[發明專利]一種基于環帶傳感器的頸部康復訓練系統和訓練方法

在審

• 申請號: 201910215807.X
• 申請日: 2019-03-21
• 公開（公告）號: CN110179643A
• 公開（公告）日: 2019-08-30
• 發明（設計）人: 主軒銘;宋凡迪;宋雯俐;吳易臻;徐欣
• 申請（專利權）人: 華東師范大學
• 主分類號: A61H9/00
• 分類號: A61H9/00;A61N1/18;A61B5/0488;A61B5/0205;A61B5/1455;A61B5/00
• 代理公司: 上海麥其知識產權代理事務所(普通合伙) 31257
• 代理人: 董紅曼

本發明公開了一種基于環帶傳感器的頸部康復訓練系統，包括環帶傳感器、按摩模塊、云端服務器、手機端、電腦端；環帶傳感器包括依次連接的用于檢測頸部肌肉疲憊程度的肌電傳感器模塊，用于檢測血壓、心率、精神壓力的光電血氧傳感器模塊，用于存儲數據的存儲模塊，用于傳輸數據的傳輸模塊，用于做出決斷的控制模塊，以及用于接收數據的接收器模塊，傳輸模塊通過網關、藍牙與云端服務器和手機端連接，通過LTCP協議傳送到云端服務器，用戶通過手機端和電腦端可以監測自己的健康信息并遠程啟動按摩模塊，頸部康復訓練系統可智能啟動氣墊按摩和電極片穴位按摩。云端服務器接收到的頸部數據進行人工神經網絡算法分析，建立起科學康復訓練的智能化系統。

技術領域

本發明涉及傳感器信息處理和健康識別技術領域，將基于傳感器的智能系統與傳統按摩方式相結合，特別是一種集于兩種傳感器數據建模與多通道智能控制傳輸結合，人機交互基于多個穿戴環帶傳感器融合的健康檢測康復可視化系統和方法。

背景技術

21世紀以來，傳感器技術和算法模式識別蓬勃發展，越來越多的康復訓練的設備采用傳感器進行采集人體健康數據從而進行智能化緩解康復訓練。

現代人，尤其是白領由于工作久坐原因，頸椎或多或少都會有不適甚至得病，所以說頸椎痛已經成為了現代白領工作的一大阻力。但市場的按摩設備都是采用機械式拍打肌肉緩解頸椎疼痛的方式，然而拍打模式并不符合人體力學，難以根據頸部實時健康情況進行個性化的按摩，同時整個康復訓練過程一直是重復式，缺乏持續性和穩定性。因此結合現代技術研發可以智能化的檢測、緩解、康復的護頸儀成為當務之急。

發明內容

針對現有的需求，本發明提出一種基于環帶傳感器的頸部康復訓練的系統和方法。該系統和方法將基于環帶傳感器的智能檢測控制系統與頸部氣墊、電極片按摩裝置相結合，并通過無線傳輸模塊與手機端、云端服務器實時傳送數據，保證對頸部健康狀況實時可視化監測，并可智能啟動按摩模塊進行頸部康復訓練，同時所獲得的健康數據可以為頸部醫學康復提供大量參考。隨著物聯網技術和人工智能算法的發展，以及5G時代的到來，無線傳輸的微型化和算法的智能化必將為人體康復訓練帶來更大的發展空間。

本發明提出的基于環帶傳感器的頸部康復訓練系統，包括環帶傳感器、按摩模塊、手機端、電腦端和云端服務器。

其中，所述環帶傳感器設置在按摩模塊內下側，其包括用于檢測頸部肌肉電信息的肌電傳感器模塊，用于檢測血壓、心率、精神壓力(光電容積脈沖信號)的光電血氧傳感器模塊，用于存儲數據的存儲模塊，用于傳輸數據的傳輸模塊，用于做出決斷的控制模塊，用于接收數據的接收器模塊。所述接收器模塊根據用戶選擇的手動或智能模式，對數據做循環傳輸處理，通過無線(如藍牙4.0)連接手機端，通過有線(如USB3.0接口)連接電腦用戶端。電腦端和手機端訪問所述云端服務器，自主選擇是否將云端服務器判斷發送給護頸儀控制端，增強檢測結果的準確性，同時實現對用戶頸部健康檢測特征可視化。

護頸儀與手機端、電腦端、云端服務器可實現數據雙向傳輸，云端服務器與手機端、電腦端也可實現數據雙向傳輸，手機端和電腦端可實時獲取頸部健康狀況信息，同時控制云端服務器向控制端傳輸判斷結果。

本發明提出的基于環帶傳感器的頸部康復訓練系統中，所述環帶傳感器內設有：

肌電傳感器模塊，集成了濾波、放大電路，將±1.5mv人體表面肌電信號進行千倍放大，差分輸入、模擬濾波電路的方式抑制噪音；輸出信號的大小取決于被測頸部肌肉的活動量，活動量越大信號越大但是疲勞程度看具體信號提取值，輸出信號傳送到控制模塊中檢測肌肉活動情況，如肌肉是否緊繃、強度如何，是否疲勞等。

光電血氧傳感器模塊，采用光電式容積脈搏波描記(PPG)的方式，借光電手段在頸部組織中檢測血液容積變化；發出800-960nm的光束照射到皮膚表面時，根據光電血氧接收器檢測到的光強度變化測血流脈沖信號，然后通過傳輸模塊將數據傳送給控制模塊，從而檢測出頸部健康信息。