[发明专利]一种医用夹板患处不同动作的智能识别方法

说明书

本发明公开了一种医用夹板患处不同动作的智能识别方法，包括步骤：1)设计压力检测装置；2)采集压力信号、传输与存储；3)压力信号标准化；4)对采集的三通道信号进行RGB转换；5)构建并训练深度学习模型；6)检测、转换、输入新数据并得到识别结果；7)统计、输出结果及预警。本发明采用三个气垫和相应三个压力传感器，设计可以动态检测患处不同位置压力的医用夹板，通过运用深度学习方法对压力变化进行分析，从而能够快速、准确、自动地识别夹板松紧度变化及患处不同类型的动作。

技术领域

本发明涉及医学生理信号检测与分析的技术领域，尤其是指一种医用夹板患处不同动作的智能识别方法。

背景技术

对骨折患者进行治疗时，需要对骨折处进行固定，通常使用固定夹板。现有的医用固定板，骨折患者佩戴时间一般都比较长，夹板会发生移动、松动或过紧情况，但骨折患者很难做出准确判断，医生也无法实时监控或及时获知患处夹板的松紧变化，往往导致骨折患者的恢复进度延缓，甚至会加深骨折病人的创伤程度(如错位、红肿发炎)，增加患者的痛苦与经济负担。

此外，骨折患者在康复治疗过程中，临床医生通常会要求其每天做一定量的有规律的训练动作(如：握松拳、局部伸展)，禁止做一些不利于康复的动作(如旋腕，大幅度运动)，主治医生迫切需要及时获知患者的状况，以便及时干预并给予指导。

目前临床广泛使用的这种夹板固定术，在以下方面存在重要不足：

(1)夹板固定、松紧完全凭借医生的个人经验，无统一的标准；

(2)患者在康复期间，夹板出现松动或过紧、错位时，患者往往疏忽或发现不及时，待感觉异常时，往往为时已晚；

(3)患者康复阶段，主治医生无法及时获知患者的康复状况与动态，是否按照医嘱进行必须的康复运动，避免有损康复的运动，主治医生或家人不能进行适当的指导与帮助。

因此，研制一种实时、精确地检测患处压力的装置，准确识别患者动作、及时预警，对实现患者康复状况的实时监测与干预治疗，具有十分重要的意义与临床应用价值。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提出了一种医用夹板患处不同动作的智能识别方法，该方法基于深度学习，通过检测患处的压力及其变化，能快速、准确地识别夹板松紧度变化及患处不同类型的动作。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种医用夹板患处不同动作的智能识别方法，包括以下步骤：

1)设计能够动态检测患处不同位置压力的医用夹板压力检测装置，所述医用夹板压力检测装置包括夹板、单片机及其外围系统、三个压力气垫、三个压力传感器、三根连接管，所述三个压力传感器和单片机相连，所述三个压力气垫内置于夹板内，并分布于夹板的上、下和侧面，且每个压力气垫通过连接管分别对应连接一个传感器，通过对压力变化进行分析，自动识别患处不同动作；

2)模拟患者患处的不同类型动作，利用单片机采集不同动作产生的压力信号，并传输到处理端存储，包括以下步骤：

2.1)佩带夹板于手腕患处，模拟患者患处的不同类型动作；

2.2)采集握松拳、局部伸展、抬腕、压腕、旋腕这些不同动作，利用单片机采集压力信号，并传输到处理端存储，其中假定采集的三个通道压力信号分别用P_R，P_G和P_B表示；

3)将三个通道压力信号标准化到0-255范围；其中的标准化是通过公式转换实现，运用如下公式：

式中，P_N、P、P_min和P_max分别表示标准化后的压力信号、原压力信号及其最小值、最大值；