一种用于指导并反馈卧床患者功能锻炼检测系统

摘要

本发明公开了一种用于指导并反馈卧床患者功能锻炼检测系统，包括床体，所述床体上设有存储模块，用于存储患者个人信息及锻炼数据；输出模块，用于播放标准动作视频及提醒患者；采集模块，用于采集锻炼参数；摄像模块，用于拍摄锻炼视频；动作识别模块，用于对锻炼视频中的人体姿态进行识别，获取动作参数；锻炼质量评估模块，用于评估患者的锻炼质量；反馈模块，用于将评估结果及锻炼视频传输到存储模块中并根据评估结果进行反馈。所述采集模块、锻炼质量评估模块、反馈模块、存储模块依次连接，所述摄像模块、动作识别模块依次与锻炼质量评估模块连接，所述输出模块与存储模块连接。本发明具有指导锻炼、减少并发症、方便了解锻炼情况的优点。

说明书

技术领域

本发明涉及医用检测领域，尤其涉及一种用于指导并反馈卧床患者功能锻炼检测系统。

背景技术

腹部大手术患者术后常需卧床数天，不能下床活动，此时护士会指导患者进行床上功能锻炼，如：踝泵运动、直腿抬高运动、桥式运动、手握实物进行抬高运动等，翻身扣背等。床上功能锻炼比较重要，可预防患者发生深静脉血栓，压疮，肌肉萎缩，关节僵硬等并发症。

护士指导患者并教会患者进行床上功能锻炼后，卧床患者由于疾病或手术带来的影响，常有惰性，即使掌握了功能锻炼的方法，也会较少进行功能锻炼，增加了并发症发生。临床护士比较忙碌，无法时刻待在患者床边对每个患者进行功能锻炼的监督，有时候并不知道患者是否进行了功能锻炼、锻炼的次数以及锻炼效果如何。

如何解决上述难题，成为亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于指导并反馈卧床患者功能锻炼检测系统，本系统能够指导患者进行功能锻炼，减少并发症，方便护士了解患者的锻炼情况。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

本发明提供的一种用于指导并反馈卧床患者功能锻炼检测系统，包括床体，所述床体上设置有输出模块、采集模块、摄像模块、动作识别模块、锻炼质量评估模块、反馈模块、存储模块；其中，

存储模块，用于存储患者个人信息及锻炼数据；

输出模块，用于播放预先存储的标准动作视频及提醒患者；

采集模块，用于采集患者功能锻炼时的锻炼参数；

摄像模块，用于拍摄患者功能锻炼时的锻炼视频；

动作识别模块,通过神经网络对锻炼视频中每一帧的人体姿态进行识别，获取动作参数；

锻炼质量评估模块，用于将所述锻炼参数和动作参数与预设的标准参数比对得出参数差异值，以及将参数差异值与预设的锻炼质量评估模型匹配并判断得出评估结果；

反馈模块，用于将每次患者锻炼的评估结果及锻炼视频传输到存储模块中并根据评估结果将评估结果反馈到输出模块或护士站。

所述采集模块、锻炼质量评估模块、反馈模块、存储模块依次连接，所述摄像模块、动作识别模块依次与锻炼质量评估模块连接，所述输出模块与存储模块连接。

进一步地，所述动作参数包括人体重要关节点的坐标信息，以及计算得到的关节点之间的夹角角度。

进一步地，所述锻炼质量评估模块的评估结果包括动作准确、动作失误、动作错误；若参数差异值与锻炼质量评估模型匹配，则输出动作准确的结果；若参数差异值与锻炼质量评估模型不匹配，继续判断参数差异值与动作质量评估模型的相似度，若相似度大于等于预设阈值，则输出动作失误的结果，若相似度小于预设阈值，则输出动作错误的结果。

进一步地，所述患者个人信息包括患者姓名、性别、年龄、病况。

进一步地，所述锻炼数据包括患者的锻炼次数、每次锻炼的锻炼视频及评估结果，每当存储模块接收到反馈模块传输的新数据时，均会记录并累积锻炼次数，以完成同一患者锻炼次数的迭代更新。

进一步地，所述输出模块包括显示器、扬声器。

进一步地，所述摄像模块包括至少一组拍摄范围覆盖患者全身的摄像头，各所述摄像头均与动作识别模块连接。

进一步地，所述摄像头的数量为4个。

进一步地，所述采集模块包括压力感应垫、可穿戴的重力传感器和柔性纤维传感器，所述压力感应垫、重力传感器、柔性纤维传感器均与锻炼质量评估模块连接。

进一步地，所述床体包括底架，所述底架上设置有床板且该底架的四角均设置有床脚，所述床脚的上端垂直向上延伸形成床柱，其中，所述压力感应垫铺设在床板上，各所述摄像头分别设置在各床柱的上端，所述扬声器设置在任一床柱上，以及，所述床体的床位端设置有升降杆，所述升降杆的下端与底架连接且该升降杆的上端连接有托板，所述显示器设置在托板上。

由于采用了上述结构，本发明具有的有益效果如下：

本发明通过设置输出模块，用于播放预先存储的标准动作视频及提醒患者，以指导患者按照标准动作进行功能锻炼，有效地减少并发症发生；此外，通过设置摄像模块实时拍摄锻炼视频并通过动作识别模块进行识别，辅以采集模块实时采集患者锻炼时的锻炼参数，并经锻炼质量评估模块评估锻炼的质量，以及，将评估结果及锻炼次数反馈到存储模块，护士能够通过存储模块了解到患者进行功能锻炼的次数以及每次锻炼的质量。

通过以下的描述并结合附图，本发明将变得更加清晰，这些附图用于解释本发明的实施例。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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发明的一些实施例，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。

图1为本发明的整体结构图；

图2为本发明的方框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

请参考图1和图2，本发明提供的一种用于指导并反馈卧床患者功能锻炼检测系统，包括床体，所述床体上设置有输出模块1、采集模块2、摄像模块3、动作识别模块4、锻炼质量评估模块5、反馈模块6、存储模块7；其中，

存储模块7，用于存储患者个人信息及锻炼数据；

输出模块1，用于播放预先存储的标准动作视频及提醒患者；

采集模块2，用于采集患者功能锻炼时的锻炼参数；

摄像模块3，用于拍摄患者功能锻炼时的锻炼视频；

动作识别模块4，通过神经网络对锻炼视频中每一帧的人体姿态进行识别，获取动作参数；

锻炼质量评估模块5，用于将所述锻炼参数和动作参数与预设的标准参数比对得出参数差异值，以及将参数差异值与预设的锻炼质量评估模型匹配并判断得出评估结果；所述标准参数包括标准锻炼参数和标准动作参数，所述锻炼参数、动作参数分别与标准锻炼参数、标准动作参数进行比对。

反馈模块6，用于将每次患者锻炼的评估结果及锻炼视频传输到存储模块7中并根据评估结果将评估结果反馈到输出模块1或护士站。

所述采集模块2、锻炼质量评估模块5、反馈模块6、存储模块7依次连接，所述摄像模块3、动作识别模块4依次与锻炼质量评估模块5连接，所述输出模块1与存储模块7连接。

本发明中，所述动作参数包括人体重要关节点的坐标信息，以及计算得到的关节点之间的夹角角度。

本发明中，所述锻炼质量评估模块5的评估结果包括动作准确、动作失误、动作错误；若参数差异值与锻炼质量评估模型匹配，则输出动作准确的结果，并将结果反馈到输出模块1对患者进行鼓励；若参数差异值与锻炼质量评估模型不匹配，继续判断参数差异值与动作质量评估模型的相似度，若相似度大于等于预设阈值，则输出动作失误的结果，并将结果反馈到输出模块1提醒患者按照标准动作视频中的动作重新进行锻炼；若相似度小于预设阈值，则输出动作错误的结果，并将结果反馈到护士站提醒护士前往病房指导患者进行锻炼，避免患者因错误的锻炼动作而引起肌肉扭伤等并发症。

本发明中，所述患者个人信息包括患者姓名、性别、年龄、病况。

本发明中，所述锻炼数据包括患者的锻炼次数、每次锻炼的锻炼视频及评估结果，每当存储模块7接收到反馈模块6传输的新数据时，均会记录并累积锻炼次数，以完成同一患者锻炼次数的迭代更新。所述锻炼数据与患者个人信息一一匹配，在需要时，护士可通过存储模块7查询并了解每一个患者的锻炼次数、锻炼的锻炼视频及评估结果。

本发明中，所述输出模块1包括显示器、扬声器。所述显示器为触屏显示器，在锻炼时可通过显示器选择不同的锻炼模式，并通过显示器播放锻炼的图像以及通过扬声器播放锻炼的音频。

本发明中，所述摄像模块3包括至少一组拍摄范围覆盖患者全身的摄像头31，各所述摄像头31均与动作识别模块4连接。本发明中，所述摄像头31的数量为4个。

本发明中，所述采集模块2包括压力感应垫21、可穿戴的重力传感器和柔性纤维传感器，所述压力感应垫21、重力传感器、柔性纤维传感器均与锻炼质量评估模块5连接。所述压力感应垫21安装在床板上，用于监测锻炼时床板受力点的压力变化；所述重力传感器用于监测躯体及四肢活动时重力变化；所述柔性纤维传感器用于监测患者肌肉的收缩率。

本发明中，所述床体100包括底架101，所述底架101上设置有床板102且该底架101的四角均设置有床脚，所述床脚的上端垂直向上延伸形成床柱103，其中，所述压力感应垫21铺设在床板102上，各所述摄像头31分别设置在各床柱103的上端，从而从左前、左后、右前、右后四个方向全面拍摄患者的锻炼过程；所述扬声器设置在任一床柱103上，以及，所述床体100的床位端设置有升降杆104，所述升降杆104的下端与底架101连接且该升降杆104的上端连接有托板105，所述显示器11设置在托板105上，通过可调节显示器11的高度，方便患者观看。

本发明在使用时，首先通过显示器11选择所需的锻炼模式，患者根据显示器11、扬声器的指导进行功能锻炼；患者在锻炼的过程中，摄像模块3实时拍摄患者功能锻炼时的锻炼视频，并且将拍摄到的锻炼视频传输到动作识别模块4,动作识别模块4,通过神经网络分别锻炼视频并获取动作参数且将动作参数传输到锻炼质量评估模块5，摄像模块3在拍摄的同时，压力感应垫21、重力传感器、柔性纤维传感器均采集患者功能锻炼时的锻炼参数并将采集到的锻炼参数传输到锻炼质量评估模块5，质量评估模块5接收到动作参数和锻炼参数后将与预设的标准参数比对得出参数差异值，并且将参数差异值与预设的锻炼质量评估模型匹配并判断得出评估结果，最后通过反馈模块6将患者锻炼的次数、评估结果及锻炼视频传输到存储模块7中以供护士查阅，以及根据评估结果反馈提醒到输出模块1或护士站。

以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容。因此，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做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。