[发明专利]一种基于云边融合的上肢智能康复装置及方法

说明书

本发明提供一种基于云边融合的上肢智能康复装置及方法，涉及人工智能技术领域。该装置包括复健器、基板、安装在基板上的多个智能传感节点、供电模块、通信模块、控制模块以及云端服务器和手机客户端；供电模块为整套智能康复装置进行供电，控制模块通过通信模块与云端服务器相连，根据云端服务器传来的指令控制智能传感节点，定制复健线路；复健器通过复健者根据复健线路压到智能传感节点；云端服务器用于向控制模块发送训练方案，并接收控制模块传送的康复者实际的运动轨迹；手机客户端内置程序，并从云端服务器读取复健者的训练得分进行显示。本发明装置及方法将计算机前沿技术与传统机械式康复医疗进行融合，为复健者提供简单便捷的复健工具。

技术领域

本发明涉及人工智能技术领域，尤其涉及一种基于云边融合的上肢智能康复装置及方法。

背景技术

每年因事故、疾病、灾害等原因造成丧失部分肢体运动功能的人达数百万，肢体残缺不仅影响患者的生活与工作，也给患者家庭和社会带来沉重负担。此外，老年人在身体上的肢体恶化已成为许多国家的社会问题。上肢是人体最复杂的运动器官之一，特别是手在正常运动情况下，接受大量来自神经系统的支配信号，完成众多精细复杂的运动。上肢功能的恢复对患者的日常生活能力影响较大，是目前康复治疗中难于解决的问题之一。

传统的康复方式主要是医师针对患者进行“一对一”甚至“多对一”的辅助作业疗法，虽然这是效果很好的训练方式，但是它具有明显的缺点：(1)受限于医护人员资源；(2)训练过程枯燥；(3)训练数据难以记录。

目前，除了传统的依靠康复理疗师对患者进行手把手的训练外，还有一些借助康复机器人进行辅助训练和利用虚拟现实技术实现的康复系统。

康复机器人能胜任长时间重复性运动辅助工作，而且对施加于患者身上的力可以灵活控制，能极大节约成本，提高康复效率。但利用康复机器人进行康复训练的方法还存在许多不足：(1)训练模式单一；(2)采用机械化的动作控制，患者的训练主动性不强，只是简单地被动参与；(3)训练过程枯燥乏味。

虚拟现实技术在康复中的应用最初集中在对人体肩肘关节的康复训练，随着数据手套及其他手部传感设备的发展，基于虚拟现实的手功能康复训练系统也取得很大发展。临床实验表明，合理的虚拟环境的设置及各种形式的信息反馈，可以将繁琐无味的机械性康复训练变得生动形象、趣味盎然。基于目前的研究状况，人体上肢康复训练虽然实现了娱乐式的交互训练过程，但虚拟现实技术在康复领域中的应用还存在很多不足：(1)目前尚缺少统一的康复训练体系，缺乏完整的规范化康复策略；(2)缺乏针对手指中细小关节的训练；(3)虚拟场景的三维效果不佳，搭建的虚拟元素比较单薄，患者的沉浸感不强；(4)与虚拟现实技术本身的发展相距甚远。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种基于云边融合的上肢智能康复装置及方法，辅助复健者进行复健操作。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一方面，本发明提供一种基于云边融合的上肢智能康复装置，包括复健器、基板、安装在基板上的多个智能传感节点、供电模块、通信模块、控制模块以及云端服务器和手机客户端；所述供电模块集成在基板中为整套智能康复装置进行供电，所述控制模块通过通信模块与云端服务器相连，根据云端服务器传来的指令控制每个智能传感节点，定制复健线路；所述复健器通过复健者根据复健线路压到智能传感节点；所述每个智能传感节点均包括传感单元和诱导单元；所述传感单元对每个智能传感节点由复健器引起的状态变化进行感应，并将感应结果传入控制模块；所述诱导单元用来根据每个智能传感节点的状态变化进行复健线路诱导；所述云端服务器用于向控制模块发送训练方案，并接收控制模块传送的复健者实际的运动轨迹，进而实现对患者的本次训练结果进行打分，并将得分数据、训练时间及设备编号存入云端数据库中，根据复健者的上肢病况结合本次训练结果为患者推荐出下一次的训练方案；所述手机客户端内置程序，并从云端服务器的数据库中读取复健者的训练得分进行显示，同时显示一段时间内的训练得分和康复信息。