本發(fā)明屬于電子數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理領(lǐng)域，具體地說是基于反饋分析的下肢關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練過程監(jiān)控系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、下肢關(guān)節(jié)康復(fù)器以持續(xù)被動運(yùn)動理論為基礎(chǔ)，通過模擬人體自然運(yùn)動，激發(fā)人體的自然復(fù)原力，發(fā)揮組織代償作用，進(jìn)行下肢關(guān)節(jié)功能恢復(fù)訓(xùn)練，下肢關(guān)節(jié)康復(fù)器的工作原理基于持續(xù)被動運(yùn)動（cpm）理論，通過模擬人體自然運(yùn)動，帶動患肢做持續(xù)被動的伸屈運(yùn)動，使關(guān)節(jié)、肌肉內(nèi)的壓力呈周期性、正弦曲線變化，促進(jìn)血液、淋巴液化氣回流，從而最大限度地減少或避免了肌肉軟組織的攣縮及關(guān)節(jié)內(nèi)纖維性粘連和軟骨的退行性改變，改善關(guān)節(jié)的活動度，使用下肢關(guān)節(jié)康復(fù)器需要注意以下幾點(diǎn)：首先，需要在專業(yè)醫(yī)生的指導(dǎo)下進(jìn)行，確保訓(xùn)練的安全性和有效性；其次，需要根據(jù)患者的具體情況和康復(fù)目標(biāo)制定個性化的訓(xùn)練計(jì)劃，避免過度訓(xùn)練導(dǎo)致?lián)p傷；最后，需要注意設(shè)備的保養(yǎng)和維護(hù)，確保設(shè)備的正常運(yùn)行和延長使用壽命，經(jīng)過科學(xué)、有效的康復(fù)訓(xùn)練，可以幫助患者恢復(fù)下肢關(guān)節(jié)功能，提高生活質(zhì)量；但是使用者在進(jìn)行下肢關(guān)節(jié)康復(fù)器使用時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)無法綜合下肢訓(xùn)練過程中的體質(zhì)變化信息和步態(tài)康復(fù)信息對訓(xùn)練過程中出現(xiàn)的異常情況進(jìn)行綜合分析，導(dǎo)致易發(fā)生訓(xùn)練設(shè)備與訓(xùn)練人員不匹配從而引起二次損傷的情況，現(xiàn)有技術(shù)中大多存在上述問題；

2、以上專利均存在本背景技術(shù)提出的問題，為了解決本背景技術(shù)提出的問題，本技術(shù)設(shè)計(jì)了基于反饋分析的下肢關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練過程監(jiān)控系統(tǒng)及方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出了基于反饋分析的下肢關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練過程監(jiān)控系統(tǒng)及方法。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：第一方面，本發(fā)明提供基于反饋分析的下肢關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練過程監(jiān)控方法，其包括以下具體步驟：

3、步驟一、對下肢訓(xùn)練過程中的步態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行獲取，同時(shí)獲取下肢訓(xùn)練過程中的體質(zhì)變化數(shù)據(jù)；

4、步驟二、將獲取得到的下肢訓(xùn)練過程中的步態(tài)數(shù)據(jù)導(dǎo)入步態(tài)康復(fù)分析模型中進(jìn)行步態(tài)康復(fù)分析；

5、步驟三、獲取訓(xùn)練過程中的體質(zhì)變化信息導(dǎo)入匹配分析模型中進(jìn)行訓(xùn)練過程中的匹配分析；

6、步驟四、獲取步態(tài)康復(fù)分析結(jié)果和訓(xùn)練匹配分析結(jié)果導(dǎo)入訓(xùn)練康復(fù)分析策略中進(jìn)行訓(xùn)練康復(fù)分析，根據(jù)得到的訓(xùn)練康復(fù)分析結(jié)果進(jìn)行訓(xùn)練過程預(yù)警。

7、進(jìn)一步的，所述步驟一中對下肢訓(xùn)練過程中的步態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行獲取，同時(shí)獲取下肢訓(xùn)練過程中體質(zhì)變化數(shù)據(jù)的具體步驟為：

8、s11、將下肢訓(xùn)練設(shè)備安裝在患者下肢指定位置，通過傳感器獲取下肢訓(xùn)練過程中的下肢運(yùn)動步態(tài)數(shù)據(jù)，其中，下肢運(yùn)動步態(tài)數(shù)據(jù)包括運(yùn)動過程中各關(guān)節(jié)的位置角度數(shù)據(jù)和運(yùn)動過程中的各關(guān)節(jié)擺動數(shù)據(jù)，其中，擺動數(shù)據(jù)包括擺動位移和擺動頻率數(shù)據(jù)，儲存在儲存模組中；

9、s12、通過體質(zhì)變化采集終端采集運(yùn)動過程中的體質(zhì)數(shù)據(jù)，其中，體質(zhì)數(shù)據(jù)包括心率、血壓等能夠反映患者體質(zhì)的數(shù)據(jù)種類；

10、運(yùn)動過程中的體質(zhì)變化能夠反映運(yùn)動狀態(tài)的適應(yīng)程度。

11、進(jìn)一步的，所述步驟二中步態(tài)康復(fù)分析模型包括以下具體步驟：

12、s21、獲取運(yùn)動過程中各關(guān)節(jié)的位置角度數(shù)據(jù)和運(yùn)動過程中的各關(guān)節(jié)擺動數(shù)據(jù)；

13、s22、將運(yùn)動過程中的各關(guān)節(jié)的位置角度數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)動的各關(guān)節(jié)的位置角度數(shù)據(jù)導(dǎo)入運(yùn)動關(guān)節(jié)異常值計(jì)算公式中進(jìn)行運(yùn)動關(guān)節(jié)異常值計(jì)算，其中，運(yùn)動關(guān)節(jié)異常值計(jì)算公式為：，其中，mk為運(yùn)動關(guān)節(jié)異常值，n為運(yùn)動過程中的動作個數(shù)，nj為第j個動作的運(yùn)動關(guān)節(jié)數(shù)量，ki為直立時(shí)第i個關(guān)節(jié)至脊椎中部的距離，這里的1/ki的作用是為了對下肢不同關(guān)節(jié)的重要度進(jìn)行加權(quán)，下肢關(guān)節(jié)由上至下的重要度肯定是越來越小的，exp()為自然常數(shù)e的次數(shù)冪，a為角度占比系數(shù)，為第j個動作的第i個關(guān)節(jié)的所成角度的標(biāo)準(zhǔn)值，為第j個動作的第i個關(guān)節(jié)的所成角度，這樣通過第j個動作的第i個關(guān)節(jié)的所成角度的標(biāo)準(zhǔn)值與第j個動作的第i個關(guān)節(jié)的所成角度的差值來分析動作的第i個關(guān)節(jié)與標(biāo)準(zhǔn)動作的差異，sijm為第j個動作的第i個關(guān)節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)位置在坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，sij為第j個動作的第i個關(guān)節(jié)的位置，hij為第j個動作的第i個關(guān)節(jié)的安全距離；

14、s23、獲取運(yùn)動過程中各關(guān)節(jié)擺動數(shù)據(jù)導(dǎo)入擺動異常值計(jì)算公式中計(jì)算擺動異常值，其中，擺動異常值計(jì)算公式為：，其中，cij為第j個動作的第i個關(guān)節(jié)的擺動次數(shù)，dij為第j個動作的第i個關(guān)節(jié)的擺動平均擺動幅度，cijm為第j個動作的第i個關(guān)節(jié)的擺動安全次數(shù)，dijm為第j個動作的第i個關(guān)節(jié)的擺動安全幅度，s為擺動異常值；

15、s24、將獲取得到的運(yùn)動關(guān)節(jié)異常值和擺動異常值導(dǎo)入步態(tài)康復(fù)分析值計(jì)算公式中計(jì)算步態(tài)康復(fù)分析值，其中，步態(tài)康復(fù)分析值計(jì)算公式為：，其中，z為運(yùn)動關(guān)節(jié)異常占比，kf為步態(tài)康復(fù)分析值。

16、通過此步驟對下肢訓(xùn)練過程中的步態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，得到訓(xùn)練過程中的步態(tài)數(shù)據(jù)綜合分析結(jié)果。

17、進(jìn)一步的，所述步驟三中獲取訓(xùn)練過程中的體質(zhì)變化信息導(dǎo)入匹配分析模型中進(jìn)行訓(xùn)練過程中的匹配分析包括以下具體步驟：

18、s31、獲取訓(xùn)練過程中的體質(zhì)變化信息和起始未訓(xùn)練時(shí)的體質(zhì)變化信息；

19、s32、將訓(xùn)練過程中的體質(zhì)變化信息和起始未訓(xùn)練時(shí)的體質(zhì)變化信息導(dǎo)入運(yùn)動匹配值計(jì)算公式中計(jì)算運(yùn)動匹配值，其中，運(yùn)動匹配值計(jì)算公式為：

20、，其中，t為訓(xùn)練開始時(shí)刻，t1為訓(xùn)練時(shí)長，g為體質(zhì)數(shù)據(jù)種類個數(shù)，pg為第g個體質(zhì)數(shù)據(jù)種類的占比系數(shù)，xgt為第g個體質(zhì)數(shù)據(jù)種類的t時(shí)刻的具體值，xgtm為第g個體質(zhì)數(shù)據(jù)種類的安全范圍的中值，這樣|xgt-xgtm|為t時(shí)刻第g個體質(zhì)數(shù)據(jù)種類具體值與安全范圍的中值之間的差值，dt為時(shí)間積分，p為運(yùn)動匹配值。

21、進(jìn)一步的，所述步驟四中的獲取步態(tài)康復(fù)分析結(jié)果和訓(xùn)練匹配分析結(jié)果導(dǎo)入訓(xùn)練康復(fù)分析策略中進(jìn)行訓(xùn)練康復(fù)分析包括以下具體內(nèi)容：

22、獲取計(jì)算得到的步態(tài)康復(fù)分析值和運(yùn)動匹配值代入訓(xùn)練康復(fù)分析值計(jì)算公式中計(jì)算訓(xùn)練康復(fù)分析值，其中，訓(xùn)練康復(fù)分析值計(jì)算公式為：，其中，為步態(tài)康復(fù)占比系數(shù)，為運(yùn)動匹配占比系數(shù)，zw為訓(xùn)練康復(fù)分析值。

23、進(jìn)一步的，所述步驟四中的根據(jù)得到的訓(xùn)練康復(fù)分析結(jié)果進(jìn)行訓(xùn)練過程預(yù)警包括以下具體內(nèi)容：

24、將獲取得到的訓(xùn)練康復(fù)分析值與設(shè)定的訓(xùn)練康復(fù)分析閾值進(jìn)行對比，若訓(xùn)練康復(fù)分析值小于等于設(shè)定的訓(xùn)練康復(fù)分析閾值，則進(jìn)行訓(xùn)練過程不安全預(yù)警，提醒維護(hù)人員對訓(xùn)練設(shè)備進(jìn)行維修，若訓(xùn)練康復(fù)分析值大于設(shè)定的訓(xùn)練康復(fù)分析閾值，則表明訓(xùn)練過程安全。

25、第二方面，本發(fā)明提供基于反饋分析的下肢關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練過程監(jiān)控系統(tǒng)，其基于上述基于反饋分析的下肢關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練過程監(jiān)控方法實(shí)現(xiàn)，其具體包括數(shù)據(jù)獲取模塊、步態(tài)康復(fù)分析模塊、體質(zhì)匹配分析模塊、訓(xùn)練過程預(yù)警模塊和控制模塊；

26、其中，所述數(shù)據(jù)獲取模塊用于對下肢訓(xùn)練過程中的步態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行獲取，同時(shí)獲取下肢訓(xùn)練過程中的體質(zhì)變化數(shù)據(jù)；

27、所述步態(tài)康復(fù)分析模塊用于將獲取得到的下肢訓(xùn)練過程中的步態(tài)數(shù)據(jù)導(dǎo)入步態(tài)康復(fù)分析模型中進(jìn)行步態(tài)康復(fù)分析；

28、所述體質(zhì)匹配分析模塊用于獲取訓(xùn)練過程中的體質(zhì)變化信息導(dǎo)入匹配分析模型中進(jìn)行訓(xùn)練過程中的匹配分析；

29、所述訓(xùn)練過程預(yù)警模塊用于獲取步態(tài)康復(fù)分析結(jié)果和訓(xùn)練匹配分析結(jié)果導(dǎo)入訓(xùn)練康復(fù)分析策略中進(jìn)行訓(xùn)練康復(fù)分析，根據(jù)得到的訓(xùn)練康復(fù)分析結(jié)果進(jìn)行訓(xùn)練過程預(yù)警；

30、所述控制模塊，用于數(shù)據(jù)獲取模塊、步態(tài)康復(fù)分析模塊、體質(zhì)匹配分析模塊和訓(xùn)練過程預(yù)警模塊的控制運(yùn)行。

31、第三方面，本發(fā)明提供一種電子設(shè)備，包括：處理器和存儲器，其中，所述存儲器中存儲有可供處理器調(diào)用的計(jì)算機(jī)程序；

32、所述處理器通過調(diào)用所述存儲器中存儲的計(jì)算機(jī)程序，執(zhí)行上述的基于反饋分析的下肢關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練過程監(jiān)控方法。

33、第四方面，本發(fā)明提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，儲存有指令，當(dāng)所述指令在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行時(shí)，使得計(jì)算機(jī)執(zhí)行如上述的基于反饋分析的下肢關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練過程監(jiān)控方法。

34、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)的有益效果是：

35、本技術(shù)通過將獲取得到的下肢訓(xùn)練過程中的步態(tài)數(shù)據(jù)導(dǎo)入步態(tài)康復(fù)分析模型中進(jìn)行步態(tài)康復(fù)分析，獲取訓(xùn)練過程中的體質(zhì)變化信息導(dǎo)入匹配分析模型中進(jìn)行訓(xùn)練過程中的匹配分析，獲取步態(tài)康復(fù)分析結(jié)果和訓(xùn)練匹配分析結(jié)果導(dǎo)入訓(xùn)練康復(fù)分析策略中進(jìn)行訓(xùn)練康復(fù)分析，根據(jù)得到的訓(xùn)練康復(fù)分析結(jié)果進(jìn)行訓(xùn)練過程預(yù)警，綜合下肢訓(xùn)練過程中的體質(zhì)變化信息和步態(tài)康復(fù)信息對訓(xùn)練過程中出現(xiàn)的異常情況進(jìn)行綜合分析，提高了對訓(xùn)練設(shè)備與訓(xùn)練人員不匹配情況的發(fā)現(xiàn)速度，提高了訓(xùn)練過程中的準(zhǔn)確性和安全性。