CN108257654A - 一种通过虚拟现实技术实现颈椎康复训练的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种通过虚拟现实技术实现颈椎康复训练的方法，包括以下步骤：(1)规划用户头部运动轨迹；头部运动轨迹分为以下几步：(2)核对用户信息；(3)预估用户头部转动最大角度，完成后进入下一界面；(4)构建“鳯”字界面的场景；(5)引导用户完成康复训练，具体包括以下步骤：本发明方法将虚拟现实技术应用到康复治疗从预防、治疗到康复的整个过程中。可以引导患者在游戏过程中，主动进行康复训练，弥补临床治疗方案的不足。

Description

一种通过虚拟现实技术实现颈椎康复训练的方法

技术领域

本发明属于虚拟现实技术的应用领域，利用虚拟现实技术使得使用者进行沉浸式康复训练游戏，从而实现针对颈椎病的康复治疗，具体涉及一种通过虚拟现实技术实现颈椎康复训练的方法。

背景技术

虚拟现实技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，它利用计算机生成一种模拟环境，是一种多源信息融合的、交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真使用户沉浸到该环境中。

在康复治疗的领域中，国际上，加拿大多伦多的Brain Train软件，被开发使用在帮助大脑缺损的患者进行神经反馈训练。国内，广东省医疗器械研究所阎丽的课题组提出的"儿童视觉及智能虚拟现实训练软件研制"一系列课题，也已经取得了阶段性的研究成果。而专门针对颈椎病的防止和治疗，目前国内尚未有成熟方案。

当前颈椎病的临床治疗手段主要分为手术方法和非手术方法两个部分。期中非手术方法适用的范围更广。主要体现在针灸、中医药治疗、物理因子治疗、运动治疗、手法治疗等。当前市场上针对颈椎治疗的设备均是以按摩、震动、声波等治疗方式，使患者被动接受治疗，没有能够引导患者主动进行康复治疗的设备仪器。

将虚拟现实技术应用到康复训练中，属于运动治疗，该方法可以有效的避免药物引发的过敏问题，针灸的收发治疗对骨质疏松、孕期等患者的治疗限制，避免牵引治疗的痛苦和风险性。但当前虚拟现实技术没有用在颈椎病康复治疗的实例。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，以解决当前没用虚拟现实技术应用在颈椎病的康复训练上的问题；解决患者在康复训练中感到单调烦躁而产生抵触情绪的问题；提高颈椎病的康复效果；解决成本过高的问题，减轻颈椎病患者康复训练的经济压力。提供一种通过虚拟现实技术实现颈椎康复训练的方法。该方法将虚拟现实技术应用到康复治疗从预防、治疗到康复的整个过程中。可以引导患者在游戏过程中，主动进行康复训练，弥补临床治疗方案的不足。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种通过虚拟现实技术实现颈椎康复训练的方法，包括以下步骤：

(1)规划用户头部运动轨迹；头部运动轨迹分为以下几步：

a)左耳->左肩->返回；

b)右前转->右耳->右肩->返回；

c)右耳->右肩->中位->左耳->左肩；

d)后仰至极限->返回；

e)左倾斜->左耳->左肩->返回。

(2)核对用户信息；当用户首次做每组训练的测试时，会弹出选项按钮的界面，用于判断用户是否为新用户，若是新用户则会在后台数据库中将ID号加一，若不是新用户，则获取当前ID，此时ID则作为当前测试用户的编号，此后的本组测试中，均将此ID作为唯一用户标识写入数据库，进入下一界面；

(3)预估用户头部转动最大角度，完成后进入下一界面；

(4)构建“鳯”字界面的场景，具体包括以下步骤：

a)将抠空的“鳯”字透明背景图片作为掩膜，附着在字体底板，形成汉字；

b)以地形母版作为基础，利用高度刷创造出山峰的层次感；

c)将贴纸尺寸设置好，用纹理刷将地形中的山峰，草地区分开来，再将树木模型添加至地形中；

d)最后将准星图调整至适当大小，添加到画布上，将画布作为子物体添加至主摄像机，形成虚拟现实玩家控制器；

(5)引导用户完成康复训练，具体包括以下步骤：

a)以动画的形式为用户展示笔画的书写流程，将相应笔画的底板单位按次序先后将材质颜色变为蓝色；等当前笔画的最后一个底板单位变蓝，此笔划呈现蓝色，便是可以书写的标志；

b)通过视觉准星注视笔画底板3s后，当前底板材质颜色变为黑色，此时视觉准星扫描过的区域底板颜色均变为黑色，实现目光写字；

c)若当前笔画被书写完毕或者当笔画书写过程超过3秒，则将此笔划颜色刷新为灰色，则进行下一笔画的蓝色演示。

与现有技术相比，本发明的技术方案所带来的有益效果是：实现了将虚拟现实技术应用到颈椎病的康复训练上；能够改善患者在康复训练过程中的烦躁情绪；能够提高康复训练的效果；大幅度降低康复训练的经济成本。

附图说明

图1为具体实施例中已附加掩膜的抠空鳳字背景图片的底板图；

图2为具体实施例中书写时斜线提示画面，图中斜线表示蓝色；

图3为具体实施例中书写变黑显示画面；

图4为具体实施例中训练结束后书法鳯的画面；

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的描述。

1.规划用户头部运动轨迹，本实施例中针对“鳯”字的书写作为训练轨迹，因此头部运动轨迹分为以下几步：

一、左耳->左肩->返回

二、右前转->右耳->右肩->返回

三、右耳->右肩->中位->左耳->左肩

四、后仰至极限->返回

五、左倾斜->左耳->左肩->返回

即按笔画顺序书写鳯的头部运动方向

2.核对用户信息；当用户做每组训练的首次测试时，当前界面会弹出选项按钮，代表用户是否为新用户，若是新用户则会在后台数据库中将ID号加一，若不是新用户，则获取当前ID，此时ID则作为当前测试用户的编号，此后在本组测试中，均将此ID作为唯一用户标识写入数据库，进入下一界面。

3.预估用户头部转动最大角度；进入该界面后，将看到四个方向的测量轨迹，轨迹中的目标物由多个白色圆盘构成，正中间的红色圆盘即为开始结束起始点，首先注视屏幕中红色圆盘，视觉准星会变为加载圆圈，当加载完毕后，会有一个方向中的第一个圆盘变为蓝色，此时视觉准星跟踪蓝色圆盘，当最后最后一个蓝色圆盘被追踪到，则开始下一方向的测试。每个方向操作流程相同，共有四个方向，当用户想结束当前方向中的测试，则通过注视屏幕中央红色圆盘，等到加载完毕后开始下一方向测试。

4.构建“鳯”字界面的场景；在场景搭建中，将抠空的鳯字透明背景图片作为掩膜，附着在字体底板，形成汉字。然后以地形母版作为基础，利用高度刷创造出山峰的层次感，然后用将贴纸尺寸设置好，用纹理刷将地形中的山峰，草地区分开来。再将树木模型添加至地形中。最后将准星图调整至适当大小，添加到画布上，然后将画布作为子物体添加至主摄像机，形成虚拟现实玩家控制器。

5.引导用户完成康复训练；在运行时首先要以动画的形式按为用户展示笔画的书写流程，所以将相应笔画的底板单位按照次序先后把材质颜色变为蓝色。等当前笔画的最后一个底板单位变蓝，此笔划呈现蓝色，此时便是可以书写的标志。然后用准星注视笔画底板一定时间后，当前底板材质颜色变为黑色，这时准星扫描过的区域底板颜色均会变为黑色，实现目光写字。若当前笔画被书写完毕或者当笔画书写过程超过3秒，则将此笔划颜色刷新为灰色，则进行下一笔画的蓝色演示。

具体的，通过应用本发明方法的虚拟现实设备进行康复训练的简单操作过程如下：

1)戴上虚拟现实头盔，运行程序；

2)进入新创用户界面，是否自定；

3)进入角度判别界面，达到最大限度的四个方向转动头部；

4)头盔依据画面给出的笔画顺序通过头部转动书写鳳字的比划；

5)若有疼痛严重情况通过按压触摸板来终止鳳的书写；

6)可每次书写20遍鳳字，每日3次，以一周为一个疗程。

本发明并不限于上文描述的实施方式。以上对具体实施方式的描述旨在描述和说明本发明的技术方案，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的。在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，本领域的普通技术人员在本发明的启示下还可做出很多形式的具体变换，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种通过虚拟现实技术实现颈椎康复训练的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)规划用户头部运动轨迹；

(2)核对用户信息；当用户首次做每组训练的测试时，弹出选项按钮的界面，用于判断用户是否为新用户，若是新用户则会在后台数据库中将ID号加一，若不是新用户，则获取当前ID，此时ID则作为当前测试用户的编号，此后的本组测试中，均将此ID作为唯一用户标识写入数据库，进入下一界面；

(3)预估用户头部转动最大角度，完成后进入下一界面；

(4)构建“鳯”字界面的场景，具体包括以下步骤：

a)将抠空的“鳯”字透明背景图片作为掩膜，附着在字体底板，形成汉字；

b)以地形母版作为基础，利用高度刷创造出山峰的层次感；

c)将贴纸尺寸设置好，用纹理刷将地形中的山峰，草地区分开来，再将树木模型添加至地形中；

d)最后将准星图调整至适当大小，添加到画布上，将画布作为子物体添加至主摄像机，形成虚拟现实玩家控制器；

(5)引导用户完成康复训练。

2.根据权利要求1一种通过虚拟现实技术实现颈椎康复训练的方法，其特征在于，步骤(1)中头部运动轨迹分为以下几步：

a)左耳->左肩->返回；

b)右前转->右耳->右肩->返回；

c)右耳->右肩->中位->左耳->左肩；

d)后仰至极限->返回；

e)左倾斜->左耳->左肩->返回。

3.根据权利要求1一种通过虚拟现实技术实现颈椎康复训练的方法，其特征在于，步骤(5)具体包括以下步骤：

a)以动画的形式为用户展示笔画的书写流程，将相应笔画的底板单位按次序先后将材质颜色变为蓝色；等当前笔画的最后一个底板单位变蓝，此笔划呈现蓝色，便是可以书写的标志；

b)通过视觉准星注视笔画底板3s后，当前底板材质颜色变为黑色，此时视觉准星扫描过的区域底板颜色均变为黑色，实现目光写字；

c)若当前笔画被书写完毕或者当笔画书写过程超过3秒，则将此笔划颜色刷新为灰色，则进行下一笔画的蓝色演示。