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一种老年痴呆患者防走失护理装置

申请号 CN202311078463.5 申请日 2023-08-25 公开(公告)号 CN117770795A 公开(公告)日 2024-03-29
申请人 上海市长宁区精神卫生中心; 发明人 沈妙莉; 聂佳慧; 符争辉; 王菲; 刘仁俊; 杨慧青; 慕琍萍; 孔勇; 吉裕华; 谢晓燕; 程琦; 耿丽;
摘要 本 发明 公开了一种老年痴呆患者防走失护理装置,包括护理腰带,护理腰带的圆周外侧设置有控制组件,控制组件的一侧设置有 定位 组件,护理腰带圆周内侧设置有两组按摩护理机构,且两组按摩护理机构之间设置有与护理腰带相配合的调节扣;护理腰带的底端设置有与控制组件相配合的充气气囊,护理腰带的圆周内侧设置有两组与充气气囊相配合的3D失重 传感器 。本发明在3D失重传感器及充气气囊的配合作用下,能够利用3D失重传感器并依据预设的 算法 实时检测老年痴呆患者的 姿态 倾斜及 位置 的变化,当3D失重传感器检测到老年痴呆患者的身体出现不稳定状态时,可以立即对充气气囊进行充气,为老年痴呆患者提供稳定支持。
权利要求

1.一种老年痴呆患者防走失护理装置,包括护理腰带(1),其特征在于,所述护理腰带(1)的圆周外侧设置有控制组件(2),所述控制组件(2)的一侧设置有定位组件(7),所述护理腰带(1)圆周内侧设置有两组按摩护理机构(3),且所述两组按摩护理机构(3)之间设置有与所述护理腰带(1)相配合的调节扣(4);
所述护理腰带(1)的底端设置有与所述控制组件(2)相配合的充气气囊(5),所述护理腰带(1)的圆周内侧设置有两组与所述充气气囊(5)相配合的3D失重传感器(6)。
2.根据权利要求1所述的一种老年痴呆患者防走失护理装置,其特征在于,所述护理腰带(1)的圆周外侧均匀开设有若干散热孔(8)。
3.根据权利要求1所述的一种老年痴呆患者防走失护理装置,其特征在于,所述控制组件(2)包括设置在所述护理腰带(1)圆周外侧的控制板(201),所述控制板(201)的一侧设置有控制器(202),所述控制器(202)的底部设置有高压气瓶(203)。
4.根据权利要求1所述的一种老年痴呆患者防走失护理装置,其特征在于,所述按摩护理机构(3)包括设置在所述护理腰带(1)圆周外侧的安装座(301),所述安装座(301)的圆周内侧开设有若干齿槽(302),所述安装座(301)的内部设置有若干与所述齿槽(302)相啮合的从动齿轮(303),若干所述从动齿轮(303)之间设置有驱动齿轮(304),所述驱动齿轮(304)的圆心位置设置有转动轴(305),所述转动轴(305)的圆周外侧套设有与若干所述驱动齿轮(304)相配合的连接盘(306);
所述转动轴(305)远离所述连接盘(306)的一端与伺服电机(307)的输出端连接,且所述伺服电机(307)的底端设置有支架(308),所述支架(308)设置在所述防护壳(309)的内部,所述连接盘(306)通过连接轴(310)与若干所述从动齿轮(303)相连接。
5.根据权利要求4所述的一种老年痴呆患者防走失护理装置,其特征在于,所述转动轴(305)与所述转动轴(305)远离所述安装座(301)的一侧均设置有按摩头(311),所述按摩头(311)的内部一侧设置有滚珠(312)。
6.根据权利要求1所述的一种老年痴呆患者防走失护理装置,其特征在于,所述充气气囊(5)包括设置在内部的充气腔(501),所述充气腔(501)的顶部一侧设置有与之相配合的充气口(502),所述充气腔(501)的顶部另一侧设置有与之相配合的检测口(503);
所述充气气囊(5)的外部均匀设置有若干热压线(504),若干所述热压线(504)之间形成若干条状充气单元(505),若干所述条状充气单元(505)设置于所述充气腔(501)的底端,并且与所述充气腔(501)相连通,若干所述条状充气单元(505)均沿竖直方向设置,所述充气腔(501)的外部一侧设置有泄气口(506)。
7.根据权利要求3所述的一种老年痴呆患者防走失护理装置,其特征在于,所述定位组件(7)包括设置在所述控制器(202)一侧的警报器(701),所述警报器(701)的底部设置有定位器(702);
其中,所述定位器(702)包括定位模(7021)及电子围栏模块(7022);
所述定位模块(7021),用于利用卫星定位技术,实时追踪老年痴呆患者的位置坐标,并提供历史轨迹查询功能;
所述电子围栏模块(7022),用于对地理位置范围、时间及速度进行用户自定义配置,并为老年痴呆患者设置安全区域,限制老年痴呆患者的活动范围。
8.根据权利要求1所述的一种老年痴呆患者防走失护理装置,其特征在于,所述3D失重传感器(6)用于依据预设算法来实现对老年痴呆患者身体倾斜状态的检测;
其中,所述3D失重传感器(6)用于依据预设算法来实现对老年痴呆患者身体倾斜状态的检测包括以下步骤:
S1、将护理腰带(1)固定在老年痴呆患者的腰部位置,并调整两组3D失重传感器(6)的位置;
S2、利用3D失重传感器(6)实时采集老年痴呆患者的动态特征数据,并将动态特征数据发送至端;
S3、对动态特征数据进行预处理;
S4、从处理后的动态特征数据中提取老年痴呆患者的人体姿态特征,并对人体姿态特征进行分类;
S5、基于人体姿态特征的分类结果,判断老年痴呆患者是否处于跌倒前倾状态;
S6、若检测出老年痴呆患者出现跌倒前倾时,触发充气气囊(5)充气,并利用充气气囊(5)为老年痴呆患者提供跌倒缓冲作用。
9.根据权利要求8所述的一种老年痴呆患者防走失护理装置,其特征在于,所述从处理后的动态特征数据中提取老年痴呆患者的人体姿态特征,并对人体姿态特征进行分类包括以下步骤:
S41、利用OpenPose算法从处理后的动态特征数据中提取出人体的关键点特征;
S42、基于关键点特征获取关键点坐标,并提取出相应的人体姿态特征;
S43、利用SVM‑KNN分类模型对人体姿态特征进行分类。
10.根据权利要求9所述的一种老年痴呆患者防走失护理装置,其特征在于,所述利用SVM‑KNN分类模型对人体姿态特征进行分类包括以下步骤:
S431、获取人体姿态特征样本集,并将人体姿态特征样本集划分为正类样本集F+及负类样本集F‑;
S432、计算正类样本集F+中各样本到负类样本集F‑所有样本间的距离,得到样本矩阵T;
S433、对样本矩阵T中各行的元素重新排序,得到新的样本矩阵T1;
S434、设置相应的参数,选取新的样本矩阵T1的前K列,得到样本矩阵T2,并获取样本矩阵T2在负类样本集F‑中对应的样本,得到负类样本集F‑的边界向量集S‑;
S435、计算负类样本集F‑到正类样本集F+所有样本间的距离,并得到正类样本集F+的边界向量集S+;
S436、基于边界向量集S‑及边界向量集S+,获取边界向量集F*;
S437、将边界向量集F*作为训练样本,进行SVM训练,并完成人体姿态特征分类。

说明书全文

一种老年痴呆患者防走失护理装置

技术领域

[0001] 本发明涉及老年痴呆患者护理领域,具体来说,涉及一种老年痴呆患者防走失护理装置。

背景技术

[0003] 老年痴呆症由于患者的中枢神经系统发生病变,导致患者出现记忆障碍、认知功能障碍、语言障碍等神经精神症状,使得其容易走丢失,给患者家庭与患者本人带来不方便甚至给家庭造成巨大的痛苦与损失,此外,老年痴呆患者常见的一个严重症状是平衡困难,这是由于情况不稳定,脚步不稳或运动缓慢引起的,导致老年痴呆患者更容易跌倒,老年痴呆患者由于认知能减退,对事物的许多反应变得迟钝或降低,防范危险的能力也大幅度下降,为了有效预防老年痴呆症患者的走失或跌倒,亟需设计一种老年痴呆患者防走失护理装置。
[0004] 针对相关技术中的问题,目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

[0005] 针对现有技术的不足,本发明提供了老年痴呆患者防走失护理装置,具备防止老年痴呆患者走失的优点,进而解决老年痴呆患者走失的问题。
[0006] 为实现上述防止老年痴呆患者走失的优点,本发明采用的具体技术方案如下:
[0007] 一种老年痴呆患者防走失护理装置,包括护理腰带,护理腰带的圆周外侧设置有控制组件,控制组件的一侧设置有定位组件,护理腰带圆周内侧设置有两组按摩护理机构,且两组按摩护理机构之间设置有与护理腰带相配合的调节扣;护理腰带的底端设置有与控制组件相配合的充气气囊,护理腰带的圆周内侧设置有两组与充气气囊相配合的3D失重传感器
[0008] 进一步的,能够增加空气流通量,减小护理腰带对皮肤摩擦力温度影响,进而提高佩戴舒适度,护理腰带的圆周外侧均匀开设有若干散热孔。
[0009] 进一步的,为了当3D失重传感器检测到老年痴呆患者跌倒前倾时,高压气瓶接收到相关的指令后可以迅速充气,使充气气囊膨胀保护患者腰部,进而有效防止老年痴呆患者受伤,控制组件包括设置在护理腰带圆周外侧的控制板,控制板的一侧设置有控制器,控制器的底部设置有高压气瓶。
[0010] 进一步的,为了通过设置按摩护理机构,能够缓解老年痴呆患者腰部的肌肉疲劳和酸痛感,消除身体紧张和疼痛,由于老年痴呆患者常常因为身体不适和睡眠质量下降而产生不良情绪,通过在护理腰带处加入按摩功能,从而提高其舒适度,按摩护理机构包括设置在护理腰带圆周外侧的安装座,安装座的圆周内侧开设有若干齿槽,安装座的内部设置有若干与齿槽相啮合的从动齿轮,若干从动齿轮之间设置有驱动齿轮,驱动齿轮的圆心位置设置有转动轴,转动轴的圆周外侧套设有与若干驱动齿轮相配合的连接盘;转动轴远离连接盘的一端与伺服电机的输出端连接,且伺服电机的底端设置有支架,支架设置在防护壳的内部,连接盘通过连接轴与若干从动齿轮相连接,转动轴与转动轴远离安装座的一侧均设置有按摩头,按摩头的内部一侧设置有滚珠。
[0011] 进一步的,为了通过在充气气囊上设置若干热压线,在若干热压线之间形成多个与充气腔连通的条状充气单元,多个条状充气单元可沿长度方向向上折叠或卷绕至与护理腰带固定,并在充气后沿长度方向向下打开呈环状,将穿戴者的髋股骨包裹,其在打开后可以很好地贴合人体,对穿戴者进行有效保护,充气气囊包括设置在内部的充气腔,充气腔的顶部一侧设置有与之相配合的充气口,充气腔的顶部另一侧设置有与之相配合的检测口;充气气囊的外部均匀设置有若干热压线,若干热压线之间形成若干条状充气单元,若干条状充气单元设置于充气腔的底端,并且与充气腔相连通,若干条状充气单元均沿竖直方向设置,充气腔的外部一侧设置有泄气口。
[0012] 进一步的,定位组件包括设置在控制器一侧的警报器,警报器的底部设置有定位器;
[0013] 其中,定位器包括定位模电子围栏模块;
[0014] 所述定位模块,用于利用卫星定位技术,实时追踪老年痴呆患者的位置坐标,并提供历史轨迹查询功能;
[0015] 所述电子围栏模块,用于对地理位置范围、时间及速度进行用户自定义配置,并为老年痴呆患者设置安全区域,限制老年痴呆患者的活动范围。
[0016] 进一步的,3D失重传感器用于依据预设算法来实现对老年痴呆患者身体倾斜状态的检测;
[0017] 其中,3D失重传感器用于依据预设算法来实现对老年痴呆患者身体倾斜状态的检测包括以下步骤:
[0018] S1、将护理腰带固定在老年痴呆患者的腰部位置,并调整两组3D失重传感器的位置;
[0019] S2、利用3D失重传感器实时采集老年痴呆患者的动态特征数据,并将动态特征数据发送至端;
[0020] S3、对动态特征数据进行预处理;
[0021] S4、从处理后的动态特征数据中提取老年痴呆患者的人体姿态特征,并对人体姿态特征进行分类;
[0022] S5、基于人体姿态特征的分类结果,判断老年痴呆患者是否处于跌倒前倾状态;
[0023] S6、若检测出老年痴呆患者出现跌倒前倾时,触发充气气囊充气,并利用充气气囊为老年痴呆患者提供跌倒缓冲作用。
[0024] 进一步的,所述从处理后的动态特征数据中提取老年痴呆患者的人体姿态特征,并对人体姿态特征进行分类包括以下步骤:
[0025] S41、利用OpenPose算法从处理后的动态特征数据中提取出人体的关键点特征;
[0026] S42、基于关键点特征获取关键点坐标,并提取出相应的人体姿态特征;
[0027] S43、利用SVM‑KNN分类模型对人体姿态特征进行分类。
[0028] 进一步的,所述利用SVM‑KNN分类模型对人体姿态特征进行分类包括以下步骤:
[0029] S431、获取人体姿态特征样本集,并将人体姿态特征样本集划分为正类样本集F+及负类样本集F‑;
[0030] S432、计算正类样本集F+中各样本到负类样本集F‑所有样本间的距离,得到样本矩阵T;
[0031] S433、对样本矩阵T中各行的元素重新排序,得到新的样本矩阵T1;
[0032] S434、设置相应的参数,选取新的样本矩阵T1的前K列,得到样本矩阵T2,并获取样本矩阵T2在负类样本集F‑中对应的样本,得到负类样本集F‑的边界向量集S‑;
[0033] S435、计算负类样本集F‑到正类样本集F+所有样本间的距离,并得到正类样本集F+的边界向量集S+;
[0034] S436、基于边界向量集S‑及边界向量集S+,获取边界向量集F*;
[0035] S437、将边界向量集F*作为训练样本,进行SVM训练,并完成人体姿态特征分类。
[0036] 与现有技术相比,本发明提供了老年痴呆患者防走失护理装置,具备以下有益效果:
[0037] (1)本发明在3D失重传感器及充气气囊的配合作用下,能够利用3D失重传感器并依据预设的算法实时检测老年痴呆患者的姿态倾斜及位置的变化,当3D失重传感器检测到老年痴呆患者的身体出现不稳定状态时,可以立即对充气气囊进行充气,为老年痴呆患者提供稳定支持,当老年痴呆患者摔倒时有效提供缓冲作用,从而可以降低意外伤害的险,增加老年痴呆患者的安全性及保护性。
[0038] (2)本发明通过设置按摩护理机构,能够缓解老年痴呆患者腰部的肌肉疲劳和酸痛感,消除身体紧张和疼痛,由于老年痴呆患者常常因为身体不适和睡眠质量下降而产生不良情绪,通过在护理腰带处加入按摩功能,从而提高其舒适度,其次,长期卧床的老年痴呆患者可能会出现静脉血栓形成和深静脉血栓等风险,通过按摩功能,可以刺激血液循环,有效地预防和减少出现这些并发症的机会,为老年痴呆患者提供良好的护理效果。
[0039] (3)本发明在定位组件的作用下,能够帮助护理人员及家属快速定位老年痴呆患者的位置,并采取相应的处理措施,防止老年痴呆患者陷入危险之中,同时,能够极大程度地减少老年痴呆患者走失风险,并且可以通过监测和跟踪老年痴呆患者的行为轨迹和移动路径,有效预测和规避其可能出现的不安全行为,为老年痴呆患者的安全管理提供了可靠保障。附图说明
[0040] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0041] 图1是根据本发明实施例的老年痴呆患者防走失护理装置的结构示意图;
[0042] 图2是图1中A处的局部放大图;
[0043] 图3是根据本发明实施例的老年痴呆患者防走失护理装置中护理腰带与充气气囊的结构示意图;
[0044] 图4是根据本发明实施例的老年痴呆患者防走失护理装置中充气气囊的结构示意图;
[0045] 图5是根据本发明实施例的老年痴呆患者防走失护理装置中充气气囊打开状态时的示意图;
[0046] 图6是根据本发明实施例的老年痴呆患者防走失护理装置中按摩护理机构的结构示意图;
[0047] 图7是根据本发明实施例的老年痴呆患者防走失护理装置中按摩护理机构的剖视图;
[0048] 图8是根据本发明实施例的老年痴呆患者防走失护理装置中按摩护理机构另一度的剖视图;
[0049] 图9是根据本发明实施例的老年痴呆患者防走失护理装置中定位组件的结构示意图;
[0050] 图10是根据本发明实施例的利用3D失重传感器并依据预设算法对老年痴呆患者身体倾斜状态的检测流程图
[0051] 图中:
[0052] 1、护理腰带;2、控制组件;201、控制板;202、控制器;203、高压气瓶;3、按摩护理机构;301、安装座;302、齿槽;303、从动齿轮;304、驱动齿轮;305、转动轴;306、连接盘;307、伺服电机;308、支架;309、防护壳;310、连接轴;311、按摩头;312、滚珠;4、调节扣;5、充气气囊;501、充气腔;502、充气口;503、检测口;504、热压线;505、条状充气单元;506、泄气口;6、3D失重传感器;7、定位组件;701、警报器;702、定位器;7021、定位模块;7022、电子围栏模块;8、散热孔。

具体实施方式

[0053] 为进一步说明各实施例,本发明提供有附图,这些附图为本发明揭露内容的一部分,其主要用以说明实施例,并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理,配合参考这些内容,本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点,图中的组件并未按比例绘制,而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
[0054] 根据本发明的实施例,提供了一种老年痴呆患者防走失护理装置。
[0055] 现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明,如图1‑图9所示,根据本发明实施例的老年痴呆患者防走失护理装置,包括护理腰带1,护理腰带1的圆周外侧设置有控制组件2,控制组件2的一侧设置有定位组件7,护理腰带1圆周内侧设置有两组按摩护理机构3,且两组按摩护理机构3之间设置有与护理腰带1相配合的调节扣4;护理腰带1的底端设置有与控制组件2相配合的充气气囊5,护理腰带1的圆周内侧设置有两组与充气气囊5相配合的3D失重传感器6。
[0056] 借助于上述方案,本发明在3D失重传感器6及充气气囊5的配合作用下,能够利用3D失重传感器6并依据预设的算法实时检测老年痴呆患者的姿态倾斜及位置的变化,当3D失重传感器6检测到老年痴呆患者的身体出现不稳定状态时,可以立即对充气气囊5进行充气,为老年痴呆患者提供稳定支持,当老年痴呆患者摔倒时有效提供缓冲作用,从而可以降低意外伤害的风险,增加老年痴呆患者的安全性及保护性。
[0057] 在一个实施例中,对于上述护理腰带1来说,护理腰带1的圆周外侧均匀开设有若干散热孔8,从而能够增加空气流通量,减小护理腰带1对皮肤的摩擦力和温度影响,进而提高佩戴舒适度。
[0058] 在一个实施例中,对于上述控制组件2来说,控制组件2包括设置在护理腰带1圆周外侧的控制板201,控制板201的一侧设置有控制器202,控制器202的底部设置有高压气瓶203,高压气瓶203与充气气囊5通过管路连接,且高压气瓶203出口处设置有与控制板201电连接的电磁,从而当3D失重传感器6检测到老年痴呆患者跌倒前倾时,高压气瓶203接收到相关的指令后可以迅速充气,使充气气囊5膨胀保护患者腰部,进而有效防止老年痴呆患者受伤。此外,在实际应用中,控制器202与高压气瓶203相连接,并且当高压气瓶203开启时,会通过控制器202(控制器202由数据显示屏及按键组成)传输至通信模块,以通知老年痴呆患者家属。
[0059] 在一个实施例中,对于上述按摩护理机构3来说,按摩护理机构3包括设置在护理腰带1圆周外侧的安装座301,安装座301的圆周内侧开设有若干齿槽302,安装座301的内部设置有若干与齿槽302相啮合的从动齿轮303,若干从动齿轮303之间设置有驱动齿轮304,驱动齿轮304的圆心位置设置有转动轴305,转动轴305的圆周外侧套设有与若干驱动齿轮304相配合的连接盘306,转动轴305远离连接盘306的一端与伺服电机307的输出端连接,且伺服电机307的底端设置有支架308,支架308设置在防护壳309的内部,连接盘306通过连接轴310与若干从动齿轮303相连接,转动轴305与转动轴305远离安装座301的一侧均设置有按摩头311,按摩头311的内部一侧设置有滚珠312,从而通过设置按摩护理机构3,能够缓解老年痴呆患者腰部的肌肉疲劳和酸痛感,消除身体紧张和疼痛,由于老年痴呆患者常常因为身体不适和睡眠质量下降而产生不良情绪,通过在护理腰带处加入按摩功能,从而提高其舒适度。
[0060] 按摩护理机构3具体的工作原理如下:通过控制器202(内含PLC控制器)启动伺服电机307,由伺服电机307的输出轴带动转动轴305转动,并通过转动轴305带动与之相连接的按摩头311进行转动,同时通过转动轴305带动驱动齿轮304进行转动,在齿槽302与若干从动齿轮303的配合作用下,使得驱动齿轮304带动多组从动齿轮303及连接盘306的运动,通过从动齿轮303带动连接轴310的运动,从而实现与连接轴310相连接的按摩头311的运动,按摩头311在运动的过程中能够使得滚珠312在其内部运动,进而实现对老年痴呆患者腰部的按摩效果。
[0061] 在一个实施例中,对于上述充气气囊5来说,充气气囊5包括设置在内部的充气腔501,充气腔501的顶部一侧设置有与之相配合的充气口502,充气腔501的顶部另一侧设置有与之相配合的检测口503;充气气囊5的外部均匀设置有若干热压线504,若干热压线504之间形成若干条状充气单元505,若干条状充气单元505设置于充气腔501的底端,并且与充气腔501相连通,若干条状充气单元505均沿竖直方向设置,充气腔501的外部一侧设置有泄气口506,从而通过在充气气囊5上设置若干热压线504,在若干热压线504之间形成多个与充气腔501连通的条状充气单元505,多个条状充气单元505可沿长度方向向上折叠或卷绕至与护理腰带1固定,并在充气后沿长度方向向下打开呈环状,将穿戴者的髋股骨包裹,其在打开后可以很好地贴合人体,对穿戴者进行有效保护。
[0062] 此外,在实际应用中,当3D失重传感器6检测到人体姿态发生异常时,控制器202会向电磁阀发送信号,控制电磁阀打开,高压气瓶203内的压缩气体会迅速流入充气气囊5内部,使充气气囊5迅速充气高压气瓶从而使得充气气囊5整体膨胀迅速形成支撑保护结构,通过反作用力使老年痴呆患者摔倒所受到的冲击得以缓解和减轻,从而达到防止老年痴呆患者受伤的目的。该充气气囊5为现有技术,在此不做过多阐述。
[0063] 在一个实施例中,定位组件7包括设置在控制器202一侧的警报器701,警报器701的底部设置有定位器702。
[0064] 其中,定位器702包括定位模块7021及电子围栏模块7022。
[0065] 所述定位模块7021,用于利用卫星定位技术,实时追踪老年痴呆患者的位置坐标,并提供历史轨迹查询功能。
[0066] 具体的,该定位器702内置了高精度的GPS芯片,可以精确地获取老年痴呆患者的位置信息。同时,由于信号覆盖和采集的缘故,此类产品在使用过程中需要积累大量数据来提高定位精度和速度,定位模块7021采用无线通信技术,将老年痴呆患者的位置信息上传到云端服务器,实现实时监控功能。通过云端存储可以便捷查询历史轨迹记录,家属通过手机APP端等应用软件可以实时查看老年痴呆患者的位置信息,并通过地图显示轨迹变化情况、时间耗费、步数计算等关键数据。
[0067] 所述电子围栏模块7022,用于对地理位置范围、时间及速度进行用户自定义配置,并为老年痴呆患者设置安全区域,限制老年痴呆患者的活动范围。
[0068] 具体的,通过电脑或手机等设备,家属可以自定义设置老年痴呆患者的安全区域范围,以保证病人不会外出或走失。同时,还可以根据需要设立禁止地点,将电子围栏恰当配置在住宅区、公园、医院、社区活动中心等重要场所,一旦老年痴呆患者超出了规定的活动范围或准入时间,系统会自动触发报警功能,并且向应急联系人发送提醒短信和通知信息。
[0069] 如图10所示,在一个实施例中,3D失重传感器6用于依据预设算法来实现对老年痴呆患者身体倾斜状态的检测。
[0070] 其中,3D失重传感器6用于依据预设算法来实现对老年痴呆患者身体倾斜状态的检测包括以下步骤:
[0071] S1、将护理腰带1固定在老年痴呆患者的腰部位置,并调整两组3D失重传感器6的位置;
[0072] S2、利用3D失重传感器6实时采集老年痴呆患者的动态特征数据,并将动态特征数据发送至云端;
[0073] S3、对动态特征数据进行预处理。
[0074] 具体的,在对动态特征数据采集的过程中会受到噪声污染,需要进行去噪或降噪。例如使用滤波器去除高频噪声和低频噪声、幅度阈值有效地过滤噪音数据点。
[0075] S4、从处理后的动态特征数据中提取老年痴呆患者的人体姿态特征,并对人体姿态特征进行分类;
[0076] S5、基于人体姿态特征的分类结果,判断老年痴呆患者是否处于跌倒前倾状态;
[0077] S6、若检测出老年痴呆患者出现跌倒前倾时,触发充气气囊5充气,并利用充气气囊5为老年痴呆患者提供跌倒缓冲作用。
[0078] 在一个实施例中,所述从处理后的动态特征数据中提取老年痴呆患者的人体姿态特征,并对人体姿态特征进行分类包括以下步骤:
[0079] S41、利用OpenPose算法从处理后的动态特征数据中提取出人体的关键点特征。
[0080] 具体的,OpenPose算法是一种基于深度学习计算机视觉技术的实时多人2D和3D姿态估计框架,其主要原理如下:
[0081] 首先从多个信道(如RGB)中综合提取丰富的信息特征,包括图像亮度、色彩、梯度、纹理;建立多重神经网络模型,通过训练大量标记后的人体特征数据集,高精度地将图像中的关键点与人体各部位进行匹配,包括头、手臂、腿等;为了保证识别结果的准确性和鲁棒性,在关节点识别完成后,底层算法采用一系列参数调整、约束优化的方法进行修正和校准,即通过消除不连续或者不符合解剖学规律的节点位置;由于算法精度较高、耗时短、支持多种多样的应用场景,OpenPose算法可在GPU上实现快速计算,输出可视化结果。
[0082] S42、基于关键点特征获取关键点坐标,并提取出相应的人体姿态特征;
[0083] S43、利用SVM‑KNN分类模型对人体姿态特征进行分类。
[0084] 在一个实施例中,所述利用SVM‑KNN分类模型对人体姿态特征进行分类包括以下步骤:
[0085] S431、获取人体姿态特征样本集,并将人体姿态特征样本集划分为正类样本集F+及负类样本集F‑;
[0086] S432、计算正类样本集F+中各样本到负类样本集F‑所有样本间的距离,得到样本矩阵T;
[0087] S433、对样本矩阵T中各行的元素重新排序,得到新的样本矩阵T1;
[0088] S434、设置相应的参数,选取新的样本矩阵T1的前K列,得到样本矩阵T2,并获取样本矩阵T2在负类样本集F‑中对应的样本,得到负类样本集F‑的边界向量集S‑;
[0089] S435、计算负类样本集F‑到正类样本集F+所有样本间的距离,并得到正类样本集F+的边界向量集S+;
[0090] S436、基于边界向量集S‑及边界向量集S+,获取边界向量集F*;
[0091] S437、将边界向量集F*作为训练样本,进行SVM训练,并完成人体姿态特征分类。
[0092] 具体的,SVM‑KNN分类模型是通过结合支持向量机(SVM)和最近邻算法(KNN)两种算法的优势,进行分类任务,其原理如下:
[0093] SVM分类算法:支持向量机是一种二分类模型,将多维空间中的数据通过分界线划分为两个类别,并最大化不同分类之间的间隔。SVM算法具有高精度和较好的泛化能力等优点。
[0094] KNN分类算法:最近邻算法是一种非参数算法,也是一个分类算法。对于给定的样本,KNN会先找到其在特征空间中最近的K个样本作为参考,然后根据参考点的类别进行分类预测。
[0095] SVM‑KNN分类模型:该模型首先使用SVM算法将数据集划分为两个类别,然后使用KNN算法对数据进行进一步分类或调整分类结果,以达到更好的分类效果并降低错误率。在此过程中,SVM和KNN的各项参数需要进行优化、测试和评估,如核函数选择、负类惩罚因子、正样本阈值、特征向量权重和相关系数等。
[0096] 为了方便理解本发明的上述技术方案,以下就本发明在实际过程中的工作原理或者操作方式进行详细说明。
[0097] 在实际应用时,首先将3D失重传感器安装至护理腰带1的内侧,并将护理腰带1固定在老年痴呆患者的腰部位置,在按摩护理机构3(按摩护理机构3的工作原理如上文所示)的作用下,能够缓解老年痴呆患者腰部的肌肉疲劳和酸痛感,消除身体紧张和疼痛,当老年痴呆患者外出时,能够利用3D失重传感器6并依据预设的算法实时对老年痴呆患者的动作行为进行监测,当检测老年痴呆患者为跌倒前倾状态时,高压气瓶203及时开始工作,控制充气气囊5(充气气囊5的工作原理如上文所示)充气,使充气气囊5整体膨胀迅速形成支撑保护结构,通过反作用力使老年痴呆患者摔倒所受到的冲击得以缓解和减轻,当充气气囊5为打开状态时,会通过控制器202将信号传输至通信模块,以通知老年痴呆患者家属,并且能够通过报警器701以获取路人帮助,同时在定位组件7的作用下,能够帮助家属快速定位老年痴呆患者的位置。
[0098] 综上所述,借助于本发明的上述技术方案,本发明在3D失重传感器6及充气气囊5的配合作用下,能够利用3D失重传感器6并依据预设的算法实时检测老年痴呆患者的姿态倾斜及位置的变化,当3D失重传感器6检测到老年痴呆患者的身体出现不稳定状态时,可以立即对充气气囊5进行充气,为老年痴呆患者提供稳定支持,当老年痴呆患者摔倒时有效提供缓冲作用,从而可以降低意外伤害的风险,增加老年痴呆患者的安全性及保护性。
[0099] 本发明通过设置按摩护理机构3,能够缓解老年痴呆患者腰部的肌肉疲劳和酸痛感,消除身体紧张和疼痛,由于老年痴呆患者常常因为身体不适和睡眠质量下降而产生不良情绪,通过在护理腰带处加入按摩功能,从而提高其舒适度,其次,长期卧床的老年痴呆患者可能会出现静脉血栓形成和深静脉血栓等风险,通过按摩功能,可以刺激血液循环,有效地预防和减少出现这些并发症的机会,为老年痴呆患者提供良好的护理效果。
[0100] 本发明在定位组件7的作用下,能够帮助护理人员及家属快速定位老年痴呆患者的位置,并采取相应的处理措施,防止老年痴呆患者陷入危险之中,同时,能够极大程度地减少老年痴呆患者走失风险,并且可以通过监测和跟踪老年痴呆患者的行为轨迹和移动路径,有效预测和规避其可能出现的不安全行为,为老年痴呆患者的安全管理提供了可靠保障。
[0101] 在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0102] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
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