一种基于行为模型的机器人辅助造口康复系统

本发明属于机器人领域，具体涉及一种基于行为模型的机器人辅助造口康复系统。

背景技术：

1、结直肠癌作为全球范围内发病率第三、致死率第二的常见恶性肿瘤，外科手术仍是其主要治疗手段，而造口手术在根治性切除术及保护性临时造口中扮演着关键角色。随着手术适应症范围的持续扩大及患者生存率的不断提升，全球结直肠造口患者总数已达约100至200万人，术后长期居家康复逐渐成为该类患者医疗管理的重要组成部分。

2、然而，造口护理操作具有高度专业性与持续性特征，患者在居家康复过程中需要频繁执行造口袋更换、皮肤护理及并发症预防等一系列专业性较强的护理行为。现有医疗护理体系主要依托院内出院准备教育及阶段性复诊管理，通过标准化护理培训与基础操作指导帮助患者过渡到居家环境。虽已逐步引入专科护士门诊、线上随访及移动健康工具等延伸服务，但整体仍呈现单点式、碎片化支持特征，服务内容多集中于基础护理指导与问题响应，缺乏覆盖长期康复全过程的系统化连续管理机制。

3、这种碎片化的支持模式直接导致患者在居家康复过程中面临护理行为难以持续的技术瓶颈。受限于专业指导的间歇性，患者在执行复杂护理操作时缺乏即时反馈与行为强化机制，护理操作的正确性与规范性难以得到保障，进而引发护理风险升高、自我效能感下降及康复依从性降低等一系列连锁反应，严重影响居家康复质量与患者长期预后。

技术实现思路

1、本技术实施例在于提供一种基于行为模型的机器人辅助造口康复系统，旨在克服现有技术中结直肠造口患者居家康复过程中护理操作复杂、专业知识门槛高、情绪与隐私压力大以及家庭照护负担重的问题，或者至少部分地解决上述问题。

2、本技术实施例第一方面提供一种基于行为模型的机器人辅助造口康复系统，包括：

3、行为模型驱动模块，用于获取结直肠造口患者的康复行为数据，并根据福格行为模型的行为驱动要素，对所述康复行为数据进行行为动机分析、行为能力分析和行为提示分析，得到行为驱动分析结果；其中，所述福格行为模型的行为驱动要素包括动机要素、能力要素和提示要素；

4、护理辅助机器人，包括机器人本体、设置于所述机器人本体上的多模态感知单元、护理操作执行单元、人机交互单元以及机器人控制单元；所述多模态感知单元用于采集患者的生理状态数据、造口区域状态数据以及环境数据；所述护理操作执行单元用于在所述行为驱动分析结果的指导下，辅助患者执行造口护理操作；所述人机交互单元用于提供语音交互、视觉交互和触觉交互中的至少一种；所述机器人控制单元用于根据所述行为驱动分析结果，控制所述护理操作执行单元的操作模式和所述人机交互单元的交互策略；

5、居家康复应用程序，运行于移动终端，用于提供护理指导模块、健康记录模块、异常预警模块和情绪支持模块；所述护理指导模块用于根据患者的康复阶段和造口类型，提供分步骤的护理操作指导；所述健康记录模块用于记录患者的护理操作数据、生理指标数据、饮食记录数据和情绪状态数据；所述异常预警模块用于根据所述多模态感知单元采集的数据和所述健康记录模块记录的数据，进行造口异常识别和风险预警；所述情绪支持模块用于根据患者的情绪状态数据，提供情绪疏导内容和陪伴交互内容；

6、其中，所述护理辅助机器人与所述居家康复应用程序通过无线通信方式进行数据交互和功能协同，共同构建面向结直肠造口患者居家康复场景的行为支持系统。

7、在一种可选的实施方式中，所述行为模型驱动模块进一步包括：

8、行为动机分析子模块，用于分析患者的康复意愿强度、康复目标清晰度和康复动机来源，并根据分析结果生成行为动机评分；

9、行为能力分析子模块，用于分析患者的护理操作技能水平、自我管理能力水平和知识掌握程度，并根据分析结果生成行为能力评分；

10、行为提示分析子模块，用于分析环境提示因素、社会提示因素和系统提示因素，并根据分析结果生成行为提示评分；

11、行为驱动分析结果生成单元，用于根据所述行为动机评分、所述行为能力评分和所述行为提示评分，生成综合的行为驱动分析结果，并输出至所述机器人控制单元和所述居家康复应用程序。

12、在一种可选的实施方式中，所述多模态感知单元包括：

13、图像采集模块，用于采集造口区域的可见光图像和近红外图像，以识别造口周围皮肤状态、造口袋贴合状态和渗漏情况；

14、气味传感模块，用于采集造口气味数据，以识别造口分泌物的异常状态；

15、温湿度传感模块，用于采集造口区域的皮肤温湿度数据，以辅助判断皮肤状况；

16、压力传感模块，用于采集造口袋与皮肤之间的压力分布数据，以评估造口袋的贴合紧度；

17、生命体征传感模块，用于采集患者的心率、呼吸频率和体温数据，以监测患者的整体生理状态。

18、在一种可选的实施方式中，所述护理操作执行单元包括：

19、造口袋更换辅助组件，用于在造口袋更换过程中，提供位置引导、角度提示和力度提醒，以辅助患者准确完成造口袋更换操作；

20、皮肤清洁辅助组件，用于在皮肤清洁过程中，提供清洁温度提示、清洁区域提醒和清洁力度指导，以辅助患者正确进行皮肤护理；

21、护肤膏涂抹辅助组件，用于在护肤膏涂抹过程中，提供涂抹量控制、涂抹区域指引和涂抹均匀度检测，以辅助患者均匀涂抹护肤膏；

22、造口检查辅助组件，用于在造口检查过程中，提供检查部位照明、检查视角调整和检查结果记录，以辅助患者完成日常造口检查。

23、在一种可选的实施方式中，所述人机交互单元包括：

24、语音交互模块，用于接收患者的语音指令并进行语音识别，以及向患者输出语音提示和语音陪伴内容；其中，所述语音交互模块支持方言识别和自然语言理解，以适应不同地区患者的语音交互需求；

25、视觉交互模块，包括设置于所述机器人本体上的显示屏，用于向患者展示护理操作视频、康复进度图表和情绪支持内容；

26、触觉交互模块，用于在护理操作过程中，提供触觉反馈以提示操作位置、操作力度和操作时机。

27、在一种可选的实施方式中，所述机器人控制单元包括：

28、行为识别模块，用于根据所述多模态感知单元采集的数据，识别患者的当前护理操作阶段和操作意图；

29、任务规划模块，用于根据所述行为驱动分析结果和所述行为识别模块的识别结果，生成护理操作任务规划；

30、动作控制模块，用于根据所述任务规划，控制所述护理操作执行单元完成相应的护理操作动作；

31、交互策略调整模块，用于根据所述行为驱动分析结果，调整所述人机交互单元的交互策略，以提供符合患者当前行为状态的交互内容。

32、在一种可选的实施方式中，所述护理指导模块进一步包括：

33、康复阶段判定单元，用于根据患者的术后时间、恢复情况和护理操作熟练度，判定患者的当前康复阶段；

34、分步骤指导生成单元，用于根据所述当前康复阶段和当前的护理操作类型，生成包含多个操作步骤的分步骤护理指导；

35、操作演示模块，用于通过视频演示、动画演示和语音讲解中的至少一种方式，展示每个操作步骤的执行方法；

36、操作确认模块，用于接收患者的操作确认信息，并记录患者的操作完成情况。

37、在一种可选的实施方式中，所述异常预警模块进一步包括：

38、造口异常识别单元，用于根据所述图像采集模块采集的图像数据，进行造口周围皮肤异常识别、造口形态异常识别和渗漏异常识别；

39、风险等级评估单元，用于根据所述造口异常识别单元的识别结果和患者的病史数据，评估异常的风险等级；

40、预警信息生成单元，用于根据所述风险等级评估单元的评估结果，生成包含预警级别、预警原因和处理建议的预警信息；

41、预警信息推送单元，用于将所述预警信息通过所述居家康复应用程序推送至患者和绑定的家庭照护者，并根据所述预警级别选择推送方式。

42、在一种可选的实施方式中，所述情绪支持模块进一步包括：

43、情绪状态识别单元，用于根据患者的语音语调、交互内容和生理数据，识别患者的当前情绪状态；

44、情绪档案建立单元，用于根据患者的情绪状态数据，建立并更新患者的情绪档案；

45、情绪支持内容推荐单元，用于根据所述情绪档案和患者的当前情绪状态，从情绪支持内容库中推荐适合的情绪支持内容；其中，所述情绪支持内容库包括正向引导内容、放松训练内容、分享交流内容和专业咨询入口；

46、陪伴交互生成单元，用于根据患者的交互需求，生成陪伴交互内容，以提供持续的情绪陪伴支持。

47、在一种可选的实施方式中，所述居家康复应用程序还包括：

48、家庭照护者协同模块，用于建立患者与家庭照护者之间的协同照护关系，并向所述家庭照护者推送护理任务提醒、异常预警信息和护理操作指导；

49、随访管理模块，用于根据患者的康复计划，制定并管理随访计划，并在随访时间到达时，提醒患者进行复诊和向医护人员提交康复数据；

50、社区互动模块，用于建立同类型造口患者之间的交流社区，以提供经验分享、相互支持和信息共享的平台。

51、在一种可选的实施方式中，所述护理辅助机器人与所述居家康复应用程序之间的数据交互包括：

52、实时数据同步，用于将所述多模态感知单元采集的实时数据同步至所述居家康复应用程序的健康记录模块；

53、任务指令下发，用于将所述居家康复应用程序生成的护理任务指令下发至所述护理辅助机器人的机器人控制单元；

54、预警信息传递，用于将所述异常预警模块生成的预警信息传递至所述护理辅助机器人的人机交互单元，以通过语音或视觉方式向患者进行预警提示；

55、情绪支持联动，用于在所述情绪支持模块识别到患者存在情绪支持需求时，联动所述护理辅助机器人提供相应的陪伴交互内容。

56、在一种可选的实施方式中，所述行为模型驱动模块还用于根据患者的长期行为数据，进行行为模式分析和行为趋势预测，以生成行为干预建议；所述行为干预建议包括增加行为提示频率、简化护理操作流程和提供技能培训内容中的至少一种。

57、与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

58、本技术提供的基于行为模型的机器人辅助造口康复系统，通过引入福格行为模型的行为分析框架，将患者的康复行为分解为动机要素、能力要素和提示要素进行综合分析，实现了基于行为科学的康复行为驱动支持，能够更有效地促进患者的自我护理行为形成和持续；

59、通过护理辅助机器人的多模态感知单元和护理操作执行单元，将复杂的造口护理操作转化为可引导、可辅助、可提醒的标准化操作流程，降低了护理操作的专业门槛，提升了患者的护理操作准确性和安全性；

60、通过居家康复应用程序的护理指导模块、健康记录模块、异常预警模块和情绪支持模块，构建了覆盖居家康复全过程的数字化支持体系，实现了护理操作的即时指导、健康状态的持续记录、异常情况的及时预警和情绪状态的持续关注；

61、通过护理辅助机器人与居家康复应用程序的协同联动，构建了连续性的人机协同照护流程，机器人提供面对面的护理辅助和陪伴交互，应用程序提供随时可用的护理指导和健康管理，形成了互补的康复支持模式，有效缓解了家庭照护者的照护压力；

62、通过情绪支持模块的持续情绪状态识别和情绪支持内容推荐，以及护理辅助机器人的陪伴交互功能，构建了针对造口患者心理状态的持续支持机制，有助于缓解患者的情绪压力和心理负担，改善患者的心理健康状态。