一种基于物联网的残疾人保健辅助管理系统

专利2025-12-23  10


本发明涉及护理管理,具体是一种基于物联网的残疾人保健辅助管理系统。


背景技术:

1、残疾人保健护理能够帮助残疾人维持良好的身体健康和心理健康,提升他们的生活质量,增强生活的幸福感和满足感,通过提供医疗、康复、教育等全方位的支持和服务,残疾人可以增强自身的自主能力,更好地融入社会,参与社会活动,实现自我发展和自我实现。

2、现有残疾人保健护理系统存在以下缺陷:

3、泛用性低下:由于每个残疾患者的残疾部位以及残疾程度,导致残疾人保健护理系统对不同残疾患者不能准确给相应的保健护理程度评估结果;

4、辅助通信技术:如屏幕阅读器、语音识别软件等,帮助视觉、听觉或语言受损的残疾人进行有效的交流。缺陷可能包括识别准确率低、对多种语言的支持不足、用户界面不友好等。

5、因此怎样在提高残疾人保健护理系统泛用性的同时,提高保健护理过程的识别准确率是现有技术的难点,为此提供一种基于物联网的残疾人保健辅助管理系统。


技术实现思路

1、为了解决上述技术问题,本发明的目的在于提供一种基于物联网的残疾人保健辅助管理系统。

2、为了实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

3、一种基于物联网的残疾人保健辅助管理系统,包括云计算平台,所述云计算平台通信连接有身体数据采集模块、身体时序分析模块、时序数据嵌合模块以及护理决策模块;

4、所述身体数据采集模块用于在残疾患者身体各部位设置多个数据采集节点,通过传感器采集残疾患者的内部身体状态数据和骨骼运行轨迹数据;

5、所述身体时序分析模块用于根据不同残疾患者的内部身体状态数据和骨骼运行轨迹数据建立公共侧时序康复模型,以及根据各个残疾患者的内部身体状态数据和骨骼运行轨迹数据生成个体侧时序康复模型;

6、所述时序数据嵌合模块用于将残疾患者的不同时间节点下的实时内部身体状态数据以及骨骼运行轨迹数据分别输入至公共侧时序康复模型和个体侧时序康复模型,并获得公共侧时序康复模型与个体侧时序康复模型的输出结果之间差异熵,进而将差异熵发送至护理决策模块;

7、所述护理决策模块用于根据差异熵对残疾患者的护理决策进行调整。

8、进一步的,所述内部身体状态数据和骨骼运行轨迹数据的采集过程包括:

9、身体数据采集模块在残疾患者的各个骨骼关节处设置数据采集点,并对各个骨骼关节处设置编号s1、s2、……、sn,同时各个残疾患者设置唯一的身份编号,其中n为大于0的自然数;

10、身体数据采集模块对各个传感器设置相同的数据采集周期,当数据采集周期开始,各个传感器采集骨骼关节处的内部身体状态数据、视频数据和红外轨迹图;

11、当数据采集周期结束时,各个传感器将其采集的数据发送至身体数据采集模块,进而身体数据采集模块整合各个骨骼关节处的视频数据和红外轨迹图生成骨骼运行轨迹数据,并将同一个数据采集周期的各项内部身体状态数据以及骨骼运行轨迹数据整合得到骨骼关节处状况记录,并对骨骼关节处状况记录标注对应骨骼关节处的编号以及残疾患者的身份编号。

12、进一步的,将各个康复保健结束的残疾患者的骨骼关节处状况记录整合生成历史康复记录,所述历史康复记录包括残疾患者在康复保健期间内各个时期下各个骨骼关节处的骨骼关节处状况记录;

13、根据不同残疾患者的历史康复记录建立公共侧状态数据范围区间、个人侧状态数据范围区间、公共侧骨骼节点运动区间以及个人侧骨骼节点运动区间,进而建立公共侧时序康复模型和个体侧时序康复模型。

14、进一步的,根据所述历史康复记录建立公共侧状态数据范围区间的过程包括:

15、身体时序分析模块从不同历史康复记录中提取出相同时期的内部身体状态数据,根据内部身体状态数据的种类总数m以及骨骼关节处的总数n,身体时序分析模块设置m*n个二维平面坐标系,其中m为大于0的自然数;

16、将相同种类的骨骼关节处但对应不同残疾患者的内部身体状态数据映射于同一个二维平面坐标系上,在二维平面坐标系上划分出h个时间区段,并将各个内部身体状态数据划分为h个数据区段,其中h为大于60的自然数;

17、设置平面区域数据框,使得平面区域数据框从原点开始,依次在各个时间区段内进行纵向遍历,直到平面区域数据框遍历时间区段内全部数据区段为止;

18、找寻平面区域数据框在遍历过程中框选最多个数据片段的位置,将该位置的数据片段合并,并将合并结果作为对应时间区段的正常状态范围区间,将不同时间区段的正常状态范围区间依次相连,进而得到对应骨骼关节处的相应种类身体状态数据的公共侧状态数据范围区间。

19、进一步的,根据历史康复记录建立个人侧状态数据范围区间的过程包括:

20、按照时期将各个骨骼关节处的公共侧状态数据范围区间与内部身体状态数据进行对比,若内部身体状态数据不在公共侧状态数据范围区间,则判断内部身体状态数据存在异常,否则判断为正常;

21、设置异常种类数量阈值,根据存在异常的内部身体状态数据的数量与异常种类数量阈值之间的大小关系,将对应骨骼关节处记为病患节点;

22、将判断为病患节点的骨骼关节处状况记录依次进行排列组合,进而获得若干种残疾位置组合,根据残疾位置组合将各个骨骼关节处状况记录内相同种类的内部身体状态数据进行叠放,进而获得对应残疾位置组合下各个种类的内部身体状态数据的个人侧状态数据范围区间。

23、进一步的,根据所述历史康复记录建立公共侧骨骼节点运动区间以及个人侧骨骼节点运动区的过程包括:

24、建立n个三维空间坐标系,将不同残疾患者的相同骨骼关节处的骨骼运行轨迹数据中的红外轨迹图映射于同一个三维空间坐标系,设置空间区域数据框,将空间区域数据框依次遍历红外轨迹图,进而获得对应骨骼关节处在对应时期下的公共侧红外轨迹区间;

25、同时将对应相同残疾位置组合的历史康复记录的红外轨迹图相互重叠映射,进而获得各个骨骼关节处的个人侧红外轨迹区间,并将各个骨骼关节处的运动图像模型按照残疾患者的身体结构进行拼接,得到对应残疾患者的身体结构图像模型,在身体结构图像模型上标注各个骨骼关节处的图像位置,并将每个个人侧红外轨迹区间标注于相应的骨骼关节处的图像位置上,进而获得不同残疾组合下的个人侧骨骼节点运动区间;

26、将各个公共侧红外轨迹区间标注于相应的骨骼关节处的图像位置上,进而获得不同残疾组合下的公共侧骨骼节点运动区间。

27、进一步的,将骨骼关节处的全部种类公共侧状态数据范围区间标注于身体结构图像模型上相应骨骼关节处的图像位置上得到公共侧时序康复模型;

28、将各个骨骼关节处的全部种类个人侧状态数据范围区间标注于身体结构图像模型上相应的骨骼关节处的图像位置上,得到对应残疾位置组合的个人侧时序康复模型。

29、进一步的,所述差异熵的获取过程包括:

30、将实时骨骼关节处状况记录输入至公共侧时序康复模型,根据各个实时骨骼关节处状况记录带有的骨骼关节处的编号匹配公共侧时序康复模型中相应的公共侧状态数据范围区间,统计不在相应公共侧状态数据范围区间内实时内部身体状态数据的种类数量;

31、根据种类数量与异常种类数量阈值之间的大小将对应骨骼关节处标注为目标病患节点,根据目标病患节点所获得目标残疾位置组合,进而根据目标残疾位置组合找寻相应的个人侧时序康复模型,并记为目标个人侧时序康复模型;

32、根据实时骨骼关节处状况记录内的骨骼运行轨迹数据建立实时红外轨迹图,进而将目标个人侧时序康复模型与实时骨骼关节处状况记录中目标病患节点内相同种类的内部身体状态数据,以及将个人侧红外轨迹区间红外轨迹图与实时红外轨迹图进行重叠,统计各个数值之间的重合度,并生成相应的映射矩阵ψ;

33、进而根据映射矩阵ψ计算对应时间区段下的差异熵p,其中p的计算公式为:,其中t表示映射矩阵ψ内各个元素的下标数集合,表示时期,表示时期为时的差异熵,和分别表示编号为sj的骨骼关节处内第i种内部身体状态数据的重合度以及轨迹重合度,m表示集合t内的元素总数。

34、进一步的,所述护理决策模块预设有各个残疾位置组合的正常护理决策,以及预设有三个差异熵区间,所述正常护理决策包括对应残疾位置组合的个体侧时序康复模型相同时期数量的单个护理决策,进而根据差异熵所处差异熵区间,对单个护理决策的实施过程进行调整。

35、与现有技术相比,本发明的有益效果是:

36、本发明通过建立公共侧时序康复模型和个体侧时序康复模型,将残疾患者的实时内部身体状态数据以及骨骼运行轨迹数据分别输入至公共侧时序康复模型和个体侧时序康复模型获取差异熵,进而根据差异熵对残疾患者的护理决策进行调节,提高了残疾人保健护理系统泛用性的同时,提高了保健护理过程的识别准确率。


技术特征:

1.一种基于物联网的残疾人保健辅助管理系统,包括云计算平台,其特征在于,所述云计算平台通信连接有身体数据采集模块、身体时序分析模块、时序数据嵌合模块以及护理决策模块;

2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的残疾人保健辅助管理系统,其特征在于,所述内部身体状态数据和骨骼运行轨迹数据的采集过程包括:

3.根据权利要求2所述的一种基于物联网的残疾人保健辅助管理系统,其特征在于,将各个康复保健结束的残疾患者的骨骼关节处状况记录整合生成历史康复记录,所述历史康复记录包括残疾患者在康复保健期间内各个时期下各个骨骼关节处的骨骼关节处状况记录;

4.根据权利要求3所述的一种基于物联网的残疾人保健辅助管理系统,其特征在于,根据所述历史康复记录建立公共侧状态数据范围区间的过程包括:

5.根据权利要求4所述的一种基于物联网的残疾人保健辅助管理系统,其特征在于,根据历史康复记录建立个人侧状态数据范围区间的过程包括:

6.根据权利要求3所述的一种基于物联网的残疾人保健辅助管理系统,其特征在于,根据所述历史康复记录建立公共侧骨骼节点运动区间以及个人侧骨骼节点运动区的过程包括:

7.根据权利要求3所述的一种基于物联网的残疾人保健辅助管理系统,其特征在于,将骨骼关节处的全部种类公共侧状态数据范围区间标注于身体结构图像模型上相应骨骼关节处的图像位置上得到公共侧时序康复模型;

8.根据权利要求7所述的一种基于物联网的残疾人保健辅助管理系统,其特征在于,所述差异熵的获取过程包括:

9.根据权利要求8所述的一种基于物联网的残疾人保健辅助管理系统,其特征在于,所述护理决策模块预设有各个残疾位置组合的正常护理决策,以及预设有三个差异熵区间,所述正常护理决策包括对应残疾位置组合的个体侧时序康复模型相同时期数量的单个护理决策,进而根据差异熵所处差异熵区间,对单个护理决策的实施过程进行调整。


技术总结
本发明公开了一种基于物联网的残疾人保健辅助管理系统,涉及护理管理技术领域,有效的提高了保健护理过程的识别准确率。本发明通过采集残疾患者的若干项内部身体状态数据和骨骼运行轨迹数据,根据不同残疾患者的内部身体状态数据和骨骼运行轨迹数据建立公共侧时序康复模型,以及根据各个残疾患者的内部身体状态数据和骨骼运行轨迹数据生成个体侧时序康复模型,将残疾患者的不同时间节点下的实时内部身体状态数据以及骨骼运行轨迹数据分别输入至公共侧时序康复模型和个体侧时序康复模型,并获得公共侧时序康复模型与个体侧时序康复模型的输出结果之间差异熵,根据差异熵对残疾患者的护理决策进行调整。

技术研发人员:计承
受保护的技术使用者:长春大学
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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