CN105163824A - 病患专用复健电玩 - Google Patents

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CN105163824A CN201480023131.XA CN201480023131A CN105163824A CN 105163824 A CN105163824 A CN 105163824A CN 201480023131 A CN201480023131 A CN 201480023131A CN 105163824 A CN105163824 A CN 105163824A
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Abstract

一种用于产生病患专用的复健电玩层级的方法，所述方法包含：接收针对一病患的复健治疗计划，所述复健治疗计划包含一或多种体能运动；以及将所述治疗计划自动转化成设置为通过一体感游戏系统来执行的一电玩层级。

Description

病患专用复健电玩
技术领域
本发明是关于病人专用的复健电玩。
背景技术
身体机能下降往往相关于整体健康的年龄相关障碍，也可以是所述伤害或疾病的所造成。这样的下降也会造成自信、人际交往和社会参与度的减少。具有运动障碍的人们经常会经历运动掌握、力量、与动作范围上的限制。这些困难会大大地限制了他们日常生活的活动，如独自地穿衣、梳理头发、和洗澡。此外，这些困难，以及疼痛会减少社交参与休闲活动，甚至对工作产生负面影响。
参与并配合通常包含重复运动的物理治疗，是目的要帮助具有运动障碍的人们克服他们所经历的限制的复健过程的一基本部分。然而，具争议的是大多数有运动障碍的人不会实行所建议的运动。人们常会说缺乏动力是规律运动的障碍。另外，在一疗程中的运动项目数通常是不够的。在复健期间，所述治疗师通常会亲自提供物理协助，并监控是否每个学生的动作达到一特定标准。因此，所述治疗师一次只能治疗一病患，或顶多一小群病患。病患通常缺乏热情去参与乏味的治疗过程，这导致持续的肌肉萎缩与肌耐力不足。
此外，众所周知的是成年人，特别是孩童会对重复相同的动作感到厌倦。当一个成年人或孩童在一伤后复建过程期间需要运动特定部位肌肉时，这会是问题。例如，在他或她的手断之后通常需要特别练习。要使这种重复性的工作有趣不容易。帮助复健中的人的现有方法包含有施予鼓励、特别是孩童去多做练习。
因此，使用技术让重复体能运动更具娱乐性，让病患在家实行复健物理治疗是很有益处的。电玩技术的使用正开始被开发为传达训练与复健计划给在家病患的一可购买的方式。
巴森(Basson)的专利US6,712,692揭露了用于收集一对象的动作信息的一方法，所述对象可以是一成人或孩童。这信息会被映像至一或多种游戏控制器指令。所述游戏控制器指令是被耦合至一电玩，且所述电玩游戏会如一般地响应所述游戏控制器指令。
拉塔(Latta)的专利US7996793揭露了用于姿势辨识系统架构的系统、方法与计算机可读媒介，提供一辨识器引擎，所述辨识器接收用户动作数据并提供数据给多个过滤器。一过滤器对应至一姿势，所述过滤器可由从所述姿势辨识器接收信息的程序来调整，这样一来所述姿势，像是一投掷姿势的手臂加速，的所述特定参数会被设置在每个程序层级上，或在单一程序内的多个时间。每个过滤器会将所述对应姿势发生的一信心层级，以及所述用户动作数据的更进一步细节输出给一程序。
沙维特(Shavit)的专利US20120190505A1揭露了用于监控一体能运动流程的表现得一系统，所述包含一彼拉多(Pilate)运动装置，用于让一使用者去实行所述体能运动流程、多种动作，以及位置传感器，用于产生感测信息，所述感测信息包含实行所述体能运动流程的一用户的至少位置与移动；一数据库，其包含代表所述体能运动流程的至少一最佳执行的流程信息；一训练模块，被设置来将至少所述彼拉多运动装置的显现从感测信息中分出，将所分出的感测信息与所述流程信息比较以侦测所述感测信息与所述流程信息之间的至少差异，其中所述差异指出所述体能运动流程的一错误执行，所述训练模块另被设置来回馈关于让所述使用者修正所述体能运动流程的执行的指令给所述用户。
史密斯(Smith)(2012)揭露了所述主要电玩游戏主机系统(NintendoWiiTM，SonyandMicrosoft)的一概观以及一些脚本的讨论，所述脚本中已将上述系统使用于年长者能力的复健、评估以及训练的功能。确切地，显着影响年长者自主能力的两个问题是伤害和残疾的中风与跌倒所致的结果。详见史密斯所著的「用于年长者的体能功能训练与复健的运动基础电玩的使用」，(AgingHealth.2012；8(3):243-252)。
甘尼森(Ganesan)(2012)揭露了一项目，目的是要寻找扮演推动年长者维持一体能运动流程、不容易维持的医生所建议的习惯的一重要角色的要素。所述初始数据收集包含会晤老化与物理治疗的专家，以及集中于运动与技术的所述主题的年长者群体。基于这些资料，一早期地原型游戏已被实作于目标在帮助鼓励年长者运动的所述MicrosoftKinect。所述Kinect应用已被测试用于基础使用并发现是可行的。接下来的步骤包含由年长者来试玩、所述游戏的研发循环以增加新的推动功能，以及对所述游戏在鼓励年长者维持运动养生的功效的评估。详见甘尼森所著的「使用Kinect来鼓励年长者运动：原型」在计算机系统中的人性的ACM会议的延伸摘要中(CHI’2012,Austin,TX,5May2012,p.2297-2302)。
朗格(Lange)(2011)揭露了将所述市售电玩作为复健工具的使用，像是NintendoWiiFit，近期已在所述物理治疗领域中得到广大注目。动作追踪控制器像是所述NintendoWiimote不够敏感于正确地量测平衡的所有部分中的效能。另外，使用者可理解如何通过实行最小的动作(例如手腕扭动带动Wiimote而非整手臂摆动)来「欺骗」不准确的追踪器。物理复健要求准确并适当的效能追踪与回馈。为达到此目的，研发出了借用市售电玩技术的近期进步的程序，以提供动画脚色的全身控制。所述方法的关键组件是低成本深度感测摄影机技术的使用，所述技术提供了无标记全身追踪于一传统计算机上。Theaimof所述研究的目的是研发并获得一互动游戏基础的复健工具，用于平衡具有神经伤害的成人的训练。详见朗格、张(Chang)、苏玛(Suma)、纽曼(Newman)、雷佐(Rizzo)、波拉斯(Bolas)所著的「低成本游戏基础平衡复健工具的研发与评估-使用MicrosoftKinecte传感器」(33rdAnnualInternationalConferenceoftheIEEEEMBS，2011)。
发明内容
以下实施例与其例子是由用于示范与图示，而非限制本发明的系统、工具与方法。
依据一实施例提供了用于产生一病人专用的复健电玩层级的一方法，所述方法包含：接收针对一病患的复健治疗计划，所述复健治疗计划包含多种不同的体能运动；以及将所述治疗计划自动转化成设置为通过一体感游戏系统来执行的一电玩层级。
在一些实施例中，所述电玩层级包含被设置来促使所述病患去实行所述一或多种体能运动的游戏特征。
在一些实施例中，所述一或多种体能运动包含多种体能运动，且其中所述自动转化包含依据每一种所述不同体能运动的类型，在所述电玩层级中轮替所述多种不同的体能运动。
在一些实施例中，所述自动转化包含依据一增加的强度，在所述电玩层级中散布所述多种不同的体能运动。
在一些实施例中，所述电玩层级中的所述多种不同的体能运动的所述轮替另包含将所述电玩层级分成多个区段，每一区段包含所述多种不同的体能运动的一体能运动的至少一部分，且依据一增加的强度，每一区段被分成设置于所述区段中的多个次区段。
在一些实施例中，所述复健治疗计划包含针对每个所述不同的体能运动的一强度定义。
在一些实施例中，所述一或多种体能运动是由以下集合选出：髋关节屈曲、跳跃、单腿跳跃、单脚站立、深蹲、单腿深蹲、弓步、侧弓步，前踢、腿摆动、侧重心转移、出拳、肩关节前屈，肩关节侧屈、肩部上推、侧臂绕圈、对角手臂运动、侧出拳、双手放在身体两侧旋肩、双手平举肩部旋转、以及屈肘。
在一些实施例中，所述接收与所述自动转化是由定规所述复健治疗计划的一治疗师，以及所述体感游戏系统所能存取的一网络服务器所施行。
依据一实施例提供了一种被设置来产生一病患专用的复健电玩层级的一计算机系统，所述系统包含：一通信模块，其被设置来从一物理治疗师接收针对一病患的一复健治疗计划，所述复健治疗计划包含多种不同的体能运动；一非暂时内存，其包含用于自动地转化所述治疗计划为被设置给一体感游戏系统来执行的一电玩层级的指令；以及一硬件处理器，其被设置来执行所述指令，以产生所述电玩层级。
在一些实施例中，所述通信模块是另被设置来传输所述电玩层级给所述体感游戏系统。
在一些实施例中，所述电玩层级包含被设置来促使所述病患去实行所述一或多种体能运动的游戏特征。
在一些实施例中，所述一或多种体能运动包含多种体能运动，且其中所述自动转化包含依据每一种所述不同体能运动的类型，在所述电玩层级中轮替所述多种不同的体能运动。
在一些实施例中，所述自动转化包含依据一增加的强度，在所述电玩层级中散布所述多种不同的体能运动。
在一些实施例中，所述电玩层级中的所述多种不同的体能运动的所述轮替另包含将所述电玩层级分成多个区段，每一区段包含所述多种不同的体能运动的一体能运动的至少一部分，且依据一增加的强度，每一区段被分成设置于所述区段中的多个次区段。
在一些实施例中，所述复健治疗计划包含针对每个所述不同的体能运动的一强度定义。
在一些实施例中，所述一或多种体能运动是由以下集合选出：髋关节屈曲、跳跃、单腿跳跃、单脚站立、深蹲、单腿深蹲、弓步、侧弓步，前踢、腿摆动、侧重心转移、出拳、肩关节前屈，肩关节侧屈、肩部上推、侧臂绕圈、对角手臂运动、侧出拳、双手放在身体两侧旋肩、双手平举肩部旋转、以及屈肘。
除了上述的示范性例子与实施例外，通过阅读以下的详述与参照图示会让另外的例子与实施例更明了。
附图说明
本发明在本文中的描述仅作为示例，并参照附图所示，其中：
图1是依据一些实施例的一计算机系统区块图；
图2是依据一些实施例的一时程时间轴上的一层级公式的一例子；
图3是依据一些实施例的一时程时间轴上的一侧髋关节屈曲的一运动公式的一例子；
图4是依据一些实施例的一时程时间轴上的两侧髋关节屈曲的一运动公式的一例子；
图5是依据一些实施例的一时程时间轴上的一侧单脚站立的一运动公式的一例子；
图6是依据一些实施例的一时程时间轴上的两侧单脚站立的一运动公式的一例子；
图7是依据一些实施例的一时程时间轴上的一侧单腿跳跃的一运动公式的一例子；
图8是依据一些实施例的一时程时间轴上的两侧单腿跳跃的一运动公式的一例子；
图9是依据一些实施例的一时程时间轴上的双脚跳跃的一运动公式的一例子；
图10是依据一些实施例的一时程时间轴上的一电玩层级的一例子；
图11是依据一些实施例概括一特定病患上的信息的一专用网页；
图12是依据一些实施例的所述治疗师针对一特定病患建立一治疗计划所使用的一专用网页；
图13是依据一些实施例的用于深度辨识的一结构光线方法示意图；
图14是依据一些实施例的用于决定一像素深度的一三角计算的平面示意图的一上视点；
图15是依据一些实施例的一人体主要身体部分与关节的示意图；
图16是依据一些实施例的一电玩层级截图的一例子；以及
图17是依据一些实施例的另一电玩层级截图的一例子。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的技术方案进行详细说明。在此需要注意的是，不同的图标中，相同的组件符号表示相同或相似的组件。以下所提及的附加图式的面方向定义为垂直于所述平面的法向量。在此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。
这里所揭露的是用于基于给所述病患(也是「使用者」)的一物理治疗以及/或是复健处方，自动产生电玩的病人专用层级的方法。
一般来说，需要复健治疗的人，像是身体受伤需要物理治疗的意外受害者、身受退化疾病的年长者、患有脑性麻痹的孩童等等，会去复健中心会见定制治疗计划的一治疗师，并在所述复健中心以及/或是家中执行所述计划。在许多情形中，所述治疗计划包含有或没有治疗师监管的重复实行体能运动。所述计划通常延伸于多次约诊，在每次约诊中所述治疗师会监控所述病患的进展并提升所述运动的困难度。这个传统方法具有一些缺点：需要所述病患去所述复健中心，至少在所述计划的一部分中，那样会是耗时的且对一些人有困难(例如年长者、小孩童等等)，所述计划通常包含重复与烦闷的活动，这样会导致缺乏动力并放弃所述计划，且会限制所述治疗师只能治疗少数病患。
因此，一种方法能允许用一电玩形式去执行一治疗计划，方便所述病患家庭，让治疗师与病患之间对计划制定与进展监控的沟通更容易，对治疗师与病患都是有益的。另外，结合前述好处的一方法，能提供病人专用电玩，而不是一般电玩，也具有大的重要性。
名词解释
电玩：一个游戏由一人类玩家游玩，举例来说，其中给所述玩家的所述主界面是使用一显示器所播放的视觉内容。一电玩可以由计算机装置像是个人计算机主机或专用游戏主机来执行，所述主机可以被连接到一个输出显示器，如电视屏幕，以及一输入控制器像是手持控制器、体感装置等。
电玩的层级：一个电玩的一封闭部分，具有被定义的开始与结束。通常，一电玩包括多个层级，其中每一种层级可能包含一更高难度层级，并需要玩家更加努力。
电玩控制器：由所述玩家用来与所述PC或游戏机互动的用户接口(UI)的一硬件部分。
Kinetic传感器：一电玩控制器的类型，其透过识别所述使用者的身体动作，来允许所述使用者与所述PC或游戏机互动。例子包含所述使用者所移动的手持传感器、身体可穿戴的传感器、侦测所述使用者动作的摄影机等等。
体感装置：动态传感器的一种，用于远程感测(不用与玩家的身体接触)一玩家动作的电子装置，并轮替动作为能输入到所述游戏机的讯号，且所述讯号能由所述电玩所使用来与所述玩家互动以形成互动游戏。
体感游戏系统：包含一计算机的一系统(例如一计算机或一游戏机)，以及一体感装置。
电玩互动：所述使用者依他或她的意志指挥所述电玩在所述游戏中行为的方法。所述互动可以是，举例来说，鼠标互动、控制器互动、触控互动、封闭范围摄影机互动或远距摄影机互动。
姿势：一玩家的一或多个身体部位的一物理移动，其可被所述体感装置所辨识。
运动：一特定类型的物理活动，为某个复健目的所做。一运动会包含一或多个姿势。举例来说，被指为「弓步」的所述运动，其中一脚会突然地往前移，会被用于强化股四头肌，而被指为「单脚站立」的所述运动可被用于改善稳定性等等。
重复(也是「举例」)：一特定运动的一实行。举例来说，一单脚站立运动的一重复动作包含姿势有开始时提起一脚于空中，维持所述脚在空中一段特定时间，并将所述脚放回地面的一重复动作。
中间休息：一运动的两连续重复之间的一段时间，所述玩家可在所述段时间休息。
依据本发明实施例，用于产生病人专用复健电玩层级的一方法包含：从一治疗师接收针对一特定病患的一物理治疗处方(也就是「治疗计划」)，自动地转化所述处方为特制给所述病患的一电玩层级，并通过使用一体感装置去辨识病患动作来允许互动游戏。
所述运动是所述电玩互动的一部份。在所述电玩中，不同游戏特征会促使所述用户去实行一些姿势，所述姿势实际上是被设计于构成物理治疗以及/或是复健运动。举例来说，一电玩会基于显示一角色的所述原理，在屏幕上的所述角色是所述病患的「复制」，这通常被指为「第三人称」游戏，且让所述复制模仿所述病患实行，并被所述体感装置辨识的所述姿势。所述复制会接着面临不同游戏挑战，所述挑战会要求所述复制，以及因此要求所述病患，去实行不同姿势以克服所述挑战。举例来说，一障碍会促使所述使用者抬起一脚或跳跃等等。一电玩也会促使所述病患以一更可以接受的方式运动，像是让所述使用者选择要执行的运动去实行，以及或是何时去实行运动，并基于一些实行参数授予所述病患分数。
可选择地，所述治疗师透过一专用网站输入他或她给一特定病患的治疗计划，所述网站也允许治疗师与病患之间的沟通管理。所述治疗计划包含一或多种不同运动像是物理治疗与物理复健领域所熟知的髋关节屈曲、跳跃、单腿跳跃、单脚站立、深蹲、单腿深蹲、弓步、侧弓步，前踢、腿摆动、侧重心转移、出拳、肩关节前屈，肩关节侧屈、肩部上推、侧臂绕圈、对角手臂运动、侧出拳、双手放在身体两侧旋肩、双手平举肩部旋转、以及屈肘等等。每一运动会被用一特定重复次数，以及/或是参考所述矢状面(右或左)的单一边或两边来定义。
本方法会接着将所述治疗师处方自动转化为一新产生的一电玩层级，为所述处方所针对的病患所特制。可选择地，所述转化使用动作强度的特定规则，用于支持适当的运动以及增强游戏体验。举例来说，在一游戏层级中，所述动作强度会逐渐增加。这可通过增加运动重复速度、减少闲置中断以及/或是运动间的时段等等。
依据所述处方中的所述运动的本质可选择不同游戏。所述病患可轮流游玩所述游戏，同时所述体感装置捕捉他或他的动作，让所述病患能在屏幕上看到自己的动作，接收运动完成的正向回馈等等。一适当体感装置的例子是所述MicrosftCorp.Kinect，用于所述Xbox360游戏机与Windows个人计算机。基于所述Xbox360游戏机的一摄影机附加周边，Kinect能让用户使用一kinetic界面与Xbox360互动，无须碰触一游戏控制器，透过一自然的用户界面使用身体姿势。
本电玩也适用于其他游戏机，像是SonyPlayStation、NintendoWii等等，且所述体感装置会是这些或其他游戏机的一标准装置。
除非特别说明，否则，如下述讨论可清楚理解的是，在整个说明书讨论使用的术语如「处理」、「运算」、「计算」、「判断」等等，参考所述动作以及/或是一计算机系统或类似的电子运算装置的过程，所述过程操纵以及/或是转换被代表为所述计算机系统的缓存器以及/或是内存中的物理的，像是电子的数量的数据成为被代表为所述计算机系统的内存、缓存器等等中的物理数量的其他数据。
举例来说，使用能储存一指令或一组指令的一计算机可读媒介或物品来实作一些实施例，假如所述指令被一计算机(举例来说，由一硬件处理器以及/或是其他合适机器)执行，使所述计算机依据本发明实施例去实行一方法以及/或是操作。这样的一计算机会包含，举例来说，任何适合的处理平台、计算平台、计算装置、处理装置、计算系统、处理系统、计算机、处理器、游戏机等等，且可使用任何硬件以及/或是软件的组合来实作。所述计算机可读媒体或是物品会包含，举例来说，任何碟盘型式包含用于储存电子指令，以及能够耦接至一计算机系统总线的软盘、光盘、CD-ROM、磁光盘、只读存储器(ROM)、随机存取内存(RAM)、闪存、可电编程的只读存储器(EPROM)、可电删除以及编程的只读存储器(EEPROM)、磁卡或光学卡，或任何其他形式的适合媒体。
所述指令可包含任何合适形式的程序代码，举例来说，源程序代码、编译程序代码、翻译程序代码、可执行程序代码、静态程序代码、动态程序代码等等，且可使用任何合适的高层级、低层级、面向对象、视觉的、编译的以级/或是翻译的程序语言，像是C、C++、C#、Java、BASIC、Pascal、Fortran、Cobol、汇编语言、机械语言等等来实作。
参照图示可帮助了解本方法。现参照图1，图1是依据所述方法的一系统操作的一区块图。所述治疗师(102)会登入所述专用网站(104)，与病患(100)通信，定规治疗计划(也被指为「处方」或「疗程」)，并监控病患进展。网站(104)会接收所定规计划并将其储存于一专用数据库(106)中。所述治疗计划会接着被自动转化为一电玩层级。当病患(100)启动他或她的电玩时，所述新层级，或产生所述新层级的指令，会被在网络上从网站(104)下载到他或她的计算机(例如游戏机)(108)且他或她会游玩此新层级。由于所述游戏会互动，所述体感装置会监控所述病患移动以储存病患结果与进展，以及或是用以提供游戏游玩期间的实时回馈，像是分数累积的形式。所述结果会被轮流发送至数据库(106)以储存，并能由治疗师(102)在网站(104)上观看以监控病患(100)的进展，以及发送给病患(100)以接收回馈。
依据一些实施例，将所述治疗计划自动转化为一电玩层级会使用以下规则：首先，在所述层级中的一随时间增加的动作强度，以提供一有趣、吸引人且富趣味的游戏运动。再者，在相同层级中轮替区段，每一区段包含一特定运动的一或多个重复，也提供给使用者兴趣并防止使用者过度疲劳而放弃。所述轮替区段也会提供适当的动作以及休息周期给所述肌肉，并使所述游戏更无法预期并因此提高所述病患游戏体验。
将所述治疗计划中定规的所述不同运动轮替区段的分割，其中每一种分割包含一运动类型的一或多个重复，会由一有益的层级公式所完成。现参照图2，图2是一时程时间轴上的一层级公式的一例子。所述层级开始时会有一短暂闲置时段，像是几秒钟的闲置，以让所述病患准备玩游戏。可选择地，在那层集中的所述主导运动的一例子会被实行于闲置时段中，提示所述病患所述层级将会呈现的本质。髋关节屈曲会被分成两区段：30％在所述层级的开始，而70％在之后。单脚站立会被分成两区段：20％在所述开始处，而80％在之后。单脚跳跃会被分成两区段：40％在所述开始处，而60％在之后。如果可以，单脚跳跃会紧接在单脚站立后被实行，由于当另一支脚已经抬起时单脚跳跃较方便达成。100％的所述双脚跳跃会在所述层级的所述最后区段被实行，在所述闲置区段前，因为所述双脚跳跃通常是全部中最难的运动。所述层级结束时会有几秒钟的闲置。
在一特定运动的一特定区段中，增加动作强度的所述规则也会被应用。在一区段中所述运动例子的分割会由基于使用一评分方法的一运动公式来达成。这评分方法不需要与规定的游戏评分搞混，所述规定的游戏评分是被显示于所述病患当作所述游戏的部分；而且，此评分方法是被使用于所述层级产生的期间，以自动地从所述处方中建构出所述层级。所述运动公式会将每一区段分割为被指为次区段的建立区块，其中每一次区段会包含多个，例如五个，所述运动的例子，并可以比先前的次区段强度更强，经由在每时段增加例子速率(即减少中间休息)，减少空闲时间等等。
一区段的一强度曲线会被基于前述评分方法来建构，其中一区段会通过与一或多个预设次区段相连一起来建构。一般来说，一区段会以最简单预设次区段开始。接下来，基于所述评分方法，此次区段会被重复，或下一个更难的次区段会被加至所述区段。
在所述评分方法的所述程序中，每一默认次区段会被指定一分数，所述分数会在每次所述次区段被附加至所述区段之后被累积。这分数具有另一目的，所述目的是指示需要多少累积分数以能跳至下一次区段。当所述次区段变更难此分数会变得更高。当建构一区段时，除非所附加于所述区段的所述分数已被较简单次区段的先前附加所累积，一下一次区段才会被附加。举例来说，第一次区段的所述进入分数可以是100，而第二次区段是200，以此类推。
当先开始建构一区段时，会提供一特定初始分数，因为还没真正开始累积分数。所述初始分数可依据所述治疗师所决定的所述区段的所要求强度来决定。举例来说，假如所述治疗师要求所述强度层级为中等，所述初始区段分数会是0。假如所述治疗师要求所述强度层级为低，所述初始区段分数会被设为(-200)，所以第一，最简单的次区段在累积足够分数前进至下一次区段之前，会被附加一次以上。假如所述治疗师要求所述强度层级为高，所述初始区段分数会被设为200，所以所述区段从一之后且较难的次区段开始。
现参照图3，图3是用于建构单边髋关节屈曲的一区段的一运动公式的一例子。图示的所述例子是使用五个时程时间轴，每个代表一区段，其中所述次区段会从最简单(最高)至最难(最低)排列。每一次区段具有一分数，且所述髋关节屈曲例子被描述在所述时间轴上的X标记。有时候所述运动的一双重例子会出现，被用一XX标记描述，所述例子会要求所述病患更加努力。举例来说，在第一次区段中，所述病患会实行3秒钟的空闲时间，在下一4秒钟内实行一髋关节屈曲，4秒钟的闲置(即「中间休息」)，在下一4秒钟内实行一髋关节屈曲等等。在完成此次区段时，会累积一分数100。如果所述初始分数为0，代表一分数100已经达到，且现在下一次区段会被附加。在完成第一次区段(以及前5个髋关节屈曲)之后，假如所述病患具有在其治疗计划中所定规5个以上的髋关节屈曲，所述病患会接着实行第二次区段。需要注意的是，然而，不同于5个的重复次数会被包含于每一次区段中。不论所述数量为多少，所述治疗师所定规的所述总数量会被分在多个次区段之间。假如，举例来说，附加一或多个次区段后，所定规的重复次数剩余的数量小于5(或一不同的预设数量)，所述下一次区段会被完全实行，因此稍微超过所订规的重复数量。
现参照图4，图4是针对在一时程时间轴上的两边髋关节屈曲的一运动公式的例子。每一次区段具有一分数，且所述髋关节屈曲例子被描述于所述时间轴上的标记L(等于左)与R(等于右)。所述左与右髋关节屈曲会被交换地实行，以增大所述游戏体验。举例来说，在第一次区段中，所述病患实行3秒钟的空闲时间，在下一4秒钟内实行一右髋关节屈曲，4秒钟空闲时间，在下一4秒钟内实行一左髋关节屈曲等等。在完成第一次区段(以及前5个右髋关节屈曲以及5个左髋关节屈曲)之后，假如所述病患具有在其治疗计划中所定规5个以上的右髋关节屈曲以及5个以上的左髋关节屈曲，所述病患会接着实行第二次区段等等。可以看出，所述动作强度会在前进至次区段中增加。有时候，所述运动的一双重例子会出现，以RR(右加右)、LL(左加左)、LR(左加右)或是RL(右加左)标记来描述，所述双重例子会要求所述病患更加努力。而且，活动与闲置区段会在所述次区段中轮替。
现参照图5，图5是针对在一时程时间轴上的单边单脚站立的一运动公式的例子。每一次区段具有一分数，且所述单脚站立例子被描述在所述时间轴上的X标记。举例来说，在第一次区段中，所述病患会实行3秒钟的空闲时间，在下一4秒钟内实行一单脚站立，4秒钟的闲置，在下一4秒钟内实行一髋关节屈曲等等。在完成第一次区段(以及前5个单脚站立)之后，假如所述病患具有在其治疗计划中所定规5个以上的单脚站立，所述病患会接着实行第二次区段等等。可以看出，所述动作强度会在前进至次区段中增加。有时候，所述运动的一双重例子会出现，被用一XX标记描述，所述双重例子会要求所述病患更加努力。而且，活动与闲置区段会在所述次区段中轮替。
现参照图6，图6是针对在一时程时间轴上的两边单脚站立的一运动公式的例子。每一次区段具有一分数，且所述单脚站立例子被描述于所述时间轴上的标记L(等于左)与R(等于右)。所述左与右单脚站立会被交换地实行，以增大所述游戏体验。举例来说，在第一次区段中，所述病患实行3秒钟的空闲时间，在下一4秒钟内实行一右单脚站立，4秒钟空闲时间，在下一4秒钟内实行一左单脚站立等等。在完成第一次区段(以及前5个右单脚站立以及5个左单脚站立)之后，假如所述病患具有在其治疗计划中所定规5个以上的右单脚站立以及5个以上的左单脚站立，所述病患会接着实行第二次区段等等。可以看出，所述动作强度会在前进至次区段中增加。有时候，所述运动的一双重例子会出现，以LR(左加右)或是RL(右加左)标记来描述，所述双重例子会要求所述病患更加努力。而且，活动与闲置区段会在所述次区段中轮替。
现参照图7，图7是针对在一时程时间轴上的单边单脚跳跃的一运动公式的例子。每一次区段具有一分数，且所述单脚跳跃例子被描述在所述时间轴上的X标记。举例来说，在第一次区段中，所述病患会实行3秒钟的空闲时间，在下一4秒钟内实行一单脚跳跃，4秒钟的闲置，在下一4秒钟内实行一单脚跳跃等等。在完成第一次区段(以及前5个单脚跳跃)之后，假如所述病患具有在其治疗计划中所定规5个以上的单脚跳跃，所述病患会接着实行第二次区段等等。可以看出，所述动作强度会在前进至次区段中增加。而且，活动与闲置区段会在所述次区段中轮替。
现参照图8，图8是针对在一时程时间轴上的两边单脚跳跃的一运动公式的例子。每一次区段具有一分数，且所述单脚跳跃例子被描述于所述时间轴上的标记L(等于左)与R(等于右)。所述左与右单脚跳跃会被交换地实行，以增大所述游戏体验。举例来说，在第一次区段中，所述病患实行3秒钟的空闲时间，在下一4秒钟内实行一右单脚跳跃，4秒钟空闲时间，在下一4秒钟内实行一左单脚跳跃等等。在完成第一次区段(以及前5个右单脚跳跃以及5个左单脚跳跃)之后，假如所述病患具有在其治疗计划中所定规5个以上的右单脚跳跃以及5个以上的左单脚跳跃，所述病患会接着实行第二次区段等等。可以看出，所述动作强度会在前进至次区段中增加。而且，活动与闲置区段会在所述次区段中轮替。
单脚跳跃会被附加于单脚站立，即某个或每一单脚站立之后会立即着一单脚跳跃。假如所述治疗计划包含无法被附加于单脚站立的单脚跳跃(例如，所定规的单脚跳跃比所定规的单脚站立多)，所述单脚跳跃会被依据其运动公式来实行。
现参照图9，图9针对在一时程时间轴上的双脚跳跃的一运动公式的例子。每一次区段具有一分数，且所述双脚跳跃例子被描述在所述时间轴上的X标记。举例来说，在第一次区段中，所述病患会实行3秒钟的空闲时间，在下一2秒钟内实行一双脚跳跃，5秒钟的闲置，在下一2秒钟内实行一双脚跳跃等等。在完成第一次区段(以及前5个双脚跳跃)之后，假如所述病患具有在其治疗计划中所定规5个以上的双脚跳跃，所述病患会接着实行第二次区段等等。可以看出，所述动作强度会在前进至次区段中增加。而且，活动与闲置区段会在所述次区段中轮替。
现参照图10，图10是依据一示范性脚本的在一时程时间轴上的一完整的自动产生电玩层级的一例子。所述层级会依据前述的所述层级公式与运动公式来被建立。在此特定例子中，以下是所述治疗师所定规给所述病患的所述计划：右髋关节屈曲-15次重复、左髋关节屈曲-25次重复、右单脚站立-15次重复、以及右单脚跳跃-20次重复，全部所述运动是被以中等强度来实行。
依据所述层级公式(与图2所一同描述)，所述层级会开始时会有8秒钟的空闲时间，除了一髋关节屈曲，以在此层级中提示所述主导的运动。
以下区段会包含所定规的髋关节屈曲的30％，即10个右髋关节屈曲与10个左髋关节屈曲，被左右交换地实行，以避免一长时间重复且烦闷的单边锻炼。针对两边(如图4中所述)的髋关节屈曲的运动公式会接着开始作用。因为是中等强度，所述运动会开始于分数0。在完成所述100次区段(包含5个右与5个左髋关节屈曲)之后，所述分数会是100，且因此下个次区段，也就是–所述200次区段，会被附加，以完成所剩余的5个右与5个左髋关节屈曲。所述区段会持续108秒钟(100次区段持续63秒钟，加上200次区段持续45秒钟)。
以下区段会包含所定规的单脚站立的40％，即5个右单脚站立。因为也有所定规的单脚跳跃，每一单脚站立后会立即接着一单脚跳跃。针对单边(如图5中所述)的单脚站立的运动公式会接着开始作用。因为是中等强度，所述运动会开始于分数0。所述病患会只执行所述100次区段以完成所述5个右单脚站立。所述区段会持续33秒钟(100次区段持续33秒钟)。
以下区段会包含所定规的单脚跳跃的20％，即5个右单脚跳跃。针对单边(如图7中所述)的单脚跳跃的运动公式会接着开始作用。因为是中等强度，所述运动会开始于分数0。所述病患会只执行所述100次区段以完成所述5个右单脚跳跃。所述区段会持续38秒钟(100次区段持续38秒钟)。
以下区段会包含所定规的单脚站立的60％，即10个右单脚站立。因为也有剩余的单脚跳跃，每一单脚站立后会立即接着一单脚跳跃。针对单边(如图5中所述)的单脚站立的运动公式会接着开始作用。因为所述100次区段已在一先前区段完成，所述运动会开始于分数100。在完成所述200次区段(包含5个右单脚站立加5个右单脚跳跃)，所述分数会是300，且所述病患会实行所述次区段300以完成所述剩余的5个右单脚站立与5个右单脚跳跃。所述区段会持续41秒钟(200次区段持续23秒钟，加上次区段300持续18秒钟)。
以下区段会包含所定规的髋关节屈曲的70％，即5个右髋关节屈曲与15个左髋关节屈曲，被左右交换地实行，以避免一长时间重复且烦闷的单边锻炼。针对两边(如图4中所述)的髋关节屈曲的运动公式会接着开始作用。因为所述200次区段已在一先前区段完成，所述运动会开始于分数200。在完成所述300次区段(包含5个右与5个左髋关节屈曲)，所述分数会是400。因为只有剩下左髋关节屈曲，针对(如图3中所述)的髋关节屈曲的运动公式会接着开始作用，且所述病患会实行所述400次区段以实行所述剩下的10个左髋关节屈曲。所述区段会持续81秒钟(300次区段持续63秒钟，加上单边400次区段持续18秒钟)。所述层级结束时会有8秒钟的空闲时间。
现参照图11，图11总结一特定病患上的信息给所述治疗师的一专用网站网页。所述网页会显示所述病患病历、会诊纪录、诊断、其他治疗师建议历史等等的一总结。
现参照图12，图12是所述治疗师使用来建构针对一特定病患的一治疗计划的一专用网站网页。The治疗师会输入所述需要的运动、重复次数、难度层级等等。
因为使用体感装置对本方法会是重要的，接下来描述市售的体感装置(Kinect)的操作原理与对本方法的贡献。现参照图13，图13是用于深度辨识的一结构光线方法示意图。一投影机会被用于将所述场景使用已知的条纹状光图样来投影。所投影的对象会用自己的形状去扭曲所述光图样。一摄影机，被装在距离所述投影机一已知距离外，会接着捕捉从所述对象反射的光线，并感测针对所述图形的每一像素在所述光图样中所形成的所述失真，以及所述光线的反射角度。
现参照图14，图14是用于决定一像素深度的一三角计算的平面示意图的一上视点。所述摄影机会被设置在距离所述光源(b)的一已知距离处。P是在所投影对象上的一点，所投影对象的坐标需要被计算。依据正弦定律：
d s i n α = b s i n γ d = b · s i n α sin γ = b · α s i n π - α - β = b · α s i n α + β ,
且P点坐标是(dcosβ，dsinβ)。因为α与b是已知的，且β是被所述投影几何所定义，P点坐标会被求出。上述计算是针对平面以方便说明，但是所述实际装置会针对每一像素坐标计算一立体结果以形成所述场景的一完整深度图像，这会被用于便是人类移动。
现参照图15，图15是一人体主要身体部位与关节的示意图。通过辨识所述病患身体部位与关节移动，所讨论的方法会实现所述病患姿势的分析与所述游戏耀球的动作的响应，用于产生一即刻回馈给所述病患，并用于储存给所述治疗师来分析。
现参照图16，图16是一电玩层级截图的一例子。此特定层级会被设计为包含深蹲、弓步、踢、脚摆动等等。所述病患会看到一角色(1600)同时实行自己的移动。角色(1600)会站在一移动中的交通工具(1602)上，所述交通工具会在所述病患实行深蹲时加速，当所述病患做弓步时减速。一些立足点(1604)会被描述在所述交通工具(1602)平台上，且会被动态地突显，以导引所述病患做所述深蹲、弓步、踢等等动作时将脚放在正确位置。右与左旋转装置(分别是1606a与1606b)会被描述在所述交通工具(1602)的所述右侧与左侧，以在实行脚摆动运动时，形成一视觉回馈给所述病患。
现参照图17，图17是另一电玩层级截图的一例子。此特定层级会被设计为包含髋关节屈曲、单脚站立与跳跃等等。所述病患会看到一角色(1700)同时实行自己的移动。所述角色(1700)会前进在布满障碍(1704)的一轨道上。所述病患会需要实行像是髋关节屈曲、单脚跳跃等等的动作以躲避所述障碍以及/或是收集对象。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (17)

1.一种用于病患专用的复健电玩层级的方法，其特征在于，所述方法包含：
接收针对一病患的复健治疗计划，所述复健治疗计划包含多种不同的体能运动；
将所述治疗计划自动转化成设置为通过一体感游戏系统来执行的一电玩层级，其中所述自动转化包含：(a)依据每一种所述不同体能运动的类型，在所述电玩层级中轮替所述多种不同的体能运动，以及(b)依据一增加的强度，在所述电玩层级中散布所述多种不同的体能运动；
其中所述轮替与所述散布是被设置来促使所述病患去实行一或多种体能运动；以及
通过操作所述体感游戏系统来辨识所述病患的动作，使所述病患能使用所述电玩层级来进行互动游戏。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述自动转化另包含依据增加的强度来在所述电玩层级中散布所述多种不同的体能运动。
3.如权利要求1与2其中任一项所述的方法，其特征在于，所述电玩层级中的所述多种不同的体能运动的所述轮替另包含将所述电玩层级分成多个区段，每一区段包含所述多种不同的体能运动的一体能运动的至少一部分，且依据一增加的强度，每一区段被分成设置于所述区段中的多个次区段。
4.如权利要求3中所述的用于病患专用的复健电玩层级的方法，其特征在于，所述复健治疗计划包含针对每个所述不同的体能运动的一强度定义。
5.如权利要求1-4其中任一项所述的用于病患专用的复健电玩层级的方法，其特征在于，所述一或多种体能运动是由以下集合选出：髋关节屈曲、跳跃、单腿跳跃、单脚站立、深蹲、单腿深蹲、弓步、侧弓步，前踢、腿摆动、侧重心转移、出拳、肩关节前屈，肩关节侧屈、肩部上推、侧臂绕圈、对角手臂运动、侧出拳、双手放在身体两侧旋肩、双手平举肩部旋转、以及屈肘。
6.如权利要求1所述的用于病患专用的复健电玩层级的方法，其特征在于，所述接收与所述自动转化是由(a)定规所述复健治疗计划的一治疗师，以及(b)所述体感游戏系统所能存取的一网络服务器所施行。
7.一种被设置用于病患专用的复健电玩层级的计算机系统，其特征在于，所述系统包含：
一通信模块，被设置来从一物理治疗师接收针对一病患的一复健治疗计划，所述复健治疗计划包含多种不同的体能运动；
一非暂时内存，包含用于自动地转化所述治疗计划为被设置给一体感游戏系统来执行的一电玩层级的指令，其中所述自动转化包含：(a)依据每一种所述不同体能运动的类型，在所述电玩层级中轮替所述多种不同的体能运动，以及(b)依据一增加的强度，在所述电玩层级中散布所述多种不同的体能运动；
其中所述轮替与所述散布是被设置来促使所述病患去实行所述一或多种体能运动；以及
一硬件处理器，被设置来执行所述指令，以产生所述电玩层级。
8.如权利要求7所述的被设置用于病患专用的复健电玩层级的计算机系统，其特征在于，所述通信模块是另被设置来传输所述电玩层级给所述体感游戏系统。
9.如权利要求7所述的被设置用于病患专用的复健电玩层级的计算机系统，其特征在于，所述自动转化包含依据一增加的强度来在所述电玩层级中散布所述多种不同的体能运动。
10.如权利要求7与9其中任一项所述的被设置用于病患专用的复健电玩层级的计算机系统，其特征在于，所述电玩层级中的所述多种不同的体能运动的所述轮替另包含将所述电玩层级分成多个区段，每一区段包含所述多种不同的体能运动的一体能运动的至少一部分，且依据一增加的强度，每一区段被分成设置于所述区段中的多个次区段。
11.如权利要求10所述的被设置用于病患专用的复健电玩层级的计算机系统，其特征在于，所述复健治疗计划包含针对每个所述不同的体能运动的一强度定义。
12.如权利要求7-11其中任一项所述的被设置用于病患专用的复健电玩层级的计算机系统，其特征在于，其特征在于，所述一或多种体能运动是由以下集合选出：髋关节屈曲、跳跃、单腿跳跃、单脚站立、深蹲、单腿深蹲、弓步、侧弓步，前踢、腿摆动、侧重心转移、出拳、肩关节前屈，肩关节侧屈、肩部上推、侧臂绕圈、对角手臂运动、侧出拳、双手放在身体两侧旋肩、双手平举肩部旋转、以及屈肘。
13.一种体感游戏系统，其特征在于，包含：
一体感装置，被设置用于远程感测一病患的动作；
一屏幕；以及
一计算机，被设置用于：
(a)在一网络上下载一电玩层级，所述电玩层级包含由一治疗师为所述病患所特制的体能运动；
(b)执行所述电玩层级，以达到以下目的：
所述体感装置捕捉所述用户的动作，并通过显示与所述用户相同的一角色来显示所述动作在所述屏幕上；
所述使用者要面对的是要求使用者施行所述体能运动以克服所述游戏挑战的多种游戏挑战。
14.如权利要求13所述的体感游戏系统，其特征在于，所述体能运动是依据一增加的强度来被散布于所述电玩层级中。
15.如权利要求13所述的体感游戏系统，其特征在于，所述体能运动是依据每一种所述不同体能运动的类型来被轮替于所述电玩层级中。
16.如权利要求15所述的体感游戏系统，其特征在于，所述电玩层级被分成多个区段，每一区段包含所述多种不同的体能运动的一体能运动的至少一部分，且依据一增加的强度，每一区段被分成设置于所述区段中的多个次区段。
17.如权利要求13-15其中任一项所述的体感游戏系统，其特征在于，所述一或多种体能运动是由以下集合选出：髋关节屈曲、跳跃、单腿跳跃、单脚站立、深蹲、单腿深蹲、弓步、侧弓步，前踢、腿摆动、侧重心转移、出拳、肩关节前屈，肩关节侧屈、肩部上推、侧臂绕圈、对角手臂运动、侧出拳、双手放在身体两侧旋肩、双手平举肩部旋转、以及屈肘。
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