一种基于逻辑树和多层级策略的孤独症儿童数字康复干预系统

文档序号:1923629 发布日期:2021-12-03 浏览:20次 >En<

阅读说明:本技术 一种基于逻辑树和多层级策略的孤独症儿童数字康复干预系统 (Autism child digital rehabilitation intervention system based on logic tree and multi-level strategy ) 是由 程建宏 王碧君 宋华俐 于 2021-08-30 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种基于逻辑树和多层级策略的孤独症儿童数字康复干预系统,所述系统包括:数据采集模块、数字康复认知功能评估模块、数字康复干预计划生成模块、数字康复数据库模块、数字康复干预训练模块、数字康复干预报告模块。该系统充分地考虑了孤独症儿童的特点及其在不同认知领域的优势领域和弱势领域,为孤独症儿童提供多层级的、具有逻辑树结构的最短路径干预计划。该干预计划具有精准、独特设计以及最短路径等特点,数字康复干预效果更佳。该系统是通过线上的方式对孤独症儿童进行干预训练,干预成本大大降低,它是对孤独症儿童在专业理疗师的指导下进行线下干预的有益补充,且能节省大量的干预成本。(The invention discloses an autism children digital rehabilitation intervention system based on a logic tree and a multi-level strategy, which comprises: the digital rehabilitation cognitive function evaluation system comprises a data acquisition module, a digital rehabilitation cognitive function evaluation module, a digital rehabilitation intervention plan generation module, a digital rehabilitation database module, a digital rehabilitation intervention training module and a digital rehabilitation intervention reporting module. The system fully considers the characteristics of the autistic children and the advantages and weaknesses of the autistic children in different cognitive fields, and provides a multi-level shortest path intervention plan with a logic tree structure for the autistic children. The intervention plan has the characteristics of accuracy, unique design, shortest path and the like, and the digital rehabilitation intervention effect is better. The system carries out intervention training on the autism children in an online mode, the intervention cost is greatly reduced, the system is beneficial supplement for offline intervention of the autism children under the guidance of professional physiotherapists, and a large amount of intervention cost can be saved.)

一种基于逻辑树和多层级策略的孤独症儿童数字康复干预 系统

技术领域

本发明涉及孤独症儿童治疗技术领域,尤其涉及一种基于逻辑树和多层级策略的孤独症儿童数字康复干预系统。

背景技术

公开该

背景技术

部分的信息旨在增加对本发明总体背景的理解,而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

孤独症谱系障碍(ASD,Autism Spectrum Disorder,简称孤独症),是一种脑部发育障碍的疾病,其在认知沟通交流方面存在着障碍,阻碍了他们融入正常的社会生活。在上个世纪,孤独症一直都是"低流行率"的精神障碍,然而从2000年开始,美国疾病防治中心(CDC)的数据显示持续稳定且大幅度的自闭症发病增长的趋势。从2000年的1:150,一路上升到2016年的1:54,这意味着仅在美国就有约180万的儿童患有自闭症。而2020年一篇科研文献显示,中国的自闭症发病率从九零年代的万分之一点五,发展到目前的1%左右,也就是有约240万中国儿童患有自闭症,这个数值的上升,与社会经济的提升,人们对于自闭症的敏感度与关注度提高有直接关系。然而,这个数量与上升的速度远远超过目前中国康复人才能够负荷的极限。在孤独症儿童康复干预上,能够从事中高级康复的人才(应用行为分析师/副分析师),美国约有五万人,但在中国,到今年年底前预计也仅有六百人左右。此外,儿童孤独症康复不是短期速成的,传统干预中最常见的早期密集干预,是以一周25到40小时为单位的,这期间需要花费的人力成本非常惊人,2014年的数据显示,美国在小龄孤独症康复干预的花费是610亿到660亿美金。正是由于线下专业理疗费用昂贵,专业人员缺乏,且在某些干预环境比较抽象,因此,随着人工智能技术的发展,越来越多的科研团队开始研究基于人工智能技术的孤独症儿童数字康复方法、系统和装置,期望能够解决当前的困境。

至今为止,已经存在一些基于人工智能技术的孤独症儿童数字康复方法、系统和装置,例如,申请号为201810805539.2的中国专利文献公开的“一种自闭症认知教育强化智能评估康复训练系统”,申请号为201510788498.7的中国专利文献公开的“一种面向孤独症谱系障碍儿童的智能教学系统”,申请号为201510788844.1的中国专利文献公开的“一种面向孤独症谱系障碍儿童的执行功能评测与训练系统”等。然而,这些技术都需要儿童携带可穿戴式设备或传感器设备,这让孤独症儿童情绪比较紧张,无法在轻松自然的环境下进行康复训练干预。

为了避免上述专利文献的技术存在的不足,部分研究人员也开发了一些不需要任何穿戴式设备或传感器设备的方法及系统,例如,申请号为202010246257.0的中国专利文献公开的“一种自闭症干预教学课程自动跟踪方法及系统”,申请号为201610829013.9的中国专利文献公开的“一种面向孤独症儿童的教学方法及教学系统”,申请号为201310093087.7的中国专利文献公开的“面向孤独症儿童的智能学习平台”等。这些方法及系统通过游戏或课程的形式对孤独症儿童进行干预训练,但是在数字康复干预计划生成和更新以及干预训练过程中,它们没有充分地考虑了孤独症儿童的特点,从而为孤独症儿童构建多层级的、具有逻辑树结构的最短路径干预计划,从而导致干预计划不具有精准、独特设计以及最短路径等特点,数字康复干预效果不佳。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题,本发明提出了一种基于逻辑树和多层级策略的孤独症儿童数字康复干预系统。该系统充分地考虑了孤独症儿童的特点,为孤独症儿童提供多层级的、具有逻辑树结构的最短路径干预计划。该干预计划具有精准、独特设计以及最短路径等特点,数字康复干预效果更佳。同时,该系统是通过线上的方式对孤独症儿童进行干预训练,干预成本大大降低,它是对孤独症儿童在专业理疗师的指导下进行线下干预的有益补充,且能节省大量的干预成本。为实现上述目的,本发明是根据以下技术方案实现的:

一种基于逻辑树和多层级策略的孤独症儿童数字康复干预系统,包括:

数据采集模块:用于采集并保存孤独症儿童的个人信息、病情报告信息或调查报告信息。

数字康复认知功能评估模块:用于根据所述数据采集模块采集的病情报告信息或调查报告信息评估孤独症儿童在不同领域的认知功能,并保存该孤独症儿童在不同领域的优势能力和和弱势能力,为后续干预计划生成提供参考。

数字康复干预计划生成模块:根据线下专业康复治疗师的经验、逻辑树理论以及多层级策略,并结合评估模块给出的认知功能评估结果为孤独症儿童提供多层级、具有逻辑树结构的最短路径干预计划。

数字康复数据库模块,通过待学习库、习得库以及泛化库记录孤独症儿童在干预训练时的过程以及结果,并根据干预训练结果对这些数据库进行实时更新。

数字康复干预训练模块:根据所述多层级、具有逻辑树结构的最短路径干预计划,对孤独症儿童进行数字康复干预训练,并根据干预训练结果以及孤独症儿童的认知规律,实时调整数字康复干预计划,让孤独症儿童能够进行更为符合认知过程的学习、训练和康复。

数字康复干预报告模块:用于总结孤独症儿童在数字康复过程中,在某些数字康复干预计划下不同能力领域的变化情况以及对应的干预训练情况,为后续制定孤独症儿童的数字康复干预计划提供重要参考。

在上述技术方案中,所述数据采集模块包括:儿童个人信息采集单元、儿童病情报告或调查报告信息采集单元。

进一步地,所述儿童个人信息采集单元用于获取孤独症儿童的姓名、性别、孕周、民族、年龄、头像、声音、家长姓名、民族、教育水平、与儿童关系、手机号、家庭住址等个人信息,其中家长手机号和孤独症儿童姓名作为该儿童的唯一标识。

进一步地,所述儿童病情报告或调查报告信息采集单元用于获取孤独症儿童的病历信息或者特定的孤独症调查报告。优选地,这些信息可以通过上传电子版文件或扫描件,并通过文本识别技术对其内容进行自动识别,并保存对应的信息,从而避免家长多次重复填写或输入的麻烦。

优选地,所述数据采集模块还包括信息保密合同签署单元,所述信息保密合同签署单元是为了让孤独症儿童家长能够安全放心地填写孤独症儿童相关的真实信息,并保证信息的安全性和保密性。

上述技术方案中,所述数字康复认知功能评估模块是为了对孤独症儿童的认知功能进行评估,将其划分为6大技能领域:认知能力、学业能力、社会规则、社交技能、生活技能、生命技能。考虑到孤独症儿童的特殊性,其常常无法长时间的进行数字康复游戏,因此,在评估的初始阶段,通过儿童基本信息,推送初始评估项目,且只对认知能力和学业能力进行评估,而不是对所有技能领域进行评估,在评估过程中,认知能力和学业能力穿插进行,直到能够准确地评估其认知能力和学业能力。这样,根据其认知能力和学业能力就可以快速精确的建立孤独症儿童的能力基线,为孤独症儿童生成康复干预计划,而不需要评估所有的6大技能领域。

在一个优选的技术方案中,如果该儿童缺失病情报告信息或调查报告信息,数字康复认知功能评估模块根据其年龄从数据库中选择与其匹配的游戏进行推送,同样,通过其游戏过程中的认知能力和学业能力进行进一步评估,并根据评估结果采用泛化思维的推送逻辑进行游戏推送,依次类推,直到能够准确地评估其认知能力和学业能力,从而确定对应的能力基线。

在一个优选的技术方案中,在所述认知能力领域,为了对其进行精细化评估和干预,将该认知能力进一步分为词汇区辨能力和感知觉反应能力,后续的评估和干预都将对这两方面的能力进行。

上述技术方案中,所述数字康复干预计划生成模块根据线下专业康复治疗师的经验、逻辑树理论以及多层级策略,并结合其认知功能评估结果,为孤独症儿童提供多层级的、具有逻辑树结构的最短路径干预计划。

在一个优选的技术方案中,根据线下专业康复治疗师的经验和逻辑树理论,将数字康复干预计划按照树状图形对其进行分析和设计,具体树状图形分别为:技能领域、干预计划、数字康复游戏以及干预目标,其中:

所述技能领域包括词汇区辨、感知觉反应、学业能力、社会规则、社交技能、生活技能和生命技能。

所述干预计划是由不同的IEP组成,考虑到孤独症儿童的能力的差异,将IEP划分为不同阶数,IEP阶数越低,则该儿童对应的能力越需要进一步提高,这样,每个孤独症儿童对应不同阶数的IEP,所生成的干预计划更具有针对性和个性化。

在一个优选的技术方案中,为了对不同技能领域进行精细化干预训练,同时,考虑到孤独症儿童的个体认知功能差异。除了对IEP进行不同阶数的划分外,还根据多层级策略,将相同阶数的IEP按照正常儿童发育里程碑顺序对其进行进一步优先级划分。

所述数字康复游戏是将线下由专业理疗师对孤独症儿童进行康复干预的过程进行数字化、网络化和游戏化,且整个过程标准化,实现方式更加生动形象、更富吸引力。

在一个优选的技术方案中,在所述数字康复游戏中,还根据孤独症儿童认知目标的多少,设置了不同的关卡,这样,就可以为孤独症儿童提供多层级的、具有逻辑树结构的最短路劲干预计划。该干预计划充分地考虑了孤独症儿童的特点,具有精准、独特设计以及最短路径等特点,数字康复干预效果更佳。

所述干预目标是根据不同技能领域的特点,将所需掌握的知识点进行目标化或形象化,这些目标就是数字康复游戏的最重要组成部分。

上述技术方案中,所述数字康复数据库模块用于让孤独症儿童能够进行更为符合认知过程的学习、训练和康复,以及便于记录孤独症儿童在干预训练时的过程和结果,为此,设计了待学习库、习得库以及泛化库,其中:所有未学习目标都放置在待学习库,且该库中目标数量大于等于最终需要学习的目标数。如果已经通过习得关卡,但是未经泛化的目标,则这些目标保存在习得库中。如果已经通过泛化关卡,则这些目标保存在泛化库中;泛化库中的目标,通过维持型和精熟型游戏进行巩固训练,温故而知新,使得孤独症儿童能够更加快速的习得对应的目标,且不容易被遗忘,更加符合儿童的认知过程。此外,这些数据库还会根据干预训练的结果进行实时更新。

上述技术方案中,数字康复干预训练模块包括数字康复系统操作说明单元,数字康复IEP推送单元和数字康复干预训练单元,其中:

所述数字康复系统操作说明单元主要用于向孤独症儿童及其家长展示如何对数字康复系统进行操作,如何按照顺序操作不同模块以及不同单元,并按照数字康复干预训练过程对其进行指导,但是不记录对应的干预训练过程。

所述数字康复IEP推送单元用于根据数字康复的认知功能评估结果以及对应的数字康复干预计划生成结果定位到第二天推送的IEP目标,针对不同年龄段,数字康复计划的时长不同。

优选地,所述IEP推送包含如下规则:1)保证每日有一定数量和阶数的IEP在学习。2)如果在数字康复干预计划中存在词汇区辨、感知觉反应、学业能力这三个领域的IEP,则优先从每个领域中选择某个一定阶数的IEP进行推荐,然后,在社会规则、社交技能、生活技能和生命技能这四个领域中随机推送一定数量对应阶数的IEP,且只有当前领域的当前阶数IEP通过了一定的关卡后(习得一定数量的目标),下次推送的时候,可以更换领域随机推送;特别地,如果出现词汇区辨、感知觉反应、学业能力这三个领域中某个领域某个阶数的IEP已经学完,则从其它四个领域随机推送一定数量对应阶数的IEP。3)必须是当前阶IEP全部通过,才推送下一阶IEP。4)同一领域和同一阶内,前一优先级IEP学完之后,可以推送下一优先级的IEP,且优先级为0的IEP必须推送,不占位。5)在所有的认知功能干预训练过程中将数字康复游戏分为:习得性游戏、泛化性游戏、精熟游戏以及维持游戏四大类,每个IEP首先进行习得性游戏,当习得性游戏中所有关卡都通过后,这些目标被保存在习得库中,同时,它们都将出现在泛化性游戏中,进一步地,当全部通过后,它们将保存在泛化库中,且它们也将出现在精熟游戏和维持游戏中,否则该IEP的对应游戏将重复推送。

所述数字康复干预训练单元用于根据数字康复IEP推送单元的推送项目进行康复干预训练,并根据干预训练结果以及孤独症儿童的认知规律,实时调整数字康复干预计划,让孤独症儿童能够进行更为符合认知过程的学习、训练和康复。

优选地,在康复干预训练过程中,需要遵循如下规则:1)在执行每个领域IEP干预计划时,首先向孤独症儿童展示几个不同的游戏场景,供其进行选择,后续的干预训练,都将采用该游戏场景。2)根据每日推荐的一定数量和一定阶数的IEP干预计划,首先每个IEP进行习得性游戏,每个游戏都有对应的关卡数、习得的目标数以及单个目标习得的回合数,当该IEP的所有目标在规定的时间以及一定的回合数下都被习得后,这些目标将保存在习得库中,并进入对应的泛化游戏,在第二天进行IEP推送时,对应的泛化游戏被开启,否则这些目标仍然在习得性游戏中,在第二天进行IEP推送时,仍然开启对应的习得性游戏,依次类推,当这些目标全部通过泛化游戏时,这些目标将被保存在泛化库中,且分别进入精熟游戏和维持游戏。3)当在泛化库中存在已习得目标时,每次推送IEP时,每次都需要推送精熟游戏和维持游戏,使得孤独症儿童能够重新唤起记忆,但是按照每日规定学习时间,一定比例的时间分配给维持和精熟项,确保孤独症儿童已经学会的内容在合适的时间得到复习,剩余时间分配给IEP的习得游戏和泛化游戏项,保证孤独症儿童有充足的时间能够进行密集的回合训练。4) 在习得型和泛化型游戏内部分配时间时,根据当前阶段各能力领域孤独症儿童所需学习的IEP数量和已经学会的数量,对于有更多干预项目需要训练的能力领域分配更多时间;对于当天推送的IEP在进行时间分配时,考虑当前IEP所需学习的目标、关卡数量、游戏形式的耗时、孤独症儿童学习时的速度几方面因素,对于目标数量更多、更难,关卡数量更多,游戏形式耗时更长,孤独症儿童学习速度更慢的IEP分配更多时间;在同一个IEP的内部分配习得型游戏和泛化型游戏时间时,考虑当前关卡需要学习的目标数量,游戏形式的耗时,孤独症儿童学习时的速度几方面因素,对于目标数量更多、更难,游戏形式耗时更长,孤独症儿童学习速度更慢的关卡分配更多时间;维持游戏中的时间分配,考虑孤独症儿童学习时的速度,当前IEP在复习时所需的最少回合数等因素,对于孤独症儿童学习时需要花费更多时间掌握,已经需要更多复习回合数量的IEP分配更多时间;如果某条IEP有固定的分配时间,减去该分配时间;5)根据每个领域对应阶数还没有学习的IEP数量以及每个领域的优先级,自动地为每个领域分配学习时间,同时必须保证每条IEP有每日分配的最少学习和泛化时间。6)当某个阶数一定优先级的IEP连续学习一定回合仍未通过,则将该IEP的优先级动态调整,放回IEP库,其他IEP的优先级顺延一位;当该IEP在放回IEP库一次后,第二次出现仍然未通过,将该IEP阶数动态调整,优先级调整为最高,这些IEP和下一阶其它领域IEP一起推送,同时在当前领域的排序上占位;该IEP在放回IEP库两次后,第三次出现仍然未通过,放到所有IEP库最后。7)为儿童的视力考虑,按照实际年龄对儿童进行强制休息,且可配置。8)此外,在数字康复干预训练过程中,实时记录对应的每个IEP通过的关卡数、习得的目标数、单个目标习得的回合数以及对应的时间,实时更新对应的待学习库、习得库以及泛化库,并根据数字康复干预计划以及对应的干预训练结果,对干预计划进行更新,从而使得孤独症儿童能够高效地进行学习、训练和康复。9) 在学习某些抽象目标时,可以通过视频动画或卡通片的形式对其进行描述,让该目标运动起来,这样,儿童能够更加直观地对其进行认识和认知,这正是线上康复干预的优点。

上述技术方案中,所述数字康复干预报告模块用于记录孤独症儿童在数字康复过程中,在某些数字康复干预计划下不同认知功能领域的变化情况、习得的目标情况、干预训练的耗时情况以及对应关卡的回合数等,为后续更新孤独症儿童的数字康复干预计划提供重要参考。

本发明与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:

(1)本发明基于逻辑树和多层级策略的孤独症儿童数字康复干预系统能够通过根据线下专业康复治疗师的经验、逻辑树理论以及多层级策略,并结合其认知功能评估结果,为孤独症儿童提供多层级的、具有逻辑树结构的最短路径干预计划,此外,该系统还设计了习得游戏、泛化游戏、精熟游戏和维持游戏,通过不同的数字康复游戏进行巩固训练,温故而知新,使得孤独症儿童能够更加快速的习得对应的目标,且不容易忘记;该干预计划充分地考虑了孤独症儿童的特点及其在不同认知领域的优势领域和弱势领域,具有精准、独特设计以及最短路径等特点,数字康复干预效果更佳。

(2)本发明的基于逻辑树和多层级策略的孤独症儿童数字康复干预系统能够通过线上的方式对孤独症儿童进行干预训练,干预成本大大降低,它是对孤独症儿童在专业理疗师的指导下进行线下干预的有益补充,且能节省大量的干预成本,此外,该系统常常通过某些视频动画/卡通形象对抽象目标进行展示,这让儿童能够更加直观地对某些目标进行认知,这是线下干预训练所不具备的特点。

(3)本发明的基于逻辑树和多层级策略的孤独症儿童数字康复干预系统充分地考虑了孤独症儿童的特点及其在不同认知领域的优势领域和弱势领域,为孤独症儿童提供多层级的、具有逻辑树结构的最短路径干预计划,该干预计划具有精准、独特设计以及最短路径等特点,且为每个孤独症儿童专门定制,并根据干预训练结果,实时更新对应的干预计划。

(4)本发明的基于逻辑树和多层级策略的孤独症儿童数字康复干预系统设计了习得游戏、泛化游戏、精熟游戏和维持游戏,通过不同的巩固训练,温故而知新,使得孤独症儿童能够更加快速的习得对应的目标,且不容易被遗忘,更加符合儿童的认知过程,因此,整个系统的数字康复干预效果更佳。

(5)本发明的基于逻辑树和多层级策略的孤独症儿童数字康复干预系统是通过线上的方式对孤独症儿童进行干预训练,干预成本大大降低,它是对孤独症儿童在专业理疗师的指导下进行线下干预的有益补充,且能节省大量的干预成本。最后,该系统仅仅需要一个智能终端上网设备,不需要专业的穿戴式设备,孤独症儿童就能够在熟悉的环境下自然地进行数字康复干预训练,大幅度提高其干预效果。

附图说明

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,下面将对实施例或现有技术描述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性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中的逻辑树和多层级策略的示意图。

图2为本发明实施例中基于逻辑树和多层级策略的孤独症儿童数字康复干预方法及系统中不同数据库以及数字游戏的关系图。

图3为本发明实施例中基于逻辑树和多层级策略的孤独症儿童数字康复干预方法及系统实施方式的结构框图。

图4为本发明实施例中基于逻辑树和多层级策略的孤独症儿童数字康复干预方法及系统进行试验的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明作进一步的描述。

参阅图3所示,本发明基于逻辑树和多层级策略的孤独症儿童数字康复干预方法及系统包括数据采集模块10、数字康复认知功能评估模块20、数字康复干预计划生成模块30、数字康复数据库模块40、数字康复干预训练模块50和数字康复干预报告模块60,其中:

所述数据采集模块10包括信息保密合同签署单元101、儿童个人信息采集单元101、儿童病情报告或调查报告信息采集单元103.

所述信息保密合同签署单元101是为了让孤独症儿童家长能够安全放心地填写孩子相关的真实信息,并保证信息的安全性和保密性,这些信息仅用于孤独症儿童的数字康复干预训练。

所述儿童个人信息采集单元102用于获取孤独症儿童的姓名、性别、孕周、民族、年龄、头像、声音、家长姓名、民族、教育水平、与儿童关系、手机号、家庭住址等个人信息,其中家长手机号和孩子姓名作为该儿童的唯一标识;儿童声音和头像可以加入到后续的数字康复干预训练过程,提升儿童的参与感和兴趣;如果孤独症儿童无法正常说话或不愿意将声音嵌入到干预训练过程中,则系统默认使用自带的专业理疗师的专业声音和指令;家庭地址用于确定儿童所在区域的专业医疗水平以及后续线下的康复跟进。

所述儿童病情报告或调查报告信息信息采集单元103用于获取孤独症儿童的病历信息或者特定的孤独症调查报告,这些信息可以通过上传电子版文件或扫描件,并通过文本识别技术对其内容进行自动识别,并保存对应的信息,从而避免家长多次重复填写或输入的麻烦;当儿童没有任何病情信息时,年龄作为认知功能评估的依据,通过年龄随机产生对应的认知功能评估游戏,进一步地,通过儿童玩游戏的过程对其认知功能进行进一步的评估;所述文字识别技术具体见:https://ai.baidu.com/ai-doc/OCR/Ek3h7xypm。

所述数字康复认知功能评估模块20时为了对孤独症儿童的认知功能进行评估,为此,将所述认知功能划分为6大技能领域,其中包括认知能力、学业能力、社会规则、社交技能、生活技能和生命技能。研究表明词汇区辨能力和感知觉反应能力就能够很好的反映儿童的认知能力,因此,在后续的数字康复干预训练和评估中,通过词汇区辨能力和感知觉反应能力对认知能力进行干预训练和评估。考虑到孤独症儿童的特殊性,其常常无法长时间的进行数字康复游戏,因此,在评估的初始阶段,通过儿童基本信息,推送初始评估项目,且只对认知能力和学业能力进行评估,而不是对所有技能领域进行评估,在评估过程中,认知能力和学业能力穿插进行,直到能够准确地评估其认知能力和学业能力。这样,根据其词汇区辨能力、感知觉反应能力和学业能力就可以快速精确的建立对应领域的孤独症儿童的能力基线,其它领域可以参考该基线,并为孩子生成康复干预计划,而不需要评估所有的6大技能领域。此外,如果该儿童缺失病情报告信息或调查报告信息,则根据其年龄从数据库中选择与其匹配的游戏进行推送,同样,通过其游戏过程中的词汇区辨能力、感知觉反应能力和学业能力进行进一步评估,并根据评估结果采用泛化思维的推送逻辑进行游戏推送,依次类推,直到能够准确地评估其词汇区辨能力、感知觉反应能力和学业能力,从而确定对应的能力基线;其中,不同领域的评估模型见:Goldberg Y, Levy O. word2vec Explained:deriving Mikolov et al.'s negative-sampling word-embedding method[J]. arXiv,2014;或者 http://colah.github.io/posts/2015-08-Understanding-LSTMs/。

特别地,在所述数字康复评估游戏过程中,评估题目的操作是简单、基本的,例如,指认、拖拽、因果排序等,由于孤独症儿童刚开始接触,因此,家长可以在不影响准确评估的准则下帮助孤独症儿童完成对应的评估游戏;此外,评估模型必须能够适应以后的迭代,直到正常儿童的水平。

所述数字康复干预计划生成模块30根据线下专业康复治疗师的经验、逻辑树理论以及多层级策略,并结合其认知功能评估结果,为孤独症儿童提供多层级的、具有逻辑树结构的最短路径干预计划。如图1所示,根据线下专业康复治疗师的经验和逻辑树理论,将数字康复干预计划按照树状图形对其进行分析和设计,树状图形的具体层级分别为:技能领域、干预计划、数字康复游戏以及干预目标,其中:

所述技能领域包括词汇区辨、感知觉反应、学业能力、社会规则、社交技能、生活技能和生命技能。

所述干预计划是由不同的个别教育计划(IEP)组成,且为不同技能领域生成不同的IEP;考虑到不同孤独症儿童能力存在差异,进一步将IEP划分为不同阶数,IEP阶数越低,则该儿童对应的能力越需要进一步提高,这样,每个孤独症儿童对应不同技能领域和不同阶数的IEP,所生成的数字康复干预计划更具有针对性和个性化。

所述数字康复游戏是将线下由专业理疗师对孤独症儿童进行康复干预的过程进行数字化、网络化和游戏化,且将很多在线下无法充分描述的抽象目标进行充分地刻画,且整个过程标准化,实现方式更加生动形象、更富吸引力。

所述干预目标是根据不同技能领域的特点,将所需掌握的知识点进行目标化或形象化,这些目标就是数字康复游戏的最重要组成部分;为了对不同技能领域进行精细化干预训练,同时,考虑到孤独症儿童的个体认知功能差异,因此,除了对IEP进行不同阶数的划分外,还根据多层级策略以及孤独症儿童的各自特点和技能领域的优势和劣势,将相同阶数的IEP按照一定数量的优先级对其进行进一步划分,这样的IEP更加具有针对性和独特性,因此,除了对IEP进行不同阶数的划分外,还根据多层级策略,将相同阶数的IEP按照正常儿童发育里程碑顺序对其进行进一步优先级划分,这样,就可以为孤独症儿童提供多层级的、具有逻辑树结构的最短路劲干预计划。该干预计划充分地考虑了孤独症儿童的特点以及其知识领域,具有精准、独特设计以及最短路径等特点,数字康复干预效果更佳。

所述数字康复数据库模块40是用于让孤独症儿童能够进行更为符合认知过程的学习、训练和康复,以及便于记录孤独症儿童在干预训练时的过程和结果,设计了待学习库、习得库以及泛化库,其中所有未学习目标都放置在待学习库,且该库中目标数量大于等于最终需要学习的目标数;如果已经通过习得关卡,但是这些目标未经泛化,则这些目标保存在习得库中;如果已经通过泛化关卡,则这些目标保存在泛化库中;通过不同的巩固训练,温故而知新,使得孤独症儿童能够更加快速的习得对应的目标,且不容易被遗忘,更加符合儿童的认知过程,此外,这些数据库还会根据干预训练的结果进行实时更新;不同数据库和数字康复游戏的关系如图2所示。

所述数字康复干预训练模块50包括数字康复系统操作说明单元,数字康复IEP推送单元和数字康复干预训练单元,其中:

所述数字康复系统操作说明单元501主要向孤独症儿童及其家长展示如何对数字康复系统进行操作,如何按照顺序操作不同模块以及不同单元,并按照数字康复干预训练过程对其进行指导,但是不记录对应的干预训练过程;具体地,首先,家长上传对应的个人信息,其次,点击数字康复认知功能评估模块,该模块会根据上传的孤独症儿童的病情报告信息自动地对其认知功能进行评估,快速的确定其能力基线,再次,点击数字康复干预计划生成模块,该模块会根据认知功能评估结果,自动、精确地生成对应的数字康复干预计划,然后,点击数字康复干预训练模块,该模块会根据数字康复干预计划所生成的数字康复游戏对孤独症儿童进行线上的干预训练,最后,点击数字康复干预报告生成模块,该模块根据数字康复认知功能评估结果以及数字康复干预训练的过程,自动生成对应的数字康复干预报告。

所述数字康复IEP推送单元502首先根据数字康复的认知功能评估结果以及对应的数字康复干预计划生成结果定位到第二天推送的IEP条目,针对不同年龄段,数字康复计划的时长也不一样,例如,一般2-6岁儿童分配45分钟,6-12岁孩子分配90分钟,且IEP推送包含如下规则:

1)保证每日有至少三个一定阶数的IEP在学习。

2)如果在数字康复干预计划中存在词汇区辨、感知觉反应、学业能力这三个领域的IEP,则优先从每个领域中选择某个一定阶数的IEP进行推荐,然后,在社会规则、社交技能、生活技能和生命技能这四个领域中随机推送一个对应阶数的IEP,且只有当前领域的当前阶数IEP至少通过了一定的关卡后(习得一动数量的目标),下次推送的时候,可以更换领域随机推送;特别地,如果出现词汇区辨、感知觉反应、学业能力这三个领域中某个领域某个阶数的IEP已经学完,则从其它四个领域随机推送二个对应阶数的IEP;如果所有领域当阶未习得IEP数量不足3个,有几个推送几个。

3)必须是当前阶IEP全部通过,才推送下一阶IEP,例如,二阶词汇区辨已经通过,但其他领域二阶仍有未学完的IEP,这个时候推送不再有词汇区辨。

4)同一领域和同一阶内,前一优先级IEP学完之后,可以推送下一优先级的IEP,且优先级为0的IEP必须推送,不占位。

5)在所有的认知功能干预训练过程中将数字康复游戏分为:习得性游戏、泛化性游戏、精熟游戏以及维持游戏四大类,每个IEP首先进行习得性游戏,当习得性游戏中所有关卡都通过后,这些目标被保存在习得库中,同时,它们都将出现在泛化性游戏中,进一步地,当全部通过后,它们将保存在泛化库中,且它们也将出现在精熟游戏和维持游戏中,否则该IEP的对应游戏将重复推送;

所述数字康复干预训练单元503根据数字康复IEP推送单元的推送项目进行康复干预训练,并根据干预训练结果以及孤独症儿童的认知规律,实时调整数字康复干预计划,让孤独症儿童能够进行更为符合认知过程的学习、训练和康复;如图4所示,在康复干预训练过程中,需要遵循如下规则:

1)在执行每个领域IEP干预计划时,首先向孤独症儿童展示几个不同的游戏场景,供其进行选择,后续的干预训练,都将采用该游戏场景。

2)每日推荐至少三个一定阶数的IEP干预计划,根据该计划,首先每个IEP进行习得性游戏,每个游戏都有对应的关卡数、习得的目标数以及单个目标习得的回合数,当该IEP的所有目标在规定的时间以及一定的回合数下都被习得后,这些目标将保存在习得库中,并进入对应的泛化游戏,在第二天进行IEP推送时,对应的泛化游戏被开启,否则这些目标仍然在习得性游戏中,在第二天进行IEP推送时,仍然开启对应的习得性游戏,依次类推,当这些目标全部通过泛化游戏时,这些目标将被保存在泛化库中,且分别进入精熟游戏和维持游戏。

3)当在泛化库中存在已习得目标时,每次推送IEP时,每次都需要推送精熟游戏和维持游戏,使得孩子能够重新唤起记忆,但是按照每日规定学习时间,最多30%时间分配给维持和精熟项,确保孩子已经学会的内容在合适的时间得到复习,其它70%时间分配给IEP的习得游戏和泛化游戏项,保证孩子有充足的时间能够进行密集的回合训练。

4) 在习得型和泛化型游戏内部分配时间时,考虑当前阶段各能力领域孩子所需学习的IEP数量,和已经学会的数量,对于有更多干预项目需要训练的能力领域分配更多时间;对于当天推送的几个IEP,在时间分配时,考虑当前IEP所需学习的目标,关卡数量,游戏形式的耗时,孩子学习时的速度几方面因素,对于目标数量更多、更难,关卡数量更多,游戏形式耗时更长,孩子学习速度更慢的IEP分配更多时间;在同一个IEP的内部分配习得型游戏和泛化型游戏时间时,考虑当前关卡需要学习的目标数量,游戏形式的耗时,孩子学习时的速度几方面因素,对于目标数量更多、更难,游戏形式耗时更长,孩子学习速度更慢的关卡分配更多时间;维持游戏中的时间分配,考虑孩子学习时的速度,当前IEP在复习时所需的最少回合数等因素,对于孩子学习时需要花费更多时间掌握,已经需要更多复习回合数量的IEP分配更多时间;如果某条IEP有固定的分配时间,减去该分配时间。

5)根据每个领域对应阶数还没有学习的IEP数量以及每个领域的优先级,首先自动地为每个领域分配学习时间,其次,将该对应领域时间的50%分配给对应阶数中优先级最高的IEP,其它时间分配给其它优先级的IEP,但是必须保证每条IEP分配的学习和泛化时间不少于3分钟。

6)当某个阶数一定优先级的IEP连续学习一定回合仍未通过,则将该IEP的优先级增加2,放回IEP库,其他IEP的优先级顺延一位;当该IEP在放回IEP库一次后,第二次出现仍然未通过,将该IEP阶数增加0.5,优先级设置为1,这些IEP和下一阶其它领域IEP一起推送,同时在当前领域的排序上占位;该IEP在放回IEP库两次后,第三次出现仍然未通过,放到所有IEP库最后;。

7)为儿童的视力考虑,按照实际年龄对儿童进行强制休息;一般2-6岁儿童每次最多允许15分钟操作时间,中间强制休息15分钟;6-12岁儿童每次最多允许30分钟操作时间,中间强制休息10分钟。

8)此外,在数字康复干预训练过程中,实时记录对应的每个IEP通过的关卡数、习得的目标数、单个目标习得的回合数以及对应的时间,实时更新对应的待学习库、习得库以及泛化库,并根据数字康复干预计划以及对应的干预训练结果,对干预计划进行更新,从而使得孤独症儿童能够高效地进行学习、训练和康复。

9)在学习某些抽象目标时,可以通过视频动画或卡通片的形式对其进行描述,让该目标运动起来,这样,儿童能够更加直观地对其进行认识和认知。

所述数字康复干预报告模块60用于记录孤独症儿童在数字康复过程中,在某些数字康复干预计划下不同认知功能领域的变化情况、习得的目标情况、干预训练的耗时情况以及对应关卡的回合数等,为后续更新孤独症儿童的数字康复干预计划提供重要参考。

可以看出,上述的基于逐层泛化推送逻辑的孤独症儿童认知能力评估干预系统通过根据线下专业康复治疗师的经验、逻辑树理论以及多层级策略,并结合其认知功能评估结果,为孤独症儿童提供多层级的、具有逻辑树结构的最短路径干预计划,此外,该系统还设计了习得游戏、泛化游戏、精熟游戏和维持游戏,通过不同的巩固训练,温故而知新,使得孤独症儿童能够更加快速的习得对应的目标,且不容易忘记;该干预计划充分地考虑了孤独症儿童的特点及其在不同认知领域的优势领域和弱势领域,具有精准、独特设计以及最短路径等特点,数字康复干预效果更佳;

同时,所述基于逐层泛化推送逻辑的孤独症儿童认知能力评估干预方法及系统,其特征在于,该系统是通过线上的方式对孤独症儿童进行干预训练,干预成本大大降低,它是对孤独症儿童在专业理疗师的指导下进行线下干预的有益补充,且能节省大量的干预成本,此外,该系统常常通过某些视频动画/卡通形象对抽象目标进行展示,这让儿童能够更加直观地对某些目标进行认知,这是线下干预训练所不具备的特点。

以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到各种等效的修改或替换,这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

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