CN111450511A - 一种脑卒中的肢体功能评估和康复训练系统及方法 - Google Patents
一种脑卒中的肢体功能评估和康复训练系统及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111450511A CN111450511A CN202010249686.3A CN202010249686A CN111450511A CN 111450511 A CN111450511 A CN 111450511A CN 202010249686 A CN202010249686 A CN 202010249686A CN 111450511 A CN111450511 A CN 111450511A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- processor
- motion capture
- patient
- training
- doctor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000012549 training Methods 0.000 title claims abstract description 107
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 208000006011 Stroke Diseases 0.000 title claims description 35
- 230000002490 cerebral effect Effects 0.000 title claims description 10
- 206010008190 Cerebrovascular accident Diseases 0.000 title claims description 8
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims abstract description 105
- 230000009471 action Effects 0.000 claims abstract description 85
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims abstract description 26
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 16
- 230000005236 sound signal Effects 0.000 claims description 16
- 210000001145 finger joint Anatomy 0.000 claims description 3
- 230000009916 joint effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 abstract 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 29
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 9
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 7
- 208000016988 Hemorrhagic Stroke Diseases 0.000 description 4
- 208000032382 Ischaemic stroke Diseases 0.000 description 4
- 230000004064 dysfunction Effects 0.000 description 4
- 208000020658 intracerebral hemorrhage Diseases 0.000 description 4
- 230000036544 posture Effects 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 201000007201 aphasia Diseases 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 230000003340 mental effect Effects 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 208000024891 symptom Diseases 0.000 description 3
- 206010008132 Cerebral thrombosis Diseases 0.000 description 2
- 206010019233 Headaches Diseases 0.000 description 2
- 208000008454 Hyperhidrosis Diseases 0.000 description 2
- 201000001429 Intracranial Thrombosis Diseases 0.000 description 2
- 206010024642 Listless Diseases 0.000 description 2
- 206010028813 Nausea Diseases 0.000 description 2
- 206010033557 Palpitations Diseases 0.000 description 2
- 206010034719 Personality change Diseases 0.000 description 2
- 208000013738 Sleep Initiation and Maintenance disease Diseases 0.000 description 2
- 208000009205 Tinnitus Diseases 0.000 description 2
- 230000004438 eyesight Effects 0.000 description 2
- 230000005021 gait Effects 0.000 description 2
- 231100000869 headache Toxicity 0.000 description 2
- 230000037315 hyperhidrosis Effects 0.000 description 2
- 206010022437 insomnia Diseases 0.000 description 2
- 230000003447 ipsilateral effect Effects 0.000 description 2
- 208000011977 language disease Diseases 0.000 description 2
- 208000017971 listlessness Diseases 0.000 description 2
- 230000008693 nausea Effects 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 231100000886 tinnitus Toxicity 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 208000035657 Abasia Diseases 0.000 description 1
- 206010008111 Cerebral haemorrhage Diseases 0.000 description 1
- 206010012289 Dementia Diseases 0.000 description 1
- 206010019468 Hemiplegia Diseases 0.000 description 1
- 206010021639 Incontinence Diseases 0.000 description 1
- 201000006347 Intellectual Disability Diseases 0.000 description 1
- 206010061296 Motor dysfunction Diseases 0.000 description 1
- 208000002193 Pain Diseases 0.000 description 1
- 208000031481 Pathologic Constriction Diseases 0.000 description 1
- 206010040026 Sensory disturbance Diseases 0.000 description 1
- 208000012886 Vertigo Diseases 0.000 description 1
- 206010047555 Visual field defect Diseases 0.000 description 1
- 208000002579 Wernicke Aphasia Diseases 0.000 description 1
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 1
- 208000022531 anorexia Diseases 0.000 description 1
- 230000004596 appetite loss Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000017531 blood circulation Effects 0.000 description 1
- 210000004556 brain Anatomy 0.000 description 1
- 210000005013 brain tissue Anatomy 0.000 description 1
- 210000004004 carotid artery internal Anatomy 0.000 description 1
- 208000026106 cerebrovascular disease Diseases 0.000 description 1
- 208000010877 cognitive disease Diseases 0.000 description 1
- 230000001149 cognitive effect Effects 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 206010061428 decreased appetite Diseases 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 208000035475 disorder Diseases 0.000 description 1
- 208000002173 dizziness Diseases 0.000 description 1
- 208000035474 group of disease Diseases 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 230000000302 ischemic effect Effects 0.000 description 1
- 208000019017 loss of appetite Diseases 0.000 description 1
- 235000021266 loss of appetite Nutrition 0.000 description 1
- 206010027175 memory impairment Diseases 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 210000003205 muscle Anatomy 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 208000020016 psychiatric disease Diseases 0.000 description 1
- 230000035807 sensation Effects 0.000 description 1
- 230000036262 stenosis Effects 0.000 description 1
- 208000037804 stenosis Diseases 0.000 description 1
- 230000009747 swallowing Effects 0.000 description 1
- 230000000451 tissue damage Effects 0.000 description 1
- 231100000827 tissue damage Toxicity 0.000 description 1
- 210000002385 vertebral artery Anatomy 0.000 description 1
- 231100000889 vertigo Toxicity 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B71/00—Games or sports accessories not covered in groups A63B1/00 - A63B69/00
- A63B71/06—Indicating or scoring devices for games or players, or for other sports activities
- A63B71/0619—Displays, user interfaces and indicating devices, specially adapted for sport equipment, e.g. display mounted on treadmills
- A63B71/0622—Visual, audio or audio-visual systems for entertaining, instructing or motivating the user
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B26/00—Exercising apparatus not covered by groups A63B1/00 - A63B25/00
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B71/00—Games or sports accessories not covered in groups A63B1/00 - A63B69/00
- A63B71/06—Indicating or scoring devices for games or players, or for other sports activities
- A63B71/0619—Displays, user interfaces and indicating devices, specially adapted for sport equipment, e.g. display mounted on treadmills
- A63B71/0622—Visual, audio or audio-visual systems for entertaining, instructing or motivating the user
- A63B2071/0638—Displaying moving images of recorded environment, e.g. virtual environment
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Physical Education & Sports Medicine (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Rehabilitation Tools (AREA)
Abstract
本发明公开了医疗康复技术领域的一种脑卒中的肢体功能评估和康复训练系统及方法，包括VR头显，所述VR头显上还固定安装了话筒和扬声器，所述话筒和扬声器都与VR头显数据连接；动作捕捉装置和红外摄像机，所述动作捕捉装置能分离的贴合覆盖在病患的各个关节活动点上，所述动作捕捉装置与红外摄像机进行数据连接，能够远程没有地域限制对各个不同的患者进行肢体功能评估和康复训练，并且能够实时观察到患者的实际动作状态，使医生有一个直观的判断，并且能够让医生跟患者实时互动，矫正错误姿势，提高训练动作的准确度，提高训练效果。
Description
技术领域
本发明涉及医疗康复技术领域，特别是涉及一种脑卒中的肢体功能评估和康复训练系统及方法。
背景技术
脑卒中(cerebralstroke)又称中风。是一种急性脑血管疾病，是由于脑部血管突然破裂或因血管阻塞导致血液不能流入大脑而引起脑组织损伤的一组疾病，包括缺血性和出血性卒中。缺血性卒中的发病率高于出血性卒中，占脑卒中总数的60％～70％。颈内动脉和椎动脉闭塞和狭窄可引起缺血性脑卒中，年龄多在40岁以上，男性较女性多，严重者可引起死亡，出血性卒中的死亡率较高。脑卒中有很多种后遗症，而且康复较为困难，并且最佳康复时间是刚刚发病完的一段时间，所以需要进行肢体功能评估并进行康复训练，这样能更好的回复，减少后遗症的影响程度。
脑卒中的后遗症表现为：
1.出血性脑卒中后遗症包括，肢体功能障碍主要表现偏瘫侧感觉和运动功能障碍；认知和精神较大范围或多次复发的脑出血，可留有精神和认知障碍：如人格改变、消极悲观、郁抑寡欢、精神萎靡、易激动等；言语功能障碍；吞咽功能障碍；其他症状头疼、眩晕、恶心、失眠、多梦、注意力不集中、耳鸣、眼花、多汗、心悸、步伐不稳、颈项酸痛疲乏、无力、食欲不振、记忆力减退、痴呆、抑郁等。
2.缺血性脑卒中后遗症包括，偏瘫是最常见的脑血栓后遗症。一侧肢体肌力减退、活动不利或完全不能活动。常伴有同侧肢体的感觉障碍如冷热不知、疼痛不觉等。有时还可伴有同侧的视野缺损；失语运动性失语表现为病人能听懂别人的话语，但不能表达自己的意思。感觉性失语则无语言表达障碍，听不懂别人的话，也听不懂自己所说的话，表现为答非所问，“自说自话”。命名性失语则表现为看到一件物品，能说出它的用途，但却叫不出名称；较大范围或多次复发也是脑血栓后遗症的症状可留有精神和智力障碍：人格改变、消极悲观、郁抑寡欢、精神萎靡、易激动等；其他症状头疼、眩晕、恶心、失眠、多梦、注意力不集中、耳鸣、眼花、多汗、心悸、步伐不稳、颈项酸痛疲乏、无力、食欲不振、记忆力减退、不能耐受噪声等。
表现最为明显的是肢体功能障碍，这样会影响患者以后的活动，如果康复训练及时和得当，可以恢复较多部分的肢体功能，如果没有及时的进行医生指导性的康复训练，那么脑卒中病发前的肢体功能，发病后一旦超过半年时间，没有恢复的肢体动作和功能，以后都几乎不会在恢复了，所以需要及时的肢体评估和进行康复训练。
例如公开日是2018年11月23日，中国专利申请号为CN201810748613.1的一种基于虚拟现实和惯性动捕的脑卒中康复训练系统，包括动作捕捉设备、虚拟现实人机交互设备以及反馈设备；所述动作捕捉设备与所述虚拟现实人机交互设备通信连接，所述虚拟现实人机交互设备与所述反馈设备通信连接。
这种基于虚拟现实和惯性动捕的脑卒中康复训练系统虽然基于虚拟现实技术和动作捕捉技术，探索了一种新型的治疗和康复的系统。用技术代替了传统医师的职位，节省了大量人力。利用虚拟现实技术将治疗过程游戏化，使治疗过程不再枯燥乏味，另外，新型技术的加入，节省了大量的治疗成本，但是不能根据患者的动作及时进行指导，也不能让医生根据患者的情况进行判断，医生没办法直观的查看患者的康复训练情况，因为最终做出诊断和评估报告的还是医生，这样使得医生对患者缺乏了解，并且不能及时有效的矫正患者训练时错误的动作姿势，可能造成错误的动作。
基于此，本发明设计了一种脑卒中的肢体功能评估和康复训练系统及方法，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种脑卒中的肢体功能评估和康复训练系统及方法，能够远程没有地域限制对各个不同的患者进行肢体功能评估和康复训练，并且能够实时观察到患者的实际动作状态，使医生有一个直观的判断，并且能够让医生跟患者实时互动，矫正错误姿势，提高训练动作的准确度，提高训练效果，并且让医生能直观的判断患者是否能够进一步加深加强训练程度，而且能将患者的动作全部记录在案，能够反复观察进行更加准确的判断，为下一步康复训练做出准确的预案。
本发明是这样实现的：一种脑卒中的肢体功能评估和康复训练系统，包括VR头显，所述VR头显上还固定安装了话筒和扬声器，所述话筒和扬声器都与VR头显数据连接；
动作捕捉装置和红外摄像机，所述动作捕捉装置能分离的贴合覆盖在病患的各个关节活动点上，所述动作捕捉装置与红外摄像机进行数据连接，所述动作捕捉装置设置在红外摄像机的摄像范围内；
处理器，所述红外摄像机通过VR头显与处理器进行数据连接；
遥控器，所述遥控器与处理器数据连接。
进一步地，所述VR头显有复数套，每套所述VR头显头通过无线网络与处理器进行连接。
进一步地，所述处理器为电脑终端，所述处理器上还连接了信号接收器，所述处理器通过信号接收器与遥控器数据连接。
进一步地，每套所述动作捕捉装置包括两个动作捕捉手套和一套关节运动捕捉点，动作捕捉手套为固定了指关节动作捕捉点的弹性手套，一套所述关节运动捕捉点覆盖了人体肢体关节处活动点的动作捕捉记录贴片点，每个所述关节运动捕捉点都与红外摄像机独立连接。
进一步地，每套所述VR头显通过无线网络与处理器数据连接。
进一步地，遥控器与处理器间隔距离不超过十米。
一种脑卒中的肢体功能评估和康复训练方法，这种保存方法需提供一种脑卒中的肢体功能评估和康复训练系统，这种方法包括以下步骤：
脑卒中的肢体功能评估和康复训练方法需要提供入权利要求1-6所述的一种脑卒中的肢体功能评估和康复训练系统，包括以下步骤：
步骤1，开启处理器，将处理器与遥控器进行连接，再将任何地方的所有需要参与进行评估和训练的VR头显通过无线网络与处理器建立连接；
步骤2，给所有需要参与评估和训练的患者佩戴已经建立连接的VR头显，同时进行评估和训练的医生也需要佩戴建立连接的VR头显，所述遥控器与处理器距离不超过10米；
步骤3，给所有患者穿戴动作捕捉装置，每个穿戴了所述动作捕捉装置的患者必须要处于红外摄像机的动作捕捉范围内；
步骤4，医生通过遥控器操控处理器选择虚拟环境，所述处理器在VR头显中投射虚拟环境，所有佩戴所述VR头显的医生和患者都会观看到处理器投射的同一虚拟环境，医生在虚拟环境中根据不同患者需要评估和训练的不同肢体位置，医生通过对准话筒说话并指定患者完成训练和评估动作，所述处理器收到话筒的声音信号，并将声音信号发送给所有建立连接的VR头显；
步骤5，所述VR头显收到处理器发送的声音信号，并通过扬声器发出，佩戴了VR头显的患者听到医生通过说话，患者根据医生的声音完成医生指定的动作，所述红外摄像机捕捉到穿戴在患者身上的动作捕捉装置的移动状态，并通过VR头显经过无线网络将动作信号发送给处理器，所述处理器将所有的动作进行记录并将该动作投射在所有建立连接的VR头显内；
步骤6，医生通过佩戴的所述VR头显看见患者完成的动作，根据动作完成情况，进行评估和训练，并指示患者进行下一步动作，医生帮助患者完成评估和训练；
步骤7，所述处理器运行期间，所述处理器记录所有建立连接的VR头显发送的动作捕捉装置的动作轨迹，所述处理器进行该次康复训练的效果判断。
进一步地，不能活动的患者，将所述动作捕捉装置佩戴在需要评估的和训练的身体部位，所述红外摄像机捕捉范围覆盖佩戴动作捕捉装置的肢体位置。
本发明的有益效果是：本发明通过控制VR头显与处理器的网络连接能力，使得医患不局限于同一地点，可以将各个不同位置的患者进行联网，并且实时传递视频信号，使得医生和患者都可以实时互动，使得医生根据患者的实际情况能够随时更换VR头显内显示的训练场景，这样就不需要一个巨大的训练空间了，只需要一个人的活动空间，医生就可以在这个空间内对在家里的患者进行肢体功能评估和康复训练，并且还可以将邀请多个医生进行协助，还能同时对多个患者进行康复训练，增加了互动性和趣味性，不再局限地点和空间场所，环境也可以随时调整，不再是原本的vr游戏了，而是互动游戏，更加有趣，并且医生通过这种实时的VR游戏，能够更直观的观察患者的肢体功能，并进行下一步的训练安排，而且还能对患者训练的动作进行查看和矫正，避免错误动作影响患者康复，本系统更加及时有效，比一般的只能按照程序的运动更加生动有趣，而且能够根据病人喜好和身体状态实时更换场景和游戏安排，患者和患者之间也能通过VR头显够互相交流，能够相互鼓励和交流康复经验，比自己一个人训练更加有趣，而且本系统能够将患者的所有动作都记录在医生的电脑里，便于事后对患者的动作回复观察，进行更加细微的查看并进行判断，有利于下一步的训练计划安排，能够提高脑卒中的关键康复期的康复训练效率，而不是一步一步按部就班，脑卒中的后遗症是因人而异的，所以需要进行不同的运动引导，本装置就能使医生进行因势利导，使病人不用去医院得到医生直观的安排的训练指导，康复效果更加多样化，指导更加准确。
附图说明
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。
图1为本发明整体结构示意图；
图2为本发明VR头显结构示意图；
图3为本发明动作捕捉装置结构示意图；
图4为本发明动作捕捉装置脚部放大图；
图5为本发明整体场景布局示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1-处理器，11-信号接收器，2-VR头显，21-话筒，22-扬声器，3-遥控器，4-动作捕捉装置，41-动作捕捉手套，42-关节运动捕捉点，5-红外摄像机。
具体实施方式
请参阅图1至5所示，本发明提供一种技术方案：一种脑卒中的肢体功能评估和康复训练系统，包括VR头显2，所述VR头显2上还固定安装了话筒21和扬声器22，所述话筒21和扬声器22都与VR头显2数据连接；
动作捕捉装置4和红外摄像机5，所述动作捕捉装置4能分离的贴合覆盖在病患的各个关节活动点上，所述动作捕捉装置4与红外摄像机5进行数据连接，所述动作捕捉装置4设置在红外摄像机5的摄像范围内；
处理器1，所述红外摄像机5通过VR头显2与处理器1进行数据连接；
遥控器3，所述遥控器3与处理器1数据连接，能够远程没有地域限制对各个不同的患者进行肢体功能评估和康复训练，并且能够实时观察到患者的实际动作状态，使医生有一个直观的判断，并且能够让医生跟患者实时互动，矫正错误姿势，提高训练动作的准确度，提高训练效果，并且让医生能直观的判断患者是否能够进一步加深加强训练程度，而且能将患者的动作全部记录在案，能够反复观察进行更加准确的判断，为下一步康复训练做出准确的预案。
其中，VR头显2有复数套，每套所述VR头显2头通过无线网络与处理器1进行连接，通过VR头显2使多套设备建立起连接，同时让佩戴VR头显2的医生和患者处于同一虚拟空间内，进行互动；
处理器1为电脑终端，所述处理器1上还连接了信号接收器11，所述处理器1通过信号接收器11与遥控器3数据连接，通过遥控器3给处理器1发送指令，这样可以对VR头显2中显示的虚拟环境进行操作，便于医生在跟病患互动和进行评估和指示患者训练的时候也能方便的控制虚拟环境设置；
每套所述动作捕捉装置4包括两个动作捕捉手套41和一套关节运动捕捉点42，动作捕捉手套41为固定了指关节动作捕捉点的弹性手套，一套所述关节运动捕捉点42覆盖了人体肢体关节处活动点的动作捕捉记录贴片点，每个所述关节运动捕捉点42都与红外摄像机5独立连接，不干扰人体运动的角度，而且几乎可以做到无感佩戴，并且能够准确及时的显示人体的动作，并且显示给所有佩戴了VR头显2的人看见，让参与进入虚拟训练的人都能够进行互动，；
每套所述VR头显2通过无线网络与处理器1数据连接，便于建立连接，并且不影响运动；
遥控器3与处理器1间隔距离不超过十米，作为主机遥控器3便于遥控处理器1来改变虚拟环境设置，医生进行操作，缓冲进入虚拟环境参与角色。
一种脑卒中的肢体功能评估和康复训练方法，这种保存方法需提供一种脑卒中的肢体功能评估和康复训练系统，这种方法包括以下步骤：
步骤1，开启处理器1，将处理器1与遥控器3进行连接，再将任何地方的所有需要参与进行评估和训练的VR头显2通过无线网络与处理器1建立连接；
步骤2，给所有需要参与评估和训练的患者佩戴已经建立连接的VR头显2，同时进行评估和训练的医生也需要佩戴建立连接的VR头显2，所述遥控器3与处理器1距离不超过10米；
步骤3，给所有患者穿戴动作捕捉装置4，每个穿戴了所述动作捕捉装置4的患者必须要处于红外摄像机5的动作捕捉范围内；
步骤4，医生通过遥控器3操控处理器1选择虚拟环境，所述处理器1在VR头显2中投射虚拟环境，所有佩戴所述VR头显2的医生和患者都会观看到处理器1投射的同一虚拟环境，医生在虚拟环境中根据不同患者需要评估和训练的不同肢体位置，医生通过对准话筒21说话并指定患者完成训练和评估动作，所述处理器2收到话筒21的声音信号，并将声音信号发送给所有建立连接的VR头显2；
步骤5，所述VR头显2收到处理器1发送的声音信号，并通过扬声器22发出，佩戴了VR头显2的患者听到医生通过说话，患者根据医生的声音完成医生指定的动作，所述红外摄像机5捕捉到穿戴在患者身上的动作捕捉装置4的移动状态，并通过VR头显2经过无线网络将动作信号发送给处理器1，所述处理器1将所有的动作进行记录并将该动作投射在所有建立连接的VR头显2内；
步骤6，医生通过佩戴的所述VR头显2看见患者完成的动作，根据动作完成情况，进行评估和训练，并指示患者进行下一步动作，医生帮助患者完成评估和训练；
步骤7，所述处理器1运行期间，所述处理器1记录所有建立连接的VR头显2发送的动作捕捉装置4的动作轨迹，所述处理器1进行该次康复训练的效果判断，能够远程的让患者和医生没有地域限制的共处同一虚拟环境中，并且方便的对各个不同的患者进行肢体功能评估和康复训练，医生能够通过VR头显2实时观察到患者的实际动作状态，使医生有一个直观的判断，医生和患者能够通过话筒21相互发出语言交流，让医生跟患者实时互动，矫正错误姿势，提高训练动作的准确度，提高训练效果，并且让医生有直观的判断患者是否能够进一步加深加强训练程度，而且能将患者的动作全部记录在案，能够反复观察进行更加准确的判断，为下一步康复训练做出准确的预案。
不能活动的患者，将所述动作捕捉装置4佩戴在需要评估的和训练的身体部位，所述红外摄像机5捕捉范围覆盖佩戴动作捕捉装置4的肢体位置，因为脑卒中的后遗症很多是无法走路的，甚至难以坐直，尤其是在刚刚发病的回复初期时，这时的康复训练尤为关键，需要及时进行和指导，本装置就可以单独肢体进行佩戴局部动态捕捉装置，便于医生远程的细微查看。
本发明实施例通过提供一种脑卒中的肢体功能评估和康复训练系统，本发明所解决的技术问题是：1、以前必须要医生和患者面对面在同一个房间内进行训练指导，而脑卒中的患者发病后，都会有不同程度的肢体障碍，这样给患者去医院带来了很多不便，可是不去医院又没有办法进行康复训练，也没有设备进行动作记录；2、还有一些装置能够自行康复训练，可是这个训练是标准化的，不能因人而异，可是脑卒中的病发后遗症是多种多样的，每个人都有不同，而关键康复期只有半年，最佳时间只有三个月，浪费一点时间也会使患者康复效果变差，而之后没有康复的肢体功能几乎不能再恢复了，所以需要定制化的动作训练；3、一个人康复训练的指导太枯燥了，没有交流和相互安慰鼓励，只有医患双方是比较不对等的交流，可能患者会出现自卑感，不利于康复训练，可是现场这样的环境进行训练时，需要的空间太大，占地比较广，这样很多患者都需要排队预约训练时间，非常麻烦，4、医院的康复训练，场地环境单一，只能是医院的白墙，没有什么趣味性，而且患者每次都要去医院，非常不方便，而且不舒适；
实现了的技术效果如下：1、可以将天南地北的不同医生和患者通过VR头显2连在一起，比如某个医生对语言障碍的康复训练比较拿手，可以对不同城市的语言障碍患者集中训练，并且别的医生还能通过VR头显进行学习，这样可以帮助到更多的患者，也能让更多的医生学会，使更多的患者受益；2、患者在家进行康复训练和功能评估，可以更加舒适，不用总是跑去医院，还能在家沙发或者床上躺卧，环境更让患者放松，而且有些患者会大小便失禁，在家里就能进行训练，即使失禁也不会尴尬；3、通过VR头显2让多名患者一起进行训练，还会增加患者之间的经验交流，有利于患者的共鸣，患者还会相互鼓励，并且是在医生的监督下进行交流，避免错误的经验传递；4、医生能够直观的通过VR头显2看见患者的动作，能够及时校准错误的动作，提高训练效果，避免错误发生；5、处理器1能够通过VR头显2给患者带来不同的场景环境，是患者身心更加舒畅愉悦，使训练环境更加多样化，不易枯燥；6、能够将患者的动作全部记录在作为处理器1的电脑上，便于医生后期在进行仔细核对观察细微动作，做出更准确的功能评估和进行下一步的康复训练安排。
本发明实施例中的技术方案为解决上述问题，总体思路如下：
为了更好地理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
本发明在安装时通过，VR技术和动作捕捉技术算是比较成熟的技术，市场上已经能够制作和使用了，将动作捕捉装置4和红外摄像机5一起安装在患者和医院的康复训练室内，不需要很大的空间，1-2个人能够活动开阔即可，然后确保红外摄像机5有多个，能够全覆动作捕捉装置4所在的所有运动角度，处理器1上安装了信号接收器11，并且要与遥控器3在同一房间内，并且建立连接，就安装完成了，动作捕捉手套41是弹性绳编织而成，内部设有动作捕捉点，关节运动捕捉点42需要贴在人体的所有关键活动处，红外摄像机5就能捕捉到人物动作，并将数据和信号通过VR头显2在通过无线网络传递给连接的处理器1。
在一个具体实施例中：一个动作指导医生，一个控制环境和场景的场控医生，现在需要对三个能够勉强站立的患者，一个卧床患者，进行肢体功能评估和康复训练，所有的医生和患者都不在同一地点。
步骤1，场控医生开启处理器1，并且将处理器1与遥控器3进行连接，确保遥控器3能够将信号通过信号接收器11发送给处理器；
步骤2，动作指导医生自行穿戴VR头显2和一套动作捕捉装置4，包括动作捕捉手套41和全部的关节运动捕捉点42，然后所有的设备确保都通过VR头显2通过无线网络与处理器1建立连接，而场控医生需要佩戴VR头显2即可，并且手持遥控器3，确保遥控器3与处理器1距离不超过10米；
步骤3，三个能够站立的患者在辅助人员的帮助下穿戴动作捕捉手套41和全部的关节运动捕捉点42，而卧床患者因为无法坐起，只需要穿戴四肢和颈椎以及脊柱部分的关节运动捕捉点42和动作捕捉手套41，穿戴完整的医生和患者都处于红外摄像机5的拍摄范围内，可以有多套红外摄像机5，如果病人和医生在不同位置，每个病人和动作指导医生周围都需要配备多台红外摄像机5，并确保每一个关节运动捕捉点42和动作捕捉手套41都能被红外摄像机5拍摄清晰，如果动作比较简单，可以不需要配备动作指导医生，那么场控医生和动作指导医生为同一人，指示患者动作时，只需要语言简单说明即可，此时不必穿戴动作捕捉装置4；
步骤4，场控医生通过遥控器3操控处理器1选择虚拟环境，所述处理器1在VR头显2中投射虚拟环境，所有佩戴所述VR头显2的医生和患者都会观看到处理器1投射的同一虚拟环境，动作指导医生在虚拟环境中根据不同患者需要评估和训练的不同肢体位置，动作指导医生通过对准话筒21说话，指示卧床患者尽力抬起双腿，并指定患者完成训练和评估动作，所述处理器2收到话筒21的声音信号，并将声音信号发送给所有建立连接的VR头显2；
步骤5，所述VR头显2收到处理器1发送的声音信号，并通过扬声器22发出，所有佩戴了VR头显2的人员都通过VR头显2的扬声器22听见动作指导医生的说话，卧床患者根据医生的声音完成医生指定的动作，所述红外摄像机5捕捉到穿戴在患者身上的动作捕捉装置4的抬腿状态和角度，红外摄像机5通过VR头显2经过无线网络将动作状态的信号发送给处理器1，所述处理器1将所有的动作进行记录并将该动作投射在所有建立连接的VR头显2内，同样的，动作指导医生可以做一个动作，红外摄像机5将医生动作实时投射在所有建立连接的VR头显2上，所有佩戴了VR头显2的人员都可以看见动作指导医生的动作，并跟随学习模拟该动作，进行康复训练；
步骤6，医生通过佩戴的所述VR头显2看见患者完成的动作，根据动作完成情况，进行评估和训练，并指示患者进行下一步动作，医生帮助患者完成评估和训练；
步骤7，所述处理器1运行期间，所述处理器1记录所有建立连接的VR头显2发送的动作捕捉装置4的动作轨迹，并进行下一次动作等级的判定，以及游戏动作难度的选择，处理器1进行该次康复训练的效果判断，这个处理器1自行判断患者动作难度和康复状态的技术可以参考申请号为CN201810748613.1，公开日为2018年11月23日的一种基于虚拟现实和惯性动捕的脑卒中康复训练系统的部分功能，本系统的方法还是主要以医生判断为主，因为医生远距离实时精细的观察病人的运动形态和动作完成状态，能够更直观的进行肢体功能评估和康复训练，并更人性化的进行判断患者的需求，而且能够跟患者直接互动，了解肢体功能评估和康复训练过程中患者的实时身体情况。
需要说明的是，本装置所有的VR头显2通过无线连接，既可以现实中在同一房间内，也可以现实中身处异地各个不同的空间，不受地点和环境所限制，但是在VR头显2显示虚拟环境中，所有连接的VR头显2都处于同一环境，并且彼此通过VR头显2可以互相看见建立连接的其他的人动作，也能看见自己的肢体动作，如此患者就可以区分自己的动作和别的动作的区别，这个已经是VR游戏中比较成熟的技术，属于VR内部游戏的环境以及程序设定，这类游戏设定不属于本系统的保护对象，本系统只是使用了这种游戏和场景设定。
对于动作捕捉设备的说明，从技术的角度来说，运动捕捉的实质就是要测量、跟踪、记录物体在三维空间中的运动轨迹，典型的运动捕捉设备一般由以下几个部分组成：
1、传感器，所谓传感器是固定在运动物体特定部位的跟踪装置，它将向Motioncapture系统提供运动物体运动的位置信息，一般会随着捕捉的细致程度确定跟踪器的数目。
2、信号捕捉设备，这种设备会因Motioncapture系统的类型不同而有所区别，它们负责位置信号的捕捉。对于机械系统来说是一块捕捉电信号的线路板，对于光学Motioncapture系统则是高分辨率红外摄像机。
3、数据传输设备，Motioncapture系统，特别是需要实时效果的Motion capture系统需要将大量的运动数据从信号捕捉设备快速准确地传输到计算机系统进行处理，而数据传输设备就是用来完成此项工作的。
4、数据处理设备，经过Motioncapture系统捕捉到的数据需要修正、处理后还要有三维模型向结合才能完成计算机动画制作的工作，这就需要我们应用数据处理软件或硬件来完成此项工作。软件也好硬件也罢它们都是借助计算机对数据高速的运算能力来完成数据的处理，使三维模型真正、自然地运动起来
目前来说动作捕捉和处理设备是比较成熟的技术，这类技术目前已经处于较多的领域使用和推广阶段，并且这类设备越来越趋于简单的动作捕捉，成本较低、操作更加简便。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。
Claims (8)
1.一种脑卒中的肢体功能评估和康复训练系统，其特征在于：包括
VR头显(2)，所述VR头显(2)上还固定安装了话筒(21)和扬声器(22)，所述话筒(21)和扬声器(22)都与VR头显(2)数据连接；
动作捕捉装置(4)和红外摄像机(5)，所述动作捕捉装置(4)能分离的贴合覆盖在病患的各个关节活动点上，所述动作捕捉装置(4)与红外摄像机(5)进行数据连接，所述动作捕捉装置(4)设置在红外摄像机(5)的摄像范围内；
处理器(1)，所述红外摄像机(5)通过VR头显(2)与处理器(1)进行数据连接；
遥控器(3)，所述遥控器(3)与处理器(1)数据连接。
2.根据权利要求1所述的一种脑卒中的肢体功能评估和康复训练系统，其特征在于：所述VR头显(2)有复数套，每套所述VR头显(2)头通过无线网络与处理器(1)进行连接。
3.根据权利要求1所述的一种脑卒中的肢体功能评估和康复训练系统，其特征在于：所述处理器(1)为电脑终端，所述处理器(1)上还连接了信号接收器(11)，所述处理器(1)通过信号接收器(11)与遥控器(3)数据连接。
4.根据权利要求1所述的一种脑卒中的肢体功能评估和康复训练系统，其特征在于：每套所述动作捕捉装置(4)包括两个动作捕捉手套(41)和一套关节运动捕捉点(42)，动作捕捉手套(41)为固定了指关节动作捕捉点的弹性手套，一套所述关节运动捕捉点(42)覆盖了人体肢体关节处活动点的动作捕捉记录贴片点，每个所述关节运动捕捉点(42)都与红外摄像机(5)独立连接。
5.根据权利要求1所述的一种脑卒中的肢体功能评估和康复训练系统，其特征在于：每套所述VR头显(2)通过无线网络与处理器(1)数据连接。
6.根据权利要求1所述的一种脑卒中的肢体功能评估和康复训练系统，其特征在于：所述遥控器(3)与处理器(1)间隔距离不超过十米。
7.一种脑卒中的肢体功能评估和康复训练方法，其特征在于：所述脑卒中的肢体功能评估和康复训练方法需要提供入权利要求1-6所述的一种脑卒中的肢体功能评估和康复训练系统，包括以下步骤：
步骤1，开启处理器(1)，将处理器(1)与遥控器(3)进行连接，再将任何地方的所有需要参与进行评估和训练的VR头显(2)通过无线网络与处理器(1)建立连接；
步骤2，给所有需要参与评估和训练的患者佩戴已经建立连接的VR头显(2)，同时进行评估和训练的医生也需要佩戴建立连接的VR头显(2)，所述遥控器(3)与处理器(1)距离不超过10米；
步骤3，给所有患者穿戴动作捕捉装置(4)，每个穿戴了所述动作捕捉装置(4)的患者必须要处于红外摄像机(5)的动作捕捉范围内；
步骤4，医生通过遥控器(3)操控处理器(1)选择虚拟环境，所述处理器(1)在VR头显(2)中投射虚拟环境，所有佩戴所述VR头显(2)的医生和患者都会观看到处理器(1)投射的同一虚拟环境，医生在虚拟环境中根据不同患者需要评估和训练的不同肢体位置，医生通过对准话筒(21)说话并指定患者完成训练和评估动作，所述处理器(2)收到话筒(21)的声音信号，并将声音信号发送给所有建立连接的VR头显(2)；
步骤5，所述VR头显(2)收到处理器(1)发送的声音信号，并通过扬声器(22)发出，佩戴了VR头显(2)的患者听到医生通过说话，患者根据医生的声音完成医生指定的动作，所述红外摄像机(5)捕捉到穿戴在患者身上的动作捕捉装置(4)的移动状态，并通过VR头显(2)经过无线网络将动作信号发送给处理器(1)，所述处理器(1)将所有的动作进行记录并将该动作投射在所有建立连接的VR头显(2)内；
步骤6，医生通过佩戴的所述VR头显(2)看见患者完成的动作，根据动作完成情况，进行评估和训练，并指示患者进行下一步动作，医生帮助患者完成评估和训练；
步骤7，所述处理器(1)运行期间，所述处理器(1)记录所有建立连接的VR头显(2)发送的动作捕捉装置(4)的动作轨迹，所述处理器(1)进行该次康复训练的效果判断。
8.根据权利要求7所述的一种脑卒中的肢体功能评估和康复训练方法，其特征在于：不能活动的患者，将所述动作捕捉装置(4)佩戴在需要评估的和训练的身体部位，所述红外摄像机(5)捕捉范围覆盖佩戴动作捕捉装置(4)的肢体位置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010249686.3A CN111450511A (zh) | 2020-04-01 | 2020-04-01 | 一种脑卒中的肢体功能评估和康复训练系统及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010249686.3A CN111450511A (zh) | 2020-04-01 | 2020-04-01 | 一种脑卒中的肢体功能评估和康复训练系统及方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111450511A true CN111450511A (zh) | 2020-07-28 |
Family
ID=71673528
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010249686.3A Pending CN111450511A (zh) | 2020-04-01 | 2020-04-01 | 一种脑卒中的肢体功能评估和康复训练系统及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111450511A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114305420A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-04-12 | 上海卓道医疗科技有限公司 | 一种认知康复训练评估系统及方法 |
| CN115579130A (zh) * | 2022-11-10 | 2023-01-06 | 中国中医科学院望京医院(中国中医科学院骨伤科研究所) | 一种患者肢体功能的评估方法、装置、设备及介质 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050255434A1 (en) * | 2004-02-27 | 2005-11-17 | University Of Florida Research Foundation, Inc. | Interactive virtual characters for training including medical diagnosis training |
| WO2012165882A2 (ko) * | 2011-05-31 | 2012-12-06 | 주식회사 네오펙트 | 재활 운동 장치, 착용형 통신 장치 및 이를 응용한 응용 시스템 및 방법 |
| CN108379817A (zh) * | 2018-04-03 | 2018-08-10 | 杭州心景科技有限公司 | 肢体康复训练系统及方法 |
| CN108854034A (zh) * | 2018-07-10 | 2018-11-23 | 南京大学 | 一种基于虚拟现实和惯性动捕的脑卒中康复训练系统 |
| CN109643530A (zh) * | 2017-03-24 | 2019-04-16 | 外科手术室公司 | 用于在虚拟环境中进行训练和协作的系统和方法 |
| CN110891638A (zh) * | 2017-07-13 | 2020-03-17 | 斯迈利斯科普公司 | 虚拟现实装置 |
| CN212369529U (zh) * | 2020-04-01 | 2021-01-19 | 福建医科大学附属第一医院 | 一种脑卒中的肢体功能评估和康复训练系统 |
-
2020
- 2020-04-01 CN CN202010249686.3A patent/CN111450511A/zh active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050255434A1 (en) * | 2004-02-27 | 2005-11-17 | University Of Florida Research Foundation, Inc. | Interactive virtual characters for training including medical diagnosis training |
| WO2012165882A2 (ko) * | 2011-05-31 | 2012-12-06 | 주식회사 네오펙트 | 재활 운동 장치, 착용형 통신 장치 및 이를 응용한 응용 시스템 및 방법 |
| CN109643530A (zh) * | 2017-03-24 | 2019-04-16 | 外科手术室公司 | 用于在虚拟环境中进行训练和协作的系统和方法 |
| US20200038119A1 (en) * | 2017-03-24 | 2020-02-06 | Surgical Theater LLC | System and method for training and collaborating in a virtual environment |
| CN110891638A (zh) * | 2017-07-13 | 2020-03-17 | 斯迈利斯科普公司 | 虚拟现实装置 |
| CN108379817A (zh) * | 2018-04-03 | 2018-08-10 | 杭州心景科技有限公司 | 肢体康复训练系统及方法 |
| CN108854034A (zh) * | 2018-07-10 | 2018-11-23 | 南京大学 | 一种基于虚拟现实和惯性动捕的脑卒中康复训练系统 |
| CN212369529U (zh) * | 2020-04-01 | 2021-01-19 | 福建医科大学附属第一医院 | 一种脑卒中的肢体功能评估和康复训练系统 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114305420A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-04-12 | 上海卓道医疗科技有限公司 | 一种认知康复训练评估系统及方法 |
| CN115579130A (zh) * | 2022-11-10 | 2023-01-06 | 中国中医科学院望京医院(中国中医科学院骨伤科研究所) | 一种患者肢体功能的评估方法、装置、设备及介质 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Schönauer et al. | Chronic pain rehabilitation with a serious game using multimodal input | |
| JP6871379B2 (ja) | 治療及び／又は運動の指導プロセス管理システム、治療及び／又は運動の指導プロセス管理のためのプログラム、コンピュータ装置、並びに方法 | |
| WO2021068542A1 (zh) | 基于力反馈技术的上肢主被动康复训练机器人系统 | |
| US10286555B2 (en) | Device, system, and method for robot-controlled induction of the feeling of human presence | |
| US20090240172A1 (en) | Vestibular rehabilitation unit | |
| Desai et al. | Augmented reality-based exergames for rehabilitation | |
| CN113611388B (zh) | 一种基于外骨骼的智能运动康复治疗与训练系统 | |
| EP3096685A1 (en) | System and method for mapping moving body parts | |
| CN111450511A (zh) | 一种脑卒中的肢体功能评估和康复训练系统及方法 | |
| US20140081432A1 (en) | Method and Apparatus for Rehabilitation Using Adapted Video Games | |
| McGregor et al. | Integrating Big Data analytics, virtual reality, and ARAIG to support resilience assessment and development in tactical training | |
| Palaniappan et al. | Developing rehabilitation practices using virtual reality exergaming | |
| Shtern et al. | A game system for speech rehabilitation | |
| CN105943327A (zh) | 具有防眩晕设备的视力锻炼保健系统 | |
| CN212369529U (zh) | 一种脑卒中的肢体功能评估和康复训练系统 | |
| CN115738188A (zh) | 一种基于虚拟现实技术的平衡功能训练设备和方法 | |
| US20210387085A1 (en) | Display of a three dimensional recodring in a system for rehabilitation | |
| Velazquez et al. | Preliminary evaluation of podotactile feedback in sighted and blind users | |
| CN114366557A (zh) | 用于下肢康复机器人的人机交互系统及方法 | |
| De Carolis et al. | Using the pepper robot in cognitive stimulation therapy for people with mild cognitive impairment and mild dementia | |
| CN113035000A (zh) | 一种面向中枢整合康复治疗技术的虚拟现实训练系统 | |
| Yan | Construction and Application of Virtual Reality‐Based Sports Rehabilitation Training Program | |
| Lee et al. | Does appearance matter? Validating engagement in therapy protocols with socially interactive humanoid robots | |
| Lv et al. | Virtual reality neurorehabilitation | |
| US10175755B2 (en) | Device and method for treating abnormal muscle function |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20200728 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |