训练装置基于训练数据引导目标患者进行训练后记录目标患者的运动数据，进行训练效果的评估传输到PC端控制软件。云平台康复管理***基于PC端控制软件获取评估结果，进行分析管理等操作。其中，用户可以查看下载云平台康复管理***中与本人相关的数据，医生可以管理基于云平台康复管理***中所有数据。需要说明的是，肢体康复训练装置采用可控电磁制动技术作为运动负荷，解决了目前市面上的心脏康复肢体训练设备通过添加液压阻力器来增加负荷时，负荷量难以把握以及调节困难的问题。

在一个实施例中，肢体康复训练装置具体包括：通讯模块、辅助训练模块、运动模块。其中，通讯模块用于在PC控制模式下接收PC端发送过来的训练数据，并且将训练数据传输至运动模块。需要说明的是PC控制模式下，不能对参数进行修改，医师只能控制开始和停止。辅助训练模块用于在自主控制模式下，获取医生修改的运动参数生成训练数据，并将训练数据传输至所述运动模块以使运动模块逐条执行；在自主控制模式下，医生修改的运动参数是在肢体康复训练装置的控制面板上进行的，控制面板内设预设方案：被动训练模式、辅助训练模式或主动训练模式，医生可根据患者的实际情况进行调整；在运动过程中，可以通过控制面板微调装置运行参数。运动模块，为当前设备与患者的作用端，用于接收训练数据，根据不同的训练类型，与患者的肢体产生不同的作用，控制训练肢体康复训练装置执行训练动作，以及控制当前设备按照训练数据中设定的参数即运动处方中设定的参数，逐条执行。

在一个实施例中，肢体康复训练装置还包括：低速电机与速度传感器模块，其中，低速电机和速度传感器模块分别与运动模块相连接。低速电机，用于产生设置所需的转速或功率负荷；速度传感器模块，用于获取当前设备的转速，来对速度进行自动调整，确保其稳定在所设定的范围之内。在被动训练的时候，电机产生的转速会通过运动模块作用于肢体；在主动训练的时候，其产生的功率负载，也会通过运动模块作用于肢体。

在一个实施例中，辅助训练模块在自主控制模式下对参数进行修改，修改的参数至少包括以下任意一项或多项：目标心率即用户逐步增加训练时负荷，直到达到设定的目标心率、恒定功率即用户以恒定的训练负荷进行一段时间或一定循环次数的康复训练、恒定心率即用户以恒定心率进行康复训练，适时调整目标患者的训练负荷。需要说明的是：自主模式下控制面板拥有设备控制的最高优先级，预设方案里的参数用户都是可以通过控制面板进行调整的，但是调整只对正在进行的训练生效。不会保存修改调整的参数。

具体地，目标心率方案，是通过患者的心率值来控制方案运行的方案。设备的控制面板软件会根据患者的个人信息，来计算患者的最大运动负荷，然后根据所设定的运动量级，来计算目标功率，形成阶梯运动方案。控制面板软件还会根据患者信息计算运动的目标心率。在开始执行运动方案后，控制面板会从摇杆获取患者的心率，当实时心率达到所设定的目标心率，或者运动方案执行完毕后，该次运动结束。恒定功率方案，是通过时间控制方案运行的方案。设备的控制面板软件会根据患者的个人信息，来计算患者的最大运动负荷，然后根据所设定的运动量级，来计算目标功率，形成一个单一功率的运动方案。在开始执行运动方案后，控制面板会开始计时，当计时完成，则该次运动结束。恒定心率方案，是通过患者的心率值和时间一起来控制方案运行的方案。设备的控制面板软件会根据患者的个人信息，来计算患者的最大运动负荷，形成阶梯运动方案。控制面板软件还会根据患者信息计算运动的目标心率。在开始执行运动方案后，控制面板从摇杆获取患者的心率，在心率达到目标心率之前，运动方案的功率会不断增加，当患者的心率超过目标心率的100%并维持一段时间后，功率的方案开始减少，此时患者的心率开始逐步下降，当心率低于目标心率的65%时，功率会再次开始增长，持续着变化过程，直至所设定运动时间完成。

在上述实施例的基础上，对于被动训练模式，只能使用目标心率。由于设备对患者产生的负荷较低，因此基本都可以在规定时间内完成相应的训练目标。因为，使用该模式进行运动的患者，大多属于康复的最初阶段，其主动运动能力较弱，因此需要使用较低负载的运动，来先保证其上肢的肌肉功能，并促进其上肢的血液循环。为了确保运动时候的安全性，建议在训练的时候，对使用设备对心率/脉率进行检测，当心率/脉率达到一定水平（目标心率），则设备会自动停止运行，并提醒医师，来进行必要的处理。对于辅助训练模式，可以选择目标心率方案和恒定功率方案。辅助训练模式，会在和被动训练方式一样，通过慢速电机，带动摇杆运转，患者上肢固定在摇杆上，来随着摇杆运动。当患者上肢用力开始摇动摇杆的时候，所设定的运动方案开始执行，当患者力竭，停止摇动摇杆的时候，电机会继续带动上肢自转，并重置运动方案，重复这个过程，直至运动时间完成。***会自动统计患者用力摇动摇杆的时长，以及所能达到的最大转速和最大功率负载，以及一些其他参数。对于主动训练方式，可以选择目标心率，恒定功率和恒定心率方案。对于每种方案，都可以设定不同的运动方案参数，来设定该装置。在每种训练结束后，会显示该次训练的运动总结，并累计到总的运动时间中。该次的训练结果，也会自动上传到所连接的服务器中进行保存和管理。

在一个实施例中，辅助训练模块还用于在自主控制模式下，获取目标患者设定的运动参数生成训练数据，将训练数据传输到运动模块；其中，设定的运动参数至少包括以下任意一项或多项：肢体康复训练装置的负荷阻力的等级、速度、频率。

当前基于医师控制训练装置的方式，功能较为单一，且对于患者居家训练的场景适时地提供合适的运动方案较为困难。本申请通过提供PC控制模式与自主控制模式适用不同的场景下不同的群体的需求，实现了心脏康复的肢体训练的多功能性。

为了方便医生对于训练方案中的训练数据进行调整，为医生提供更改方案的患者数据，从而使得更改后的训练数据适应与对应的患者。在一个实施例中，肢体康复训练装置还包括：采集模块。采集模块用于采集目标患者训练过程中的运动数据。其中，运动数据至少包括以下任意一项或多项：目标患者的心率、目标患者的关节运动角度、目标患者的运动轨迹、目标患者的自我感觉疲劳度。需要说明的是，自我感觉疲劳度是根据运动者自我感觉疲劳度衡量相对运动强度的指标，是持续强度运动中体力水平可靠的指标，可以用来评定运动强度，以便于后续辅助医生对于运动处方即训练数据进行调整。

为了实现对于训练效果的量化，以便与辅助进行训练强度的调整，使得训练方案适应于目标患者，使目标患者得到有效的康复锻炼。在一个实施例中，肢体康复训练装置还包括：效果评估模块、存储模块。其中，效果评估模块用于获取上述采集模块采集的目标患者的运动数据，从而根据采集的运动数据对目标患者的训练效果进行评估，获得训练效果数据。而存储模块则用于存储训练数据以及与该训练数据相对应的训练效果数据，以便于云平台康复管理***对于训练效果的统计管理分析。

在一个实施例中，上述效果评估模块具体用于获取采集模块采集的运动数据，从而判断运动数据中各参数值是否处于预设安全值范围内。如果处于安全范围内，那么判定该目标患者的心脏耐受以及肢体肌力的训练合格。例如：目标患者按照指示5分钟内规范执行完20组肢体训练动作，负荷阻力强度为9级的情况下，目标患者的自我感觉疲劳度，和心率都在安全范围内，那么目标患者的心脏耐受以及肢体肌力为合格。

为了方便医生对于训练方案的调整，解决在没有效果量化的分析情况下，调整过程复杂的问题。在一个实施例中，云平台康复管理***，具体用于：首先统计预设时间段内目标患者的训练合格的次数。如果目标患者训练合格的次数大于预设第一阈值，那么确定医生需要增加目标患者的康复训练强度。而如果训练合格的次数小于预设第二阈值，那么确定医生需要降低目标患者的康复训练强度。例如：在某应用场景下，一个目标患者现在只能按照指示在5分钟内规范执行完10组肢体训练动力，负荷阻力为5级，且目标患者的自我感觉疲劳度，和心率都在医生设定的康复训练安全范围内，那么云平台康复管理***在对三到五次的训练报告进行分析后就会判定，目前的运动方案已经不适合当前用户了。需要增加负荷阻力强度，和运动组数达到训练提高用户心脏耐受力和肢体肌力的目的，反之则需要降低训练强度。本文通过分析统计目标患者的每次康复训练的运动数据，辅助医师进行方案调整的指导，方便了目标患者准确执行医师为其设定的个性化运动方案，达到有效的肢体肌力康复治疗效果。

图4为本申请实施例提供的一种用于心脏康复的心脏耐受力和肢体训练***的方法流程示意图。由图4可知，本申请一个或多个实例中，一种用于心脏康复的肢体训练***的方法具体包括以下步骤：

S401：肢体康复训练装置根据运动数据辅助目标患者进行肢体康复训练，并评估所述目标患者的训练效果；其中，所述运动数据基于PC控制模式或者自主控制模式进行设定。

S402：云平台康复管理***统计所述训练效果的评估结果，以便辅助调整所述目标患者的康复训练。

为了方便理解上述心脏康复的肢体训练的方法以下结合附图5与附图6详细说明本申请提供的PC控制模式下的训练方法以及自主控制模式下的训练方法。如图5所示，本申请实施例提供了一种应用场景下，基于PC控制模式进行肢体训练的方法流程示意图。由图5可知，一应用场景下基于PC控制模式进行肢体训练的方法包括以下过程：

PC端的控制软件与肢体康复训练装置进行数据连接首先医生登录云平台康复管理***，然后通过PC端将训练方案传输至肢体康复训练装置，其中，肢体康复训练装置不会对方案进行保存，仅仅是执行医师通过PC控制端发送过来的命令和参数。然后目标患者在肢体康复训练装置进行登录，下载医师上传的训练数据，设备按照训练数据中设定的参数，逐条执行，并且在执行过程中，训练数据中的参数不能修改，医师仅能控制开始和停止。目标患者训练过程中的运动数据通过采集模块采集，通过效果评估模块评估，通过存储模块存储，通过通讯模块传输至云平台康复管理***。医师通过登录账号可输入、修改训练数据，查看、下载训练效果数据；患者登录账号可查看训练数据，查看训练效果数据。由此可见，PC控制模式下，包括肢体康复训练装置中的通讯模块、运动模块、采集模块、效果评估模块、存储模块、低速电机、速度传感器模块、运动模块。

具体地，在通过通讯模块传输至云平台康复管理***时，如果目标患者的训练正常完成结束，那么通讯模块将目标患者的训练报告发送至云平台康复管理***，云平台康复管理***统计管理训练结果，以便医生和用户在云平台康复管理***上查看、下载或者打印相关训练数据。如果目标患者的训练因为各种原因导致了提前的终止，那么通讯模块将目标患者的训练报告发送至云平台康复管理***，云平台康复管理***提示本次训练未完成。

如图6所示，本申请实施例提供了一种应用场景下，基于自主控制模式进行肢体训练的方法流程示意图。由图6可知，本申请实施例提供了一种应用场景下，基于自主控制模式进行肢体训练的方法包括以下过程：

医生在肢体康复训练装置中的辅助训练模块内的预设方案中选择被动训练模式、辅助训练模式或主动训练模式，设定目标数据，例如：目标心率、恒定功率、恒定心率等。或者患者通过辅助训练模块选择被动训练模式、辅助训练模式或主动训练模式，设定肢体康复训练装置的负荷阻力的等级，速度，频率，实现对于预设方案的自主调整。目标患者训练过程中的运动数据通过采集模块采集，通过效果评估模块评估，通过存储模块存储，通过通讯模块传输至云平台。肢体康复训练装置按照设定的训练数据引导目标患者进行康复训练。目标患者训练过程中的运动数据通过采集模块进行采集，并通过效果评估模块评估目标患者的运动数据获得训练结果，通过存储模块存储，通过通讯模块传输至云平台。由此可见，在自主控制模式包括肢体康复训练装置中的：通讯模块、辅助训练模块、运动模块、采集模块、效果评估模块、存储模块、低速电机、速度传感器模块、运动模块。其中，需要说明的是，如果训练正常完成结束，则肢体康复训练装置生成目标患者的简易训练报告，如果训练因为各种原因导致了提前终止结束，那么肢体康复训练装置不生成目标患者的简易训练报告。

由上述可知，本申请中肢体康复训练***可以采用两种运行模式，即采用PC控制模式或自主控制模式对目标患者进行训练，使得肢体康复训练***可以适用于不同的场景下不同的群体。基于肢体康复训练装置引导目标患者进行运动，实现了对肢体科学地做针对性训练。通过对于目标患者运动数据的采集，评估目标患者的运动数据，实现了对于目标患者训练效果量化的分析，方便了辅助医生对训练方案中的训练数据进行调整，使得目标患者有效的实现对于肢体的训练康复。

在本实施例中，肢体康复训练装置是通过电机驱动运动模块来实现训练方案的执行，具体为运动模块的转速和功率负载都由一种比较特殊的低速电机提供。低速电机一般是一种大功率电机，可以在较低转速下，维持恒速运行。低速电机一般具有较大的扭矩，来保证其转速的恒定。但负载产生的反向扭矩，大于电机扭矩的时候，依然可以对转速造成影响（同向，非反向）。根据这个原理，可以是低速电机应用到两种完全不同的环境下。

可选择的运动模块为摇杆，患者通过摇杆进行上肢的康复训练。

当我们需要维持电机恒速运行，不希望外部用力会改变电机的速度。那么我们会对电机设定一个无法被超过的扭矩，无法超过这扭矩，就不会影响到转速，速度也会恒定。如果需要电机在一定的力矩下，增加转速的话，那么就需要对电机设定一个力矩。这个力矩可以按照下面公式进行，

其中，M为摇杆的力矩，单位kg*cm；

P为设定的功率负荷，单位W；

R摇杆转速，单位rpm，肢体训练器的转速一般为25rpm；

而，根据公式

其中，f为水平方向用力，单位N；

M为摇杆的力矩，单位kg*cm

为半径，单位cm；

g为常量，9.8N/kg

在辅助训练模式下，摇杆会按照转速r自动旋转，因此有使用者产生的转速为（R-r），这样公式就可以变为

其中，M为摇杆的力矩，单位kg*cm

P为设定的功率负荷，单位W；

R摇杆转速，单位rpm；

r为自转转速，单位rpm；

假设该装置的前后传动齿轮半径分别为

1和

2，前传动轮与慢速电机连接，后传动轮与摇杆连接，两个传动轮之间用传动带连接。则前后轮传动比根据攻击计算为

其中，H为传动比；

1为与电机连接的前传动轮半径，单位cm；

2为与摇杆连接的后传动轮半径，单位cm。

根据传动比，我们可以计算前传动轮的转速为

其中，R0为前传动轮转速，单位rpm；

R为自转转速，单位rpm，当R=r的时候，为自转；

H为传动比。

在辅助训练模式下，后传动轮的会包含2个力矩，1个是自转产生的力矩，1个是摇动摇杆产生的力矩，两个力矩叠加，计算后传动轮的总力矩M2为

其中，M2为后传动轮的总力矩，单位kg*cm；

Ma为摇杆产生的力矩，单位kg*cm；

Mb为自转产生的力矩，单位kg*cm；

P为为设定的功率负荷，单位W；

R摇杆转速，单位rpm；

r为自转转速，单位rpm；

由此，可以计算后传动轮的切线作用力为

其中，f2为后传动轮切线作用力，单位N；

M2为后传动轮的总力矩，单位kg*cm；

2为后传动轮半径，单位cm；

前后传动连接，因此前传动的前作用力与后传动轮一致，都是f2。所以根据公式可以计算前传动轮力矩为。

其中，M1为前传动轮的总力矩，单位kg*cm；

f1为前传动轮切线作用力，单位N；

1为前传动轮半径，单位cm；

也可以通过公式计算慢速电机的功率负载为

其中，P1为电机的功率负载，单位W；

M1为前传动轮的力矩，单位kg*cm；

R0为前传动轮转速，单位rpm；

根据P1，我们可以根据设置功率P，来转化为慢速电机所要输出的功率P1，从而完成对慢速电机的设置。当然由于传动会产生损耗，需要对功率输出进行补偿，这部分需要对慢速电机进行上电调试，然后对参数进行必要的微调。

申请实施例提供一种非易失性计算机存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令能够：

控制肢体康复训练装置根据运动数据辅助目标患者进行肢体康复训练，并评估所述目标患者的训练效果；其中，所述运动数据基于PC控制模式或者自主控制模式进行设定；

控制云平台康复管理***统计所述训练效果的评估结果，以便辅助调整所述目标患者的康复训练。

本申请中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于方法和介质实施例而言，由于其基本相似于***实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本申请实施例提供的方法和介质与***是一一对应的，因此，方法和介质也具有与其对应的方法类似的有益技术效果，由于上面已经对方法的有益技术效果进行了详细说明，因此，这里不再赘述设备和介质的有益技术效果。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、***或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、***、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器（CPU）、输入/输出接口、网络接口和内存。

内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器（RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器（ROM）或闪存（flash RAM）。内存是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存（PRAM)、静态随机存取存储器（SRAM）、动态随机存取存储器（DRAM）、其他类型的随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM)、电可擦除可编程只读存储器（EEPROM）、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器（CD-ROM）、数字多功能光盘（DVD）或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体（transitory media），如调制的数据信号和载波。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种用于心脏康复的肢体训练***，其特征在于，所述***包括：

用于提供数据传输接口的PC端；

与所述PC端连接，用于根据训练数据辅助目标患者进行肢体康复训练，并评估所述目标患者的训练效果的肢体康复训练装置；其中，所述训练数据基于PC控制模式或者自主控制模式进行设定；

通过所述PC端进行访问，用于统计所述训练效果的评估结果，以辅助调整所述目标患者的康复训练的云平台康复管理***。

2.根据权利要求1所述的一种用于心脏康复的肢体训练***，其特征在于，所述肢体康复训练装置具体包括：通讯模块、辅助训练模块、运动模块；

所述通讯模块，用于在所述PC控制模式下接收PC端发送的所述训练数据，并将所述训练数据传输至所述运动模块；

所述辅助训练模块，用于在自主控制模式下选择对应的训练模式，将医生基于所述对应的训练模式修改的运动参数生成训练数据，并将所述训练数据传输至所述运动模块；其中，所述对应的训练模式包括：被动训练模式、辅助训练模式或主动训练模式；

所述运动模块为当前设备与患者的作用端，用于接收所述训练数据，根据不同的训练类型，与患者的肢体产生不同的作用，控制肢体康复训练装置执行训练动作。

3.根据权利要求2所述的一种用于心脏康复的肢体训练***，其特征在于，所述肢体康复训练装置还包括：低速电机、速度传感器模块；其中，所述低速电机与所述速度传感器模块分别与所述运动模块相连接；

所述低速电机，用于产生设置所需的转速或功率负荷；

所述速度传感器模块，用于获取当前设备的转速，来对速度进行自动调整，确保其稳定在所设定的范围之内。

4.根据权利要求3所述的一种用于心脏康复的肢体训练***，其特征在于，所述设置所需的转速或功率负荷具体包括：

基于所述运动模块的预设功率负荷、预设摇杆转速与预设自转转速，获得所述运动模块的力矩；

获取所述当前设备的前传动齿轮半径与后传动齿轮半径，基于所述前传动齿轮半径与所述后传动齿轮半径的比值，获得所述当前设备的转动比，以基于所述转动比获得所述当前设备的前传动轮转速；

基于所述运动模块的预设功率负荷与预设自转转速，获得所述运动模块的自转力矩，以根据所述运动模块的力矩与所述运动模块的自转力矩，获得所述当前设备后传动轮的总力矩；

基于所述总力矩计算所述当前设备的切线作用力，根据所述切线作用力与所述前传动齿轮半径，确定前传动轮的力矩；

根据所述前传动轮的力矩与所述前传动轮转速获得所述低速电机的功率负荷；

基于所述低速电机的预设扭矩与所述低速电机的功率负荷，设置所需的转速。

5.根据权利要求2所述的一种用于心脏康复的肢体训练***，其特征在于，所述修改的运动参数至少包括以下任意一项或多项：目标心率、恒定功率、恒定心率。

6.根据权利要求2所述的一种用于心脏康复的肢体训练***，其特征在于，所述辅助训练模块，还用于：

在所述自主控制模式下，获取所述目标患者设定的运动参数生成训练数据，将所述训练数据传输至所述运动模块；其中，所述设定的运动参数至少包括以下任意一项或多项：肢体康复训练装置的负荷阻力的等级、速度、频率。

7.根据权利要求2所述的一种用于心脏康复的肢体训练***，其特征在于，所述肢体康复训练装置还包括：采集模块、效果评估模块、存储模块；

所述采集模块，用于采集所述目标患者训练过程中的运动数据；其中，所述运动数据至少包括以下任意一项或多项：所述目标患者的心率、所述目标患者的关节运动角度、所述目标患者的运动轨迹、所述目标患者的自我感觉疲劳度；

所述效果评估模块，用于获取所述采集模块采集的所述运动数据，基于所述运动数据对所述目标患者的训练效果进行评估，以获得训练效果数据；

所述存储模块，用于存储所述训练数据与所述训练效果数据。

8.根据权利要求7所述的一种用于心脏康复的肢体训练***，其特征在于，所述效果评估模块，具体用于：

获取所述采集模块采集的所述运动数据，判断所述运动数据中各参数值是否处于预设安全值范围内；

若是，则判定所述目标患者的心脏耐受以及肢体肌力的训练合格。

9.根据权利要求7所述的一种用于心脏康复的肢体训练***，其特征在于，所述云平台康复管理***，具体用于：

统计预设时间段内所述目标患者的训练合格的次数；

若所述训练合格的次数大于预设第一阈值，则确定增加所述目标患者的康复训练强度；

若所述训练合格的次数小于预设第二阈值，则确定降低所述目标患者的康复训练强度。

10.一种用于心脏康复的肢体训练方法，其特征在于，所述方法包括：

肢体康复训练装置根据运动数据辅助目标患者进行肢体康复训练，并评估所述目标患者的训练效果；其中，所述运动数据基于PC控制模式或者自主控制模式进行设定；

云平台康复管理***统计所述训练效果的评估结果，以便辅助调整所述目标患者的康复训练。

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