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1、(12)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)(54)發(fā)明名稱(chēng)基于虛擬現(xiàn)實(shí)和運(yùn)動(dòng)再學(xué)習(xí)的上肢康復(fù)訓(xùn) 練系統(tǒng)及方法(57)摘要本發(fā)明涉及基于虛擬現(xiàn)實(shí)和運(yùn)動(dòng)再學(xué)習(xí)的 上肢康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng),包括虛擬現(xiàn)實(shí)訓(xùn)練設(shè)備;虛擬現(xiàn)實(shí)訓(xùn)練設(shè)備包括虛擬場(chǎng)景搭建設(shè)備及運(yùn)動(dòng) 功能訓(xùn)練程序;虛擬場(chǎng)景搭建設(shè)備包括用于搭建 虛擬場(chǎng)景并給出用戶(hù)上肢運(yùn)動(dòng)提示的虛擬場(chǎng)景 搭建模塊,用于顯示虛擬場(chǎng)景及用戶(hù)上肢運(yùn)動(dòng)提 示的立體顯示模塊,及用于實(shí)時(shí)采集用戶(hù)上肢進(jìn) 行運(yùn)動(dòng)功能訓(xùn)練程序時(shí)運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)的體感交互模 塊;運(yùn)動(dòng)功能訓(xùn)練程序包括用于接收、處理體感 交互模塊傳輸?shù)倪\(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)并根據(jù)處理后的運(yùn)動(dòng) 數(shù)據(jù)創(chuàng)建與用戶(hù)上肢同步運(yùn)動(dòng)的虛擬上肢的數(shù) 據(jù)處理模塊,并用于指導(dǎo)用戶(hù)根據(jù)虛擬場(chǎng)

2、景搭建 設(shè)備進(jìn)行運(yùn)動(dòng)再學(xué)習(xí)康復(fù)訓(xùn)練以依次完成運(yùn)動(dòng) 障礙分析、運(yùn)動(dòng)功能訓(xùn)練及訓(xùn)練效果反饋。用戶(hù) 在虛擬場(chǎng)景中進(jìn)行運(yùn)動(dòng)再學(xué)習(xí)康復(fù)訓(xùn)練,達(dá)到最 大程度的恢復(fù)。1一種基于虛擬現(xiàn)實(shí)和運(yùn)動(dòng)再學(xué)習(xí)的上肢康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng),其特征在于,包括虛擬現(xiàn)實(shí) 訓(xùn)練設(shè)備;虛擬現(xiàn)實(shí)訓(xùn)練設(shè)備包括虛擬場(chǎng)景搭建設(shè)備及運(yùn)動(dòng)功能訓(xùn)練程序;虛擬場(chǎng)景搭建設(shè)備包括用于搭建虛擬場(chǎng)景并給出用戶(hù)上肢運(yùn)動(dòng)提示的虛擬場(chǎng)景搭建模塊,用于顯示虛擬 場(chǎng)景及用戶(hù)上肢運(yùn)動(dòng)提示的立體顯示模塊,及用于實(shí)時(shí)采集用戶(hù)上肢根據(jù)提示進(jìn)行運(yùn)動(dòng)功 能訓(xùn)練程序時(shí)的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)的體感交互模塊;運(yùn)動(dòng)功能訓(xùn)練程序包括用于接收、處理體感交互模塊傳輸?shù)倪\(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)并根據(jù)處理后的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)在虛擬場(chǎng)景搭建

3、模塊內(nèi)創(chuàng)建與用戶(hù)上肢 同步運(yùn)動(dòng)的虛擬上肢的數(shù)據(jù)處理模塊,并用于指導(dǎo)用戶(hù)根據(jù)虛擬場(chǎng)景搭建設(shè)備進(jìn)行運(yùn)動(dòng)再 學(xué)習(xí)康復(fù)訓(xùn)練以依次完成運(yùn)動(dòng)障礙分析、運(yùn)動(dòng)功能訓(xùn)練及訓(xùn)練效果反饋。2根據(jù)權(quán)利要求1所述的上肢康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng),其特征在于,所述康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)還包括用 于輔助用戶(hù)在康復(fù)訓(xùn)練過(guò)程中保持符合訓(xùn)練要求體位的訓(xùn)練體位輔助設(shè)備;所述訓(xùn)練體位輔助設(shè)備包括座椅(10)及設(shè)于座椅(10)上的上肢支撐架(1)、脊柱調(diào)整靠背 及肩上部活 動(dòng)限制板(3);上肢支撐架(1)用于在康復(fù)訓(xùn)練過(guò)程中輔助支撐用戶(hù)上肢,脊柱調(diào)整靠背(2)用于在康復(fù)訓(xùn)練過(guò)程中輔助調(diào)整用戶(hù)脊柱狀態(tài),肩上部活動(dòng)限制板(3)用于在康復(fù)訓(xùn)練過(guò)程中限制用戶(hù)的肩上部

4、活動(dòng)。3根據(jù)權(quán)利要求2所述的上肢康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng),其特征在于,座椅(10)、上肢支撐架(1)及肩上部活動(dòng)限制板(3)均為高度可調(diào)節(jié)的結(jié)構(gòu)。4根據(jù)權(quán)利要求1所述的上肢康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng),其特征在于,所述立體顯示模塊為眼鏡式3D顯示設(shè)備、裸眼3D顯示設(shè)備或頭盔式虛擬現(xiàn)實(shí)與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示設(shè)備;虛擬場(chǎng)景搭建模塊為Unity3D立體游戲開(kāi)發(fā)平臺(tái);體感交互模塊為 Leap Motion Controller,Real Sense或Kinect 體感交互設(shè)備。5. 根據(jù)權(quán)利要求 1 所述的上肢康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng),其特征在于,運(yùn)動(dòng)功能訓(xùn)練程序還包括用 于運(yùn)動(dòng)障礙分析的運(yùn)動(dòng)障礙分析模塊,用于根據(jù)運(yùn)動(dòng)障礙分析模塊的分析結(jié)果進(jìn)行訓(xùn)練

5、的 運(yùn)動(dòng)功能訓(xùn)練模塊,用于對(duì)運(yùn)動(dòng)功能訓(xùn)練模塊的訓(xùn)練效果進(jìn)行反饋的訓(xùn)練效果反饋模塊。6. 根據(jù)權(quán)利要求 5 所述的上肢康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng),其特征在于,運(yùn)動(dòng)障礙分析模塊包括肩臂 運(yùn)動(dòng)分析項(xiàng)目和腕手運(yùn)動(dòng)分析項(xiàng)目 ;兩個(gè)運(yùn)動(dòng)分析項(xiàng)目均用于獲取用戶(hù)控制健側(cè)及患側(cè)雙 側(cè)上肢同時(shí)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析任務(wù)時(shí)的雙側(cè)上肢運(yùn)動(dòng)信息,并對(duì)雙側(cè)上肢運(yùn)動(dòng)信息進(jìn)行對(duì)比以 獲取分析結(jié)果 ;且所述健側(cè)上肢運(yùn)動(dòng)信息作為運(yùn)動(dòng)功能訓(xùn)練模塊的常模。7. 根據(jù)權(quán)利要求 6 所述的上肢康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng),其特征在于,肩臂運(yùn)動(dòng)分析項(xiàng)目中,雙側(cè) 上肢運(yùn)動(dòng)信息包括肩前伸最遠(yuǎn)距離 D;腕手運(yùn)動(dòng)分析項(xiàng)目中,雙側(cè)上肢運(yùn)動(dòng)信息包括腕關(guān)節(jié) 伸展角度 ROMe 及前臂旋后角度

6、 ROMpo8. 根據(jù)權(quán)利要求 6 所述的上肢康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng),其特征在于,運(yùn)動(dòng)功能訓(xùn)練模塊包括肩臂 運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練項(xiàng)目和腕手運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練項(xiàng)目 ;兩個(gè)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練項(xiàng)目均包括運(yùn)動(dòng)模式學(xué)習(xí)項(xiàng)目、運(yùn)動(dòng)模 式指導(dǎo)項(xiàng)目及自發(fā)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練項(xiàng)目 ;運(yùn)動(dòng)模式學(xué)習(xí)項(xiàng)目用于用戶(hù)觀看井學(xué)習(xí)常模的運(yùn)動(dòng),運(yùn) 動(dòng)模式指導(dǎo)項(xiàng)目用于用戶(hù)跟隨常模運(yùn)動(dòng),自發(fā)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練項(xiàng)目用于常模消失后用戶(hù)控制患側(cè) 上肢獨(dú)立進(jìn)行常模所作運(yùn)動(dòng)。9. 根據(jù)權(quán)利要求 8 所述的上肢康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng),其特征在于,訓(xùn)練效果反饋模塊包括實(shí)時(shí) 反饋模塊及完成反饋模塊 ;實(shí)時(shí)反饋模塊用于實(shí)時(shí)反饋用戶(hù)進(jìn)行自發(fā)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練項(xiàng)目時(shí)的訓(xùn) 練效果以提醒用戶(hù)調(diào)整或繼續(xù)保持當(dāng)前訓(xùn)練 ;完成反饋模塊用于對(duì)用戶(hù)

7、完成自發(fā)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練 項(xiàng)目時(shí)的整體訓(xùn)練效果進(jìn)行反饋。10一種基于虛擬現(xiàn)實(shí)和運(yùn)動(dòng)再學(xué)習(xí)的上肢康復(fù)訓(xùn)練方法,其特征在于,使用權(quán)利1所述的上肢康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng),包括如下步驟 :SI使用虛擬場(chǎng)景搭建模塊搭建虛擬場(chǎng)景,虛擬場(chǎng)景給出用戶(hù)上肢運(yùn)動(dòng)的提示,使用立 體顯示模塊顯示虛擬場(chǎng)景及用戶(hù)上肢運(yùn)動(dòng)的提示 ;S2用戶(hù)觀看立體顯示模塊顯示的虛擬場(chǎng)景,并按照用戶(hù)上肢運(yùn)動(dòng)的提示開(kāi)始運(yùn)動(dòng)功 能訓(xùn)練程序以進(jìn)行運(yùn)動(dòng)再學(xué)習(xí)康復(fù)訓(xùn)練 ;S3使用體感交互模塊實(shí)時(shí)采集用戶(hù)上肢根據(jù)提示進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練時(shí)的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù);使用數(shù)據(jù)處理模塊接收并處理體感交互模塊傳輸?shù)倪\(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù),根據(jù)處理后的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)在虛擬場(chǎng) 景搭建模塊內(nèi)創(chuàng)建與用戶(hù)上肢同步運(yùn)動(dòng)的虛擬上肢并

8、顯示在立體顯示模塊上,對(duì)處理后的 運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)障礙分析,獲取運(yùn)動(dòng)障礙分析結(jié)果 ;S4根據(jù)運(yùn)動(dòng)障礙分析結(jié)果進(jìn)行運(yùn)動(dòng)功能訓(xùn)練,使用體感交互模塊實(shí)時(shí)采集用戶(hù)進(jìn)行 運(yùn)動(dòng)功能訓(xùn)練時(shí)的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù),使用數(shù)據(jù)處理模塊接收并處理體感交互模塊傳輸?shù)倪\(yùn)動(dòng)數(shù) 據(jù),并根據(jù)處理后的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練效果反饋?;谔摂M現(xiàn)實(shí)和運(yùn)動(dòng)再學(xué)習(xí)的上肢康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)及方法技術(shù)領(lǐng)域 0001本發(fā)明涉及康復(fù)醫(yī)療與新型顯示技術(shù)結(jié)合的技術(shù)領(lǐng)域,更具體地,涉及一種基于 虛擬現(xiàn)實(shí)和運(yùn)動(dòng)再學(xué)習(xí)的上肢康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)及方法。背景技術(shù) 0002腦卒中,又稱(chēng)腦中風(fēng),是一組突然起病、以局灶性神經(jīng)功能缺失為共同特征的急性 腦血管疾病。我國(guó)現(xiàn)有腦卒中患者 7000萬(wàn)

9、人,每年新發(fā) 200 萬(wàn)人。 0003據(jù)世界衛(wèi)生組織報(bào)告, 80%的卒中患者存在不同程度的肢體運(yùn)動(dòng)功能障礙,其中 超過(guò) 60%的患者在進(jìn)入后遺癥期后仍然存在上肢運(yùn)動(dòng)功能障礙。上肢的運(yùn)動(dòng)由上肢骨骼、 肌肉以及肩、肘、腕、 手等關(guān)節(jié)共同參與的復(fù)雜的三維活動(dòng),其活動(dòng)能力直接影響患者的日 常生活活動(dòng) (activities of daily living,ADL) 。0004運(yùn)動(dòng)再學(xué)習(xí)療法是一種針對(duì)腦卒中早期康復(fù)的運(yùn)動(dòng)療法,包括了功能恢復(fù)、限制 不必要的肌肉運(yùn)動(dòng)、 強(qiáng)調(diào)反饋對(duì)運(yùn)動(dòng)控制的重要性、 調(diào)整重心和環(huán)境控制五個(gè)基本要素, 是 目前腦卒中康復(fù)常用的治療方法。目前在常規(guī)的治療環(huán)境中,常無(wú)法達(dá)到運(yùn)動(dòng)再

10、學(xué)習(xí)療法 對(duì)功能、環(huán)境、運(yùn)動(dòng)限制等方面的特殊要求。0005因此,利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行場(chǎng)景搭建、數(shù)據(jù)采集、體感交互進(jìn)行運(yùn)動(dòng)再學(xué)習(xí)治療 的新型康復(fù)手段兼具臨床、科研、市場(chǎng)價(jià)值。發(fā)明內(nèi)容 0006本發(fā)明旨在克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷,提供一種基于虛擬現(xiàn)實(shí)和運(yùn)動(dòng)再學(xué)習(xí)的 上肢康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng),使用戶(hù)在虛擬場(chǎng)景中進(jìn)行運(yùn)動(dòng)再學(xué)習(xí)康復(fù)訓(xùn)練,達(dá)到最大程度的恢復(fù), 改善日常生活能力。0007 為達(dá)到上述目的,本發(fā)明采取的技術(shù)方案是:提供一種基于虛擬現(xiàn)實(shí)和運(yùn)動(dòng)再學(xué)習(xí)的上肢康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng),包括虛擬現(xiàn)實(shí)訓(xùn)練設(shè)備; 虛擬現(xiàn)實(shí)訓(xùn)練設(shè)備包括虛擬場(chǎng)景搭建設(shè)備及運(yùn)動(dòng)功能訓(xùn)練程序 ;虛擬場(chǎng)景搭建設(shè)備包括用于搭建虛擬場(chǎng)景并給出用戶(hù)上肢運(yùn)動(dòng)

11、提 示的虛擬場(chǎng)景搭建模塊,用于顯示虛擬場(chǎng)景及用戶(hù)上肢運(yùn)動(dòng)提示的立體顯示模塊,及用于 實(shí)時(shí)采集用戶(hù)上肢根據(jù)提示進(jìn)行運(yùn)動(dòng)功能訓(xùn)練程序時(shí)的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)的體感交互模塊;運(yùn)動(dòng)功能訓(xùn)練程序包括用于接收、處理體感交互模塊傳輸?shù)倪\(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)并根據(jù)處理后的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)在 虛擬場(chǎng)景搭建模塊內(nèi)創(chuàng)建與用戶(hù)上肢同步運(yùn)動(dòng)的虛擬上肢的數(shù)據(jù)處理模塊,并用于指導(dǎo)用 戶(hù)根據(jù)虛擬場(chǎng)景搭建設(shè)備進(jìn)行運(yùn)動(dòng)再學(xué)習(xí)康復(fù)訓(xùn)練以依次完成運(yùn)動(dòng)障礙分析、運(yùn)動(dòng)功能訓(xùn) 練及訓(xùn)練效果反饋。0008上述方案中,用戶(hù)觀看虛擬場(chǎng)景并按照上肢運(yùn)動(dòng)提示進(jìn)行運(yùn)動(dòng)再學(xué)習(xí)康復(fù)訓(xùn)練, 康復(fù)訓(xùn)練過(guò)程中,體感交互模塊實(shí)時(shí)采集用戶(hù)上肢的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)并傳輸至數(shù)據(jù)處理模塊進(jìn)行 處理,數(shù)據(jù)處理模塊根

12、據(jù)處理后的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)在虛擬場(chǎng)景搭建模塊內(nèi)創(chuàng)建與用戶(hù)上肢同步運(yùn) 動(dòng)的虛擬上肢以完成用戶(hù)與虛擬場(chǎng)景的交互,數(shù)據(jù)處理模塊對(duì)處理后的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)動(dòng) 障礙分析, 獲取運(yùn)動(dòng)障礙分析結(jié)果, 根據(jù)運(yùn)動(dòng)障礙分析結(jié)果進(jìn)行運(yùn)動(dòng)功能訓(xùn)練, 對(duì)運(yùn)動(dòng)功能 訓(xùn)練過(guò)程中采集的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理以反饋訓(xùn)練效果,本發(fā)明使用戶(hù)在虛擬場(chǎng)景中進(jìn)行運(yùn) 動(dòng)再學(xué)習(xí)康復(fù)訓(xùn)練,達(dá)到最大程度的恢復(fù),改善日常生活能力。0009優(yōu)選地,所述康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)還包括用于輔助用戶(hù)在康復(fù)訓(xùn)練過(guò)程中保持符合訓(xùn)練 要求體位的訓(xùn)練體位輔助設(shè)備 ; 所述訓(xùn)練體位輔助設(shè)備包括座椅及設(shè)于座椅上的上肢支撐 架、脊柱調(diào)整靠背及肩上部活動(dòng)限制板;上肢支撐架用于在康復(fù)訓(xùn)練過(guò)程中輔助支

13、撐用戶(hù)上肢,脊柱調(diào)整靠背用于在康復(fù)訓(xùn)練過(guò)程中輔助調(diào)整用戶(hù)脊柱狀態(tài),肩上部活動(dòng)限制板用 于在康復(fù)訓(xùn)練過(guò)程中限制用戶(hù)的肩上部活動(dòng)。腦卒中發(fā)病后肩臂部位運(yùn)動(dòng)功能障礙以取物 困難為主要表現(xiàn) : 肩前伸困難、肘伸直困難、前臂旋后困難,出現(xiàn)以肩上抬、前臂旋前、脊 柱屈伸為主的代償性運(yùn)動(dòng)模式;用戶(hù)在進(jìn)行運(yùn)動(dòng)再學(xué)習(xí)康復(fù)訓(xùn)練時(shí)使用訓(xùn)練體位輔助設(shè)備,能使用戶(hù)在康復(fù)訓(xùn)練過(guò)程中保持符合訓(xùn)練要求的體位,抑制代償動(dòng)作的產(chǎn)生,保證康復(fù)訓(xùn) 練效果。0010優(yōu)選地,座椅、上肢支撐架及肩上部活動(dòng)限制板均為高度可調(diào)節(jié)的結(jié)構(gòu)。這樣設(shè)置 便于不同的患者使用, 患者可根據(jù)自身需求調(diào)整座椅、 上肢支撐架、 及肩上部活動(dòng)限制板的 高度。00

14、11優(yōu)選地,所述立體顯示模塊為眼鏡式3D顯示設(shè)備、裸眼3D顯示設(shè)備或頭盔式虛擬現(xiàn)實(shí)與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示設(shè)備 ;虛擬場(chǎng)景搭建模塊為 Unity3D 立體游戲開(kāi)發(fā)平臺(tái) ;體感交互模塊 為 Leap Motion Controller,Real Sense 或 Kinect 體感交互設(shè)備。裸眼 3D 顯示設(shè)備使得在不用佩戴眼部設(shè)備的情況下, 為用戶(hù)呈現(xiàn)動(dòng)態(tài)的、 具有深度信息的虛擬立體場(chǎng)景, 增強(qiáng)訓(xùn)練 過(guò)程中的沉浸感 ;虛擬場(chǎng)景的搭建也可由其他立體游戲開(kāi)發(fā)平臺(tái)進(jìn)行制作,Unity3D 立體游戲開(kāi)發(fā)平臺(tái)搭建的虛擬場(chǎng)景, 畫(huà)面生動(dòng)逼真, 場(chǎng)景貼近生活, 強(qiáng)調(diào)患者在口常生活中的運(yùn)動(dòng) 應(yīng)用,注重用戶(hù)的運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)

15、;Leap Motion Controller 能實(shí)時(shí)采集用戶(hù)上肢根據(jù)提示 進(jìn)行運(yùn)動(dòng)功能訓(xùn)練程序時(shí)的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù),以在虛擬場(chǎng)景搭建模塊內(nèi)創(chuàng)建虛擬上肢,實(shí)現(xiàn)虛擬 上肢與用戶(hù)上肢的同步運(yùn)動(dòng),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)用戶(hù)與虛擬場(chǎng)景的交互。0012優(yōu)選地,運(yùn)動(dòng)功能訓(xùn)練程序還包括用于運(yùn)動(dòng)障礙分析的運(yùn)動(dòng)障礙分析模塊,用于 根據(jù)運(yùn)動(dòng)障礙分析模塊的分析結(jié)果進(jìn)行訓(xùn)練的運(yùn)動(dòng)功能訓(xùn)練模塊,用于對(duì)運(yùn)動(dòng)功能訓(xùn)練模 塊的訓(xùn)練效果進(jìn)行反饋的訓(xùn)練效果反饋模塊??祻?fù)訓(xùn)練過(guò)程中,用戶(hù)先進(jìn)行運(yùn)動(dòng)障礙分析, 便于了解用戶(hù)患病情況,進(jìn)而制定適合用戶(hù)的運(yùn)動(dòng)功能訓(xùn)練,并對(duì)訓(xùn)練效果進(jìn)行反饋。0013 優(yōu)選地,運(yùn)動(dòng)障礙分析模塊包括肩臂運(yùn)動(dòng)分析項(xiàng)目和腕手運(yùn)動(dòng)分析項(xiàng)

16、目;兩個(gè)運(yùn)動(dòng)分析項(xiàng)目均用于獲取用戶(hù)控制健側(cè)及患側(cè)雙側(cè)上肢同時(shí)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析任務(wù)時(shí)的雙側(cè)上肢 運(yùn)動(dòng)信息,并對(duì)雙側(cè)上肢運(yùn)動(dòng)信息進(jìn)行對(duì)比以獲取分析結(jié)果;且所述健側(cè)上肢運(yùn)動(dòng)信息作為運(yùn)動(dòng)功能訓(xùn)練模塊的常模。0014 進(jìn)一步優(yōu)選地,肩臂運(yùn)動(dòng)分析項(xiàng)目中,雙側(cè)上肢運(yùn)動(dòng)信息包括肩前伸最遠(yuǎn)距離 D; 腕手運(yùn)動(dòng)分析項(xiàng)目中, 雙側(cè)上肢運(yùn)動(dòng)信息包括腕關(guān)節(jié)仲展角度ROMe 及前臂旋后角度 ROMpo腦卒中后常見(jiàn)的上肢功能障礙為 :以肩前伸障礙為主的取物不能,以前臂旋后及腕背伸障礙 為主的抓握不能 ;根據(jù)上肢運(yùn)動(dòng)的生物力學(xué),分設(shè)肩臂及腕手這兩個(gè)部位的分析項(xiàng)目。0015 優(yōu)選地,運(yùn)動(dòng)功能訓(xùn)練模塊包括肩臂運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練項(xiàng)目和腕手運(yùn)動(dòng)訓(xùn)

17、練項(xiàng)目;兩個(gè)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練項(xiàng)目均包括運(yùn)動(dòng)模式學(xué)習(xí)項(xiàng)目、運(yùn)動(dòng)模式指導(dǎo)項(xiàng)目及自發(fā)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練項(xiàng)目 ;運(yùn)動(dòng)模式 學(xué)習(xí)項(xiàng)目用于用戶(hù)觀看并學(xué)習(xí)常模的運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)模式指導(dǎo)項(xiàng)目用于用戶(hù)跟隨常模運(yùn)動(dòng),自 發(fā)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練項(xiàng)目用于常模消失后用戶(hù)控制患側(cè)上肢獨(dú)立進(jìn)行常模所作運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)功能訓(xùn)練過(guò)程中,可使用訓(xùn)練體位輔助設(shè)備使用戶(hù)體位保持在肩關(guān)節(jié)前屈900、自然下沉、肘關(guān)節(jié)伸直、脊柱直立狀態(tài)下。0016 優(yōu)選地,訓(xùn)練效果反饋模塊包括實(shí)時(shí)反饋模塊及完成反饋模塊;實(shí)時(shí)反饋模塊用于實(shí)時(shí)反饋用戶(hù)進(jìn)行自發(fā)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練項(xiàng)目時(shí)的訓(xùn)練效果以提醒用戶(hù)調(diào)整或繼續(xù)保持當(dāng)前訓(xùn) 練;完成反饋模塊用于對(duì)用戶(hù)完成自發(fā)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練項(xiàng)目時(shí)的整體訓(xùn)練效果進(jìn)行反饋。以視覺(jué)、 聽(tīng)覺(jué)

18、、 數(shù)據(jù)等方式對(duì)用戶(hù)的訓(xùn)練效果進(jìn)行反饋, 使用戶(hù)得以在訓(xùn)練過(guò)程中調(diào)整運(yùn)動(dòng)狀態(tài), 自 行糾正錯(cuò)誤的運(yùn)動(dòng)模式,強(qiáng)化已學(xué)習(xí)的運(yùn)動(dòng)模式; 在訓(xùn)練結(jié)束后,訓(xùn)練效果以完成度及吻合度的形式呈現(xiàn),完成度即完成單次訓(xùn)練任務(wù)的總次數(shù),吻合度即訓(xùn)練過(guò)程中患側(cè)上肢與常 模的擬合程度,反映了用戶(hù)對(duì)訓(xùn)練項(xiàng)目的掌握程度及患側(cè)上肢運(yùn)動(dòng)的改善程度。0017優(yōu)選地,在肩臂運(yùn)動(dòng)分析項(xiàng)目中,可使用訓(xùn)練體位輔助設(shè)備使用戶(hù)體位保持在肩 關(guān)節(jié)前屈 900、肘關(guān)節(jié)伸直、脊柱直立狀態(tài)下,用戶(hù)健側(cè)及患側(cè)雙側(cè)上肢按照虛擬場(chǎng)景中的 運(yùn)動(dòng)提示進(jìn)行肩前伸運(yùn)動(dòng)夠取虛擬場(chǎng)景中央的杯子,共進(jìn)行三次;以健側(cè)上肢三次肩前伸最遠(yuǎn)距離D的平均值建立第一常模并保存,對(duì)

19、比分析雙側(cè)上肢肩前伸最遠(yuǎn)距離D;患側(cè)上肢若達(dá)到肩關(guān)節(jié)健康閡值 (可優(yōu)選為第一常模的 80 ),則進(jìn)行腕手運(yùn)動(dòng)分析項(xiàng)目 ;患側(cè)上肢 若未達(dá)到肩關(guān)節(jié)健康 I 值,則進(jìn)行肩臂運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練項(xiàng)目。fools 優(yōu)選地,在腕手運(yùn)動(dòng)分析項(xiàng)目中,用戶(hù)使用雙側(cè)上肢在軀干直立體位下按照虛擬 場(chǎng)景中的運(yùn)動(dòng)提示同時(shí)進(jìn)行抓握運(yùn)動(dòng)以抓取虛擬場(chǎng)景中央的杯子,共進(jìn)行三次;以健側(cè)上肢腕關(guān)節(jié)伸展角度 ROMe及前臂旋后角度 ROMP的平均值建立第二常模并保存,對(duì)比分析 雙側(cè)上肢腕關(guān)節(jié)伸展角度、前臂旋后角度 ;患側(cè)上肢若達(dá)到腕關(guān)節(jié)訓(xùn)練 I 值(可優(yōu)選為第二常模的 50 %),則進(jìn)行腕手運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練項(xiàng)目 ;患側(cè)上肢若未達(dá)到腕關(guān)節(jié)訓(xùn)練17 值,

20、則進(jìn)行肩臂運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練項(xiàng)目。0019肩關(guān)節(jié)健康閡值和腕關(guān)節(jié)訓(xùn)練閡值作為跳轉(zhuǎn)肩臂運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練項(xiàng)目或腕手運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練 項(xiàng)目的標(biāo)準(zhǔn),使用戶(hù)參與的訓(xùn)練難度及訓(xùn)練強(qiáng)度在其運(yùn)動(dòng)功能水平之上但未超出太多(超負(fù)荷原則 ),有效訓(xùn)練缺失的運(yùn)動(dòng)功能而不至影響用戶(hù)參與訓(xùn)練的積極性。0020優(yōu)選地,肩臂運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練項(xiàng)目中,用戶(hù)按照虛擬場(chǎng)景中的運(yùn)動(dòng)提示夠取具有深度信 息的遠(yuǎn)處物品,并推移至指定區(qū)域 ;過(guò)程中,用戶(hù)使用訓(xùn)練體位輔助設(shè)備,重復(fù)進(jìn)行在肩前 屈 90 。體位下的肩前伸與肩后縮,強(qiáng)化肩部運(yùn)動(dòng) ;夠取物品時(shí),需判斷物品位置,分析物品 的深度信息,改善用戶(hù)視空間定位能力 ;推移物品時(shí),重復(fù)進(jìn)行兩點(diǎn)間跨越中線的運(yùn)動(dòng),增強(qiáng) 用戶(hù)本體感覺(jué)

21、并有效改善異常痙攣模式。0021優(yōu)選地,腕手運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練項(xiàng)目中,用戶(hù)按照虛擬場(chǎng)景中的運(yùn)動(dòng)提示接握從虛擬場(chǎng)景 上方掉落指定顏色和數(shù)量的球體 ;過(guò)程中,用戶(hù)重復(fù)進(jìn)行前臂旋后、腕背伸、手指屈伸的復(fù) 合運(yùn)動(dòng),主動(dòng)的多關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)增加關(guān)節(jié)活動(dòng)度及肌肉力量;用戶(hù)根據(jù)虛擬場(chǎng)景中的運(yùn)動(dòng)提示按照要求完成訓(xùn)練任務(wù),改善認(rèn)知功能;康復(fù)系統(tǒng)根據(jù)用戶(hù)接握準(zhǔn)確性 (接住指定顏色球體的數(shù)量 / 該時(shí)間內(nèi)掉落指定顏色球體的總數(shù)量 )的反饋,實(shí)時(shí)調(diào)整球體掉落速度及指定顏色 球體的比例,改善用戶(hù)協(xié)調(diào)性、運(yùn)動(dòng)反應(yīng)及認(rèn)知功能。0022運(yùn)動(dòng)功能訓(xùn)練模塊,參考運(yùn)動(dòng)再學(xué)習(xí)療法進(jìn)行訓(xùn)練設(shè)計(jì),為用戶(hù)提供特定作業(yè)活 動(dòng)中的一種運(yùn)動(dòng)模式進(jìn)行訓(xùn)練,搭建貼近

22、生活的虛擬場(chǎng)景強(qiáng)調(diào)運(yùn)動(dòng)模式在日常生活活動(dòng)中 的功能性, 實(shí)現(xiàn)從結(jié)構(gòu)到功能的整體康復(fù)。 選擇用戶(hù)健側(cè)上肢運(yùn)動(dòng)信息作為常模, 并以常模 作為學(xué)習(xí)和指導(dǎo)的主體, 選擇患肢與常模特定運(yùn)動(dòng)信息的吻合程度作為訓(xùn)練難度的設(shè)置依據(jù), 促進(jìn)用戶(hù)患肢的運(yùn)動(dòng)趨向正常,并改善用戶(hù)雙側(cè)上肢的運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)性。0023本發(fā)明的另一個(gè)目的,在于提供一種基于虛擬現(xiàn)實(shí)和運(yùn)動(dòng)再學(xué)習(xí)的上肢康復(fù)訓(xùn)練方法, 使用上述上肢康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng),包括如下步驟 :S1使用虛擬場(chǎng)景搭建模塊搭建虛擬場(chǎng)景,虛擬場(chǎng)景給出用戶(hù)上肢運(yùn)動(dòng)的提示,使用立 體顯示模塊顯示虛擬場(chǎng)景及用戶(hù)上肢運(yùn)動(dòng)的提示 ;S2用戶(hù)觀看立體顯示模塊顯示的虛擬場(chǎng)景,并按照用戶(hù)上肢運(yùn)動(dòng)的提示開(kāi)始運(yùn)

23、動(dòng)功 能訓(xùn)練程序以進(jìn)行運(yùn)動(dòng)再學(xué)習(xí)康復(fù)訓(xùn)練 ;S3使用體感交互模塊實(shí)時(shí)采集用戶(hù)上肢根據(jù)提示進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練時(shí)的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù);使用數(shù)據(jù)處理模塊接收并處理體感交互模塊傳輸?shù)倪\(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù),根據(jù)處理后的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)在虛擬場(chǎng) 景搭建模塊內(nèi)創(chuàng)建與用戶(hù)上肢同步運(yùn)動(dòng)的虛擬上肢并顯示在立體顯示模塊上,對(duì)處理后的 運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)障礙分析,獲取運(yùn)動(dòng)障礙分析結(jié)果 ;S4根據(jù)運(yùn)動(dòng)障礙分析結(jié)果進(jìn)行運(yùn)動(dòng)功能訓(xùn)練,使用體感交互模塊實(shí)時(shí)采集用戶(hù)進(jìn)行 運(yùn)動(dòng)功能訓(xùn)練時(shí)的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù),使用數(shù)據(jù)處理模塊接收并處理體感交互模塊傳輸?shù)倪\(yùn)動(dòng)數(shù) 據(jù),并根據(jù)處理后的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練效果反饋。0024與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果為 :用戶(hù)觀看虛擬場(chǎng)景并按照上肢運(yùn)

24、動(dòng)提示進(jìn)行運(yùn)動(dòng)再學(xué)習(xí)康復(fù)訓(xùn)練,康復(fù)訓(xùn)練過(guò)程中, 體感交互模塊實(shí)時(shí)采集用戶(hù)上肢的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)并傳輸至數(shù)據(jù)處理模塊進(jìn)行處理,數(shù)據(jù)處理模 塊根據(jù)處理后的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)在虛擬場(chǎng)景搭建模塊內(nèi)創(chuàng)建與用戶(hù)上肢同步運(yùn)動(dòng)的虛擬上肢以 完成用戶(hù)與虛擬場(chǎng)景的交互,數(shù)據(jù)處理模塊對(duì)處理后的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)障礙分析,獲取 運(yùn)動(dòng)障礙分析結(jié)果,根據(jù)運(yùn)動(dòng)障礙分析結(jié)果進(jìn)行運(yùn)動(dòng)功能訓(xùn)練,對(duì)運(yùn)動(dòng)功能訓(xùn)練過(guò)程中采 集的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理以反饋訓(xùn)練效果,本發(fā)明使用戶(hù)在虛擬場(chǎng)景中進(jìn)行運(yùn)動(dòng)再學(xué)習(xí)康復(fù) 訓(xùn)練,實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)重塑、功能重建,達(dá)到最大程度的恢復(fù),改善日常生活能力。附圖說(shuō)明0025圖 1 為本實(shí)施例一種基于虛擬現(xiàn)實(shí)和運(yùn)動(dòng)再學(xué)習(xí)的上肢康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)的示意

25、圖。0026圖 2 為本實(shí)施例一種基于虛擬現(xiàn)實(shí)和運(yùn)動(dòng)再學(xué)習(xí)的上肢康復(fù)訓(xùn)練方法的訓(xùn)練流程 圖;其中Da,Du分別為患側(cè)肩前伸最遠(yuǎn)距離、健側(cè)肩前伸最遠(yuǎn)距離 ;ROMpa, ROMpu分別為患 側(cè)前臂旋后角度、 健側(cè)前臂旋后角度 ;ROMea,ROMeu 分別為患側(cè)腕關(guān)節(jié)伸展角度、 健側(cè)腕關(guān) 節(jié)伸展角度。0027圖 3 為本實(shí)施例中訓(xùn)練體位輔助設(shè)備的示意圖。0028圖 4 為本實(shí)施例中動(dòng)障礙分析模塊界面圖。0029圖 5 為本實(shí)施例中肩臂運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練項(xiàng)目的訓(xùn)練界面圖。foo3o圖6為本實(shí)施例中腕手運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練項(xiàng)目的訓(xùn)練界面圖。0031附圖標(biāo)識(shí) :1上肢支撐架 ;2脊柱調(diào)整靠背 ;3肩上部活動(dòng)限制板 ;10座

26、椅。 具體實(shí)施方式0032為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn),下面結(jié)合附圖和具體實(shí) 施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述,應(yīng)當(dāng)理解,此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說(shuō)明和解釋本發(fā) 明,并不用于限定本發(fā)明。實(shí)施例0033如圖 1 所示,本發(fā)明提供一種基于虛擬現(xiàn)實(shí)和運(yùn)動(dòng)再學(xué)習(xí)的上肢康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng),包 括虛擬現(xiàn)實(shí)訓(xùn)練設(shè)備 ;虛擬現(xiàn)實(shí)訓(xùn)練設(shè)備包括虛擬場(chǎng)景搭建設(shè)備及運(yùn)動(dòng)功能訓(xùn)練程序;虛擬場(chǎng)景搭建設(shè)備包括用于搭建虛擬場(chǎng)景并給出用戶(hù)上肢運(yùn)動(dòng)提示的虛擬場(chǎng)景搭建模塊,用 于顯示虛擬場(chǎng)景及用戶(hù)上肢運(yùn)動(dòng)提示的立體顯示模塊,及用于實(shí)時(shí)采集用戶(hù)上肢根據(jù)提示 進(jìn)行運(yùn)動(dòng)功能訓(xùn)練程序時(shí)的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)的體感交互模塊;運(yùn)動(dòng)功能訓(xùn)練程序包

27、括用于接收、處理體感交互模塊傳輸?shù)倪\(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)并根據(jù)處理后的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)在虛擬場(chǎng)景搭建模塊內(nèi)創(chuàng)建 與用戶(hù)上肢同步運(yùn)動(dòng)的虛擬上肢的數(shù)據(jù)處理模塊,并用于指導(dǎo)用戶(hù)根據(jù)虛擬場(chǎng)景搭建設(shè)備 進(jìn)行運(yùn)動(dòng)再學(xué)習(xí)康復(fù)訓(xùn)練以依次完成運(yùn)動(dòng)障礙分析、運(yùn)動(dòng)功能訓(xùn)練及訓(xùn)練效果反饋。0034本實(shí)施例中,用戶(hù)觀看虛擬場(chǎng)景并按照上肢運(yùn)動(dòng)提示進(jìn)行運(yùn)動(dòng)再學(xué)習(xí)康復(fù)訓(xùn)練, 康復(fù)訓(xùn)練過(guò)程中,體感交互模塊實(shí)時(shí)采集用戶(hù)上肢的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)并傳輸至數(shù)據(jù)處理模塊進(jìn)行 處理,數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)處理后的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)在虛擬場(chǎng)景搭建模塊內(nèi)創(chuàng)建與用戶(hù)上肢同步運(yùn) 動(dòng)的虛擬上肢以完成用戶(hù)與虛擬場(chǎng)景的交互,數(shù)據(jù)處理模塊對(duì)處理后的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)動(dòng) 障礙分析, 獲取運(yùn)動(dòng)障礙分析結(jié)果,

28、根據(jù)運(yùn)動(dòng)障礙分析結(jié)果進(jìn)行運(yùn)動(dòng)功能訓(xùn)練, 對(duì)運(yùn)動(dòng)功能 訓(xùn)練過(guò)程中采集的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理以反饋訓(xùn)練效果,本發(fā)明使用戶(hù)在虛擬場(chǎng)景中進(jìn)行運(yùn) 動(dòng)再學(xué)習(xí)康復(fù)訓(xùn)練,達(dá)到最大程度的恢復(fù),改善日常生活能力。0035其中,所述康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)還包括用于輔助用戶(hù)在康復(fù)訓(xùn)練過(guò)程中保持符合訓(xùn)練要 求體位的訓(xùn)練體位輔助設(shè)備 ;如圖 3所示,所述訓(xùn)練體位輔助設(shè)備包括座椅 10及設(shè)于座椅 10 上的上肢支撐架 1、脊柱調(diào)整靠背 2 及肩上部活動(dòng)限制板 3;上肢支撐架 1用于在康復(fù)訓(xùn)練過(guò) 程中輔助支撐用戶(hù)上肢, 脊柱調(diào)整靠背 2 用于在康復(fù)訓(xùn)練過(guò)程中輔助調(diào)整用戶(hù)脊柱狀態(tài), 肩 上部活動(dòng)限制板 3 用于在康復(fù)訓(xùn)練過(guò)程中限制用戶(hù)的肩上

29、部活動(dòng)。腦卒中發(fā)病后肩臂部位 運(yùn)動(dòng)功能障礙以取物困難為主要表現(xiàn) :肩前伸困難、肘伸直困難、前臂旋后困難,出現(xiàn)以肩 上抬、前臂旋前、脊柱屈伸為主的代償性運(yùn)動(dòng)模式;用戶(hù)在進(jìn)行運(yùn)動(dòng)再學(xué)習(xí)康復(fù)訓(xùn)練時(shí)使用訓(xùn)練體位輔助設(shè)備,能使用戶(hù)在康復(fù)訓(xùn)練過(guò)程中保持符合訓(xùn)練要求的體位,抑制代償動(dòng)作 的產(chǎn)生,保證康復(fù)訓(xùn)練效果。0036本實(shí)施例中,座椅 10、上肢支撐架 1及肩上部活動(dòng)限制板 3均為高度可調(diào)節(jié)的結(jié)構(gòu)。 這樣設(shè)置便于不同的患者使用, 患者可根據(jù)自身需求調(diào)整座椅、 上肢支撐架、 及肩上部活動(dòng) 限制板的高度。 由于將座椅 10、上肢支撐架 1、及肩上部活動(dòng)限制板 3設(shè)置為高度可調(diào)節(jié)的 結(jié)構(gòu)屬于現(xiàn)有技術(shù), 例如將支

30、撐座椅的椅腿、 支撐上肢支撐架 1 的支撐桿、 支撐肩上部活動(dòng) 限制板 3 的支撐桿設(shè)置為可伸縮結(jié)構(gòu), 即可實(shí)現(xiàn)座椅 10、上肢支撐架 1、及肩上部活動(dòng)限制 板 3 的高度可調(diào)節(jié),在此不再詳述。0037另外,所述立體顯示模塊為眼鏡式 3D顯示設(shè)備、裸眼3D顯示設(shè)備或頭盔式虛擬現(xiàn)實(shí)與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示設(shè)備 ;虛擬場(chǎng)景搭建模塊為 Unity3D 立體游戲開(kāi)發(fā)平臺(tái) ;體感交互模塊為 Leap Motion Controller,Real Sense 或 Kinect 體感交互設(shè)備。本實(shí)施例中,立體顯示模塊為裸 眼 3D 顯示設(shè)備,使得在不用佩戴眼部設(shè)備的情況下,為用戶(hù)呈現(xiàn)動(dòng)態(tài)的、具有深度信息的 虛擬立體場(chǎng)

31、景,增強(qiáng)訓(xùn)練過(guò)程中的沉浸感;虛擬場(chǎng)景的搭建也可由其他立體游戲開(kāi)發(fā)平臺(tái)進(jìn)行制作, Unity3D 立體游戲開(kāi)發(fā)平臺(tái)搭建的虛擬場(chǎng)景,畫(huà)面生動(dòng)逼真,場(chǎng)景貼近生活,強(qiáng)調(diào) 患者在日常生活中的運(yùn)動(dòng)應(yīng)用,注重用戶(hù)的運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù);體感交互模塊為 Leap MotionController ,能實(shí)時(shí)采集用戶(hù)上肢根據(jù)提示進(jìn)行運(yùn)動(dòng)功能訓(xùn)練程序時(shí)的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù),以在虛擬 場(chǎng)景搭建模塊內(nèi)創(chuàng)建虛擬上肢, 實(shí)現(xiàn)虛擬上肢與用戶(hù)上肢的同步運(yùn)動(dòng), 進(jìn)而實(shí)現(xiàn)用戶(hù)與虛擬 場(chǎng)景的交互。0038其中,運(yùn)動(dòng)功能訓(xùn)練程序還包括用于運(yùn)動(dòng)障礙分析的運(yùn)動(dòng)障礙分析模塊,用于根 據(jù)運(yùn)動(dòng)障礙分析模塊的分析結(jié)果進(jìn)行訓(xùn)練的運(yùn)動(dòng)功能訓(xùn)練模塊,用于對(duì)運(yùn)動(dòng)功能訓(xùn)練模

32、塊 的訓(xùn)練效果進(jìn)行反饋的訓(xùn)練效果反饋模塊。 康復(fù)訓(xùn)練過(guò)程中, 用戶(hù)先進(jìn)行運(yùn)動(dòng)障礙分析, 便 于了解用戶(hù)患病情況,進(jìn)而制定適合用戶(hù)的運(yùn)動(dòng)功能訓(xùn)練,并對(duì)訓(xùn)練效果進(jìn)行反饋。0039 另外,運(yùn)動(dòng)障礙分析模塊包括肩臂運(yùn)動(dòng)分析項(xiàng)目和腕手運(yùn)動(dòng)分析項(xiàng)目;兩個(gè)運(yùn)動(dòng)分析項(xiàng)目均用于獲取用戶(hù)控制健側(cè)及患側(cè)雙側(cè)上肢同時(shí)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析任務(wù)時(shí)的雙側(cè)上肢 運(yùn)動(dòng)信息,并對(duì)雙側(cè)上肢運(yùn)動(dòng)信息進(jìn)行對(duì)比以獲取分析結(jié)果;且所述健側(cè)上肢運(yùn)動(dòng)信息作為運(yùn)動(dòng)功能訓(xùn)練模塊的常模。0040本實(shí)施例中,肩臂運(yùn)動(dòng)分析項(xiàng)目中,雙側(cè)上肢運(yùn)動(dòng)信息包括肩前伸最遠(yuǎn)距離D;腕手運(yùn)動(dòng)分析項(xiàng)目中,雙側(cè)上肢運(yùn)動(dòng)信息包括腕關(guān)節(jié)伸展角度 ROMe 及前臂旋后角度 ROMP。

33、腦卒中后常見(jiàn)的上肢功能障礙為 :以肩前伸障礙為主的取物不能,以前臂旋后及腕背伸障礙 為主的抓握不能 ;根據(jù)上肢運(yùn)動(dòng)的生物力學(xué),分設(shè)肩臂及腕手這兩個(gè)部位的分析項(xiàng)目。0041其中,運(yùn)動(dòng)功能訓(xùn)練模塊包括肩臂運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練項(xiàng)目和腕手運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練項(xiàng)目;兩個(gè)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練項(xiàng)目均包括運(yùn)動(dòng)模式學(xué)習(xí)項(xiàng)目、運(yùn)動(dòng)模式指導(dǎo)項(xiàng)目及自發(fā)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練項(xiàng)目;運(yùn)動(dòng)模式學(xué)習(xí)項(xiàng)目用于用戶(hù)觀看并學(xué)習(xí)常模的運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)模式指導(dǎo)項(xiàng)目用于用戶(hù)跟隨常模運(yùn)動(dòng),自發(fā) 運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練項(xiàng)目用于常模消失后用戶(hù)控制患側(cè)上肢獨(dú)立進(jìn)行常模所作運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)功能訓(xùn)練過(guò) 程中,可使用訓(xùn)練體位輔助設(shè)備使用戶(hù)體位保持在肩關(guān)節(jié)前屈900、自然下沉、肘關(guān)節(jié)伸直、脊柱直立狀態(tài)下。0042另外,訓(xùn)練效果

34、反饋模塊包括實(shí)時(shí)反饋模塊及完成反饋模塊;實(shí)時(shí)反饋模塊用于實(shí)時(shí)反饋用戶(hù)進(jìn)行自發(fā)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練項(xiàng)目時(shí)的訓(xùn)練效果以提醒用戶(hù)調(diào)整或繼續(xù)保持當(dāng)前訓(xùn)練;完成反饋模塊用于對(duì)用戶(hù)完成自發(fā)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練項(xiàng)目時(shí)的整體訓(xùn)練效果進(jìn)行反饋。以視覺(jué)、聽(tīng) 覺(jué)、數(shù)據(jù)等方式對(duì)用戶(hù)的訓(xùn)練效果進(jìn)行反饋, 使用戶(hù)得以在訓(xùn)練過(guò)程中調(diào)整運(yùn)動(dòng)狀態(tài), 自行 糾正錯(cuò)誤的運(yùn)動(dòng)模式,強(qiáng)化已學(xué)習(xí)的運(yùn)動(dòng)模式;在訓(xùn)練結(jié)束后,訓(xùn)練效果以完成度及吻合度的形式呈現(xiàn),完成度即完成單次訓(xùn)練任務(wù)的總次數(shù),吻合度即訓(xùn)練過(guò)程中患側(cè)上肢與常模 的擬合程度,反映了用戶(hù)對(duì)訓(xùn)練項(xiàng)目的掌握程度及患側(cè)上肢運(yùn)動(dòng)的改善程度。0043本實(shí)施例中,訓(xùn)練體位輔助設(shè)備用于肩臂運(yùn)動(dòng)分析項(xiàng)目、肩臂運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練項(xiàng)

35、目和腕 手運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練項(xiàng)目中,輔助用戶(hù)保持在肩關(guān)節(jié)前屈 900、肘關(guān)節(jié)伸直、脊柱直立狀態(tài)下。0044該康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng),使得用戶(hù)在虛擬場(chǎng)景搭建設(shè)備搭建的虛擬場(chǎng)景中進(jìn)行運(yùn)動(dòng)障礙 分析及運(yùn)動(dòng)功能訓(xùn)練,且整個(gè)康復(fù)訓(xùn)練過(guò)程中,體感交互模塊實(shí)時(shí)采集用戶(hù)上肢根據(jù)提示 進(jìn)行運(yùn)動(dòng)功能訓(xùn)練程序時(shí)的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)并在虛擬場(chǎng)景中創(chuàng)建與用戶(hù)上肢同步運(yùn)動(dòng)的虛擬上 肢,運(yùn)動(dòng)功能訓(xùn)練程序?qū)τ脩?hù)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)障礙分析,通過(guò)將健側(cè)上肢運(yùn)動(dòng)信息作為運(yùn)動(dòng)功能 訓(xùn)練模塊的常模、 對(duì)比分析雙側(cè)上肢運(yùn)動(dòng)信息, 再制定針對(duì)性的運(yùn)動(dòng)功能訓(xùn)練, 實(shí)施肩臂運(yùn) 動(dòng)訓(xùn)練或腕手運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練, 并對(duì)訓(xùn)練效果進(jìn)行反饋, 使用戶(hù)再學(xué)習(xí)喪失的上肢運(yùn)動(dòng)功能, 改善 日常生活能力。00

36、45本實(shí)施例還提供了一種基于虛擬現(xiàn)實(shí)和運(yùn)動(dòng)再學(xué)習(xí)的上肢康復(fù)訓(xùn)練方法,使用上述上肢康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng),包括如下步驟 :SI使用虛擬場(chǎng)景搭建模塊搭建虛擬場(chǎng)景,虛擬場(chǎng)景給出用戶(hù)上肢運(yùn)動(dòng)的提示,使用立體顯示模塊顯示虛擬場(chǎng)景及用戶(hù)上肢運(yùn)動(dòng)的提示 ;S2用戶(hù)觀看立體顯示模塊顯示的虛擬場(chǎng)景,并按照用戶(hù)上肢運(yùn)動(dòng)的提示開(kāi)始運(yùn)動(dòng)功 能訓(xùn)練程序以進(jìn)行運(yùn)動(dòng)再學(xué)習(xí)康復(fù)訓(xùn)練 ;S3使用體感交互模塊實(shí)時(shí)采集用戶(hù)上肢根據(jù)提示進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練時(shí)的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù);使用數(shù)據(jù)處理模塊接收并處理體感交互模塊傳輸?shù)倪\(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù),根據(jù)處理后的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)在虛擬場(chǎng) 景搭建模塊內(nèi)創(chuàng)建與用戶(hù)上肢同步運(yùn)動(dòng)的虛擬上肢并顯示在立體顯示模塊上,對(duì)處理后的 運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)障礙

37、分析,獲取運(yùn)動(dòng)障礙分析結(jié)果 ;S4根據(jù)運(yùn)動(dòng)障礙分析結(jié)果進(jìn)行運(yùn)動(dòng)功能訓(xùn)練,使用體感交互模塊實(shí)時(shí)采集用戶(hù)進(jìn)行 運(yùn)動(dòng)功能訓(xùn)練時(shí)的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù),使用數(shù)據(jù)處理模塊接收并處理體感交互模塊傳輸?shù)倪\(yùn)動(dòng)數(shù) 據(jù),并根據(jù)處理后的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練效果反饋。 0046使用該康復(fù)訓(xùn)練方法進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練時(shí),流程如圖2 所示,具體如下。00471、用戶(hù)使用訓(xùn)練體位輔助設(shè)備將體位調(diào)整為脊柱直立的坐位后,進(jìn)入訓(xùn)練系統(tǒng),選擇患側(cè)上肢 (“左側(cè)”或“右側(cè), ' )。00482、首先進(jìn)行運(yùn)動(dòng)障礙分析,其界面圖如圖 4 所示,具體如下。00492.1、在肩臂運(yùn)動(dòng)分析項(xiàng)目中,訓(xùn)練體位輔助設(shè)備輔助用戶(hù)完成體位擺放(直立坐位,肩關(guān)節(jié)前屈 9

38、00,肘關(guān)節(jié)伸直 ),虛擬場(chǎng)景中央顯示具有深度信息的杯子,用戶(hù)被要求 控制雙側(cè)上肢同時(shí)進(jìn)行肩前伸運(yùn)動(dòng)夠取杯子,重復(fù)三次;在此過(guò)程中體感交互模塊實(shí)時(shí)采集雙側(cè)上肢以肩前伸最遠(yuǎn)距離 D 為主的運(yùn)動(dòng)信息,并以健側(cè)上肢三次肩前伸最遠(yuǎn)距離D 的平均值建立第一常模并保存,對(duì)比分析雙側(cè)上肢肩前伸最遠(yuǎn)距離(健側(cè)Du,患側(cè)Da);患側(cè)上肢若達(dá)到肩關(guān)節(jié)健康閡值(可優(yōu)選為80 % Du),則進(jìn)行腕手運(yùn)動(dòng)分析項(xiàng)口 ;患側(cè)上肢若未達(dá)到肩 關(guān)節(jié)健康 I 值,則進(jìn)行肩臂運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練項(xiàng)目。00502.2、在腕手運(yùn)動(dòng)分析項(xiàng)目中,訓(xùn)練體位輔助設(shè)備輔助用戶(hù)完成體位擺放(直立坐位),虛擬場(chǎng)景顯示內(nèi)容和用戶(hù)需要完成的任務(wù)與肩臂運(yùn)動(dòng)分析項(xiàng)目中相同;在此過(guò)程中體感交互模塊實(shí)時(shí)采集雙側(cè)上肢以腕關(guān)節(jié)伸展角度(ROMe)和前臂旋后角度(ROMP)為主的運(yùn)動(dòng)信息 ;以健側(cè)上肢腕關(guān)節(jié)伸展角度 RO

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