CN112154016A - 物理治疗的虚拟环境 - Google Patents

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Abstract

用于虚拟化物理治疗系统的方法、系统和计算机程序产品。该方法可以包括为患者初始化虚拟化的物理治疗系统，并选择在物理治疗期间由患者执行的动作。该方法还可以包括检测患者正在执行所选择的动作，并显示所选择的动作的虚拟表示。该方法可以另外包括：在选择的动作的执行期间，使用虚拟化的物理治疗系统来监视患者；用监视数据来更新一个或多个患者模型；以及基于患者模型和监控数据来生成针对物理治疗疗程的疗程评估报告。

Description

物理治疗的虚拟环境
背景技术
物理治疗通常用于治疗患有多种医学状况的患者，其中患者的运动受限或患者的身体运动疼痛。包括传感器和虚拟现实环境的技术通常用于监视患者的运动并帮助患者查看虚拟现实中的运动。本公开涉及利用虚拟环境的物理治疗，并且更具体地，涉及利用虚拟现实组件、监视传感器和脑计算机接口来增强物理治疗疗程(session)以提供增强的虚拟现实物理治疗疗程。
发明内容
根据第一方面，提供了一种方法，该方法包括：为患者初始化虚拟物理治疗系统，所述虚拟物理治疗系统包括：连接到所述患者的脑计算机接口(BCI)；虚拟现实组件；一个或多个监视传感器；使用所述虚拟化的物理治疗系统选择在物理治疗疗程期间所述患者要执行的一个或多个动作；使用所述BCI确定所述患者正在执行一个或多个所选动作；使用所述虚拟现实组件显示所述选择的动作的虚拟表示；在执行所述选择的动作期间，使用所述虚拟化物理治疗系统监视所述患者；使用监测数据更新一个或多个患者模型；以及基于所述患者模型和所述监视数据，为所述物理治疗疗程生成疗程评估报告。
根据第二方面，提供了一种系统，包括：一个或多个计算机处理器；以及连接到患者的脑计算机接口(BCI)；虚拟现实组件；一个或多个监视传感器；包含程序的存储器，该程序在由所述处理器执行时执行以下操作：为患者初始化虚拟物理治疗系统，所述虚拟物理治疗系统包括：连接到所述患者的脑计算机接口(BCI)；虚拟现实组件；一个或多个监视传感器；使用所述虚拟化的物理治疗系统选择在物理治疗疗程期间所述患者要执行的一个或多个动作；使用所述BCI确定所述患者正在执行一个或多个所选动作；使用所述虚拟现实组件显示所述选择的动作的虚拟表示；在执行所述选择的动作期间，使用所述虚拟化物理治疗系统监视所述患者；使用监测数据更新一个或多个患者模型；以及基于所述患者模型和所述监视数据，为所述物理治疗疗程生成疗程评估报告。
根据第三方面，提供了一种用于虚拟化物理治疗系统的计算机程序产品，该计算机程序产品包括：计算机可读存储介质，其上包含计算机可读程序代码，该计算机可读程序代码可由一个或多个计算机处理器执行以执行以下操作：
为患者初始化虚拟物理治疗系统，所述虚拟物理治疗系统包括：连接到所述患者的脑计算机接口(BCI)；虚拟现实组件；一个或多个监视传感器；使用所述虚拟化的物理治疗系统选择在物理治疗疗程期间所述患者要执行的一个或多个动作；使用所述BCI确定所述患者正在执行一个或多个所选动作；使用所述虚拟现实组件显示所述选择的动作的虚拟表示；在执行所述选择的动作期间，使用所述虚拟化物理治疗系统监视所述患者；使用监测数据更新一个或多个患者模型；以及基于所述患者模型和所述监视数据，为所述物理治疗疗程生成疗程评估报告。
根据本发明的一个实施例，提供了一种方法。该方法可以包括为患者初始化虚拟化的物理治疗系统。虚拟化物理治疗系统可以包括连接到所述患者的脑计算机接口(BCI)，虚拟现实组件以及一个或多个监视传感器。该方法还可包括：使用所述虚拟化的物理治疗系统选择在物理治疗疗程期间所述患者要执行的一个或多个动作；使用所述BCI确定所述患者正在执行一个或多个所选动作，以及使用所述虚拟现实组件显示所述选择的动作的虚拟表示。该方法还可以包括：在执行所述选择的动作期间，使用所述虚拟化物理治疗系统监视所述患者；使用监测数据更新一个或多个患者模型；以及基于所述患者模型和所述监视数据，为所述物理治疗疗程生成疗程评估报告。
根据一个实施例，提供了一种虚拟化的物理治疗系统。该系统可以包括处理资源，连接到患者的脑计算机接口(BCI)；虚拟现实组件；一个或多个监视传感器，一个或多个计算机处理器以及包含程序的存储器，该程序在由一个或多个计算机处理器执行时执行操作。该操作可以包括使用所述虚拟化的物理治疗系统选择在物理治疗疗程期间所述患者要执行的一个或多个动作；使用所述BCI确定所述患者正在执行一个或多个所选动作，以及使用所述虚拟现实组件显示所述选择的动作的虚拟表示。该操作还可以包括：在执行所述选择的动作期间，使用所述虚拟化物理治疗系统监视所述患者；使用监测数据更新一个或多个患者模型；以及基于所述患者模型和所述监视数据，为所述物理治疗疗程生成疗程评估报告。
根据一个实施例，提供了一种计算机程序产品。该计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质具有体现在其中的计算机可读程序代码，该计算机可读程序代码可由一个或多个计算机处理器执行以执行操作。该操作可以包括为患者初始化虚拟物理治疗系统，所述虚拟物理治疗系统包括：连接到所述患者的脑计算机接口(BCI)；虚拟现实组件；一个或多个监视传感器。该操作还可包括：使用所述虚拟化的物理治疗系统选择在物理治疗疗程期间所述患者要执行的一个或多个动作；使用所述BCI确定所述患者正在执行一个或多个所选动作；以及使用所述虚拟现实组件显示所述选择的动作的虚拟表示。该操作还可以包括：在执行所述选择的动作期间，使用所述虚拟化物理治疗系统监视所述患者；使用监测数据更新一个或多个患者模型；以及基于所述患者模型和所述监视数据，为所述物理治疗疗程生成疗程评估报告。
附图说明
现在将仅通过举例的方式并参考以下附图来描述本发明的优选实施例：
图1是根据一个实施例的示例物理治疗虚拟环境系统。
图2示出了根据一个实施例的用于使用物理治疗虚拟环境系统的物理治疗疗程的示例过程。
图3是根据一个实施例的用于促进虚拟化物理治疗系统的服务器(例如计算机102)的框图。
图4示出了根据一个实施例的用于虚拟化物理治疗系统的方法。
图5示出了根据一个实施例的用于校准虚拟化物理治疗系统的组件的方法。
图6示出了根据一个实施例的用于选择要在虚拟物理治疗系统中执行的动作的方法。
图7示出了根据一个实施例的一种用于检测患者正在执行所选择的动作的方法。
图8示出了根据一个实施例的一种用于显示所选动作的虚拟表示的方法。
图9示出了根据一个实施例的一种用于监视患者的方法。
图10示出了根据一个实施例的一种用于向患者提供反馈的方法。
图11示出了根据一个实施例的一种用于评估物理治疗疗程的方法。
图12示出了根据一个实施例的用于虚拟化物理治疗系统的另一种方法。
具体实施方式
物理治疗(PT)是许多医疗保健提供者使用的过程，可以帮助患者恢复或增强患者身体部位，这些身体部位受伤了或是虚弱的。例如，急性运动障碍是一种使人衰弱的病症，其影响很大比例的患有神经系统疾病、截肢、关节炎、中风和其他相关医学病症的患者。在某些情况下，运动障碍患者还会经历慢性疼痛和不适感，例如疼痛、烧伤或皮肤穿刺。PT(以及其他治疗方法)用于缓解症状并准备患者的精神状态，使其能够接受假肢跛行或恢复自然运动能力。在某些情况下，卫生保健提供者执行包括多个PT疗程的治疗方案，以达到所需的运动康复目标。PT疗程可能包括资源(例如镜盒、塑料球、传感器和其他专用设备)，这些资源与医疗服务提供者的专业知识、经验和知识相结合，以改善、减轻、治疗或消除症状。利用脑计算机接口、虚拟现实组件和监视传感器来增强患者的治疗效果，将通过提供治疗患者的重要信息以及为患者调整/制定治疗方案来帮助医疗保健提供者。
如本文所述，应用虚拟现实环境、具有认知指导的脑计算机接口和监视传感器的组合的方法和系统有助于物理疗法治疗。例如，本文描述的虚拟现实组件提供视觉反馈作为移动的虚拟身体部位以反映患者执行的运动努力。此外，本文描述的脑计算机接口被配置为在虚拟现实组件中接收和解释来自患者的脑信号并且使控制和移动虚拟身体部位的信号相关。来自脑计算机接口和连接到患者的监视传感器的认知指导还可用于帮助PT疗程的准备和执行，包括锻炼顺序信息、适当的运动角度和位置、时间限制、重复次数、量度和运动中断的阈值以及对治疗的一般/特殊评估，以最大程度地提高医疗保健提供者和患者所定义的康复目标。该系统还可以被配置为从每个PT疗程中学习并适应治疗方案和疗程因素，以适应当系统用于治疗中时影响过去治疗的总体性能的因素。
现在参考图1，其描绘了根据一个实施例的物理治疗虚拟环境系统100。如图所示，系统100通常被配置为辅助或增加患者101的物理治疗过程。系统100包括计算机102。计算机102可以以通用计算设备的形式体现。计算机102还可以被实现为诸如智能电话或平板电脑之类的移动设备，或者被特别配置为用于物理治疗虚拟环境系统的设备。如图所示，计算机102连接到脑计算机接口系统104(BCI 104)。通常，BCI被配置为检测和解释患者101的脑电波或信号。在所示实施例中，BCI通过连接112将检测到的和/或解释的脑信号数据传输到计算机102。
系统100还包括虚拟现实组件106。在一些示例中，虚拟现实组件106包括虚拟现实耳机，该虚拟现实耳机被配置为装配在患者101的头部上并向患者101提供虚拟现实体验。虚拟现实组件106还包括配置为向患者101提供虚拟现实体验的另一个虚拟现实设备之一。如图所示，虚拟现实组件106通过连接114连接到计算机102。
系统100还包括经由连接110连接到计算机102的一个或多个传感器108。传感器108包括生物特征传感器，该生物特征传感器被配置为提供有关患者101的身体和精神状态的信息。在一些示例中，传感器108包括心脏速率监视器(例如心电图(ECG)传感器)、血氧仪、运动传感器、力传感器、温度计以及其他人体测量设备和传感器。
如图1所示，连接110、112和114包括有线或无线连接。例如，各种连接可以通过独特的设备专用连接直接连接到计算机102中，或者可以通过通用串行总线(USB)、以太网、光纤连接或其他连接行业标准连接。连接还可以包括经由诸如Wi-Fi、蓝牙、蓝牙LE等的无线标准到计算机102的无线连接。
为了说明的目的已经给出了对本发明的各种实施例的描述，但是这些描述并不旨在是穷举性的或者限于所公开的实施例。在不脱离所描述的实施例的范围和精神的情况下，许多修改和变型对于本领域普通技术人员将是显而易见的。选择这里使用的术语是为了最好地解释实施例的原理、对市场上发现的技术的实际应用或技术上的改进，或者使本领域的其他普通技术人员能够理解这里公开的实施例。
图2示出了根据一个实施例的用于使用物理治疗虚拟环境系统的物理治疗疗程的示例过程200。过程200利用物理治疗虚拟环境系统，例如关于图1描述的系统100。如图所示，该过程开始于框202，并且进行到框204，在框204，准备进行物理治疗的系统和患者。在一些示例中，诸如物理治疗师之类的医疗保健提供者操纵系统100和患者101两者，以确保正确地配置系统并且患者被连接至系统以便确保系统100的正确功能。尽管本文描述的示例通常指的是医疗保健提供者和患者都使用系统100，但是在一些示例中，患者101独立地操作系统100。在一些示例中，医疗保健提供者位于远离患者101的位置，并且通过系统100(例如，通过虚拟现实组件106)与患者交互。
框204还包括，让患者身体上准备物理治疗。例如，在物理治疗疗程开始之前，患者需要通过热身或其他身体活动(例如伸展或动态运动)来被准备。该预热期可以由医疗保健提供者指示。在一些示例中，系统100向保健提供者和/或患者101提供指令以进行热身。
在一些示例中，准备系统还包括为患者101初始化虚拟化物理治疗系统100。例如，系统100被配置为确定脑控制接口、虚拟现实组件和一个或多个监视传感器的合适的位置，向医疗保健提供者/患者指示合适的位置，并执行一种或多种校准方法以向患者校准虚拟化的物理治疗系统。在一些示例中，系统100为脑控制接口、虚拟现实组件以及一个或多个监视传感器确定合适的位置。这还可以包括根据由BCI 104和/或计算机102设置的规范来设置和校准BCI104。类似地，还可以根据由虚拟现实组件106和/或计算机102设置的规范来为患者101设置和校准虚拟现实组件106。还可以根据基于传感器的类型并由计算机102为系统100设置的规范来放置和校准监视传感器108。
在一些示例中，在将系统100首次与患者101一起使用期间，需要将系统100初始化并配置给患者101。在一些示例中，系统100的后续使用利用患者101的存储在计算机102中的配置信息。
还如图2所示，该过程然后进行到框206，在此患者进行虚拟锻炼。在一些示例中，系统100首先在物理治疗疗程期间使用虚拟化的物理治疗系统选择患者要执行的一个或多个动作。在一些示例中，医疗保健提供者/患者选择一个或多个动作来执行锻炼。在一些示例中，系统100从存储在系统100上存储的物理治疗计划中和/或基于过去的物理治疗疗程，选择一个或多个动作。例如，系统可以从用户(例如，患者和/或医疗提供者)接收动作输入，并从该动作输入中确定要执行的一个或多个动作。
在另一示例中，系统100基于上次疗程的推荐(例如，存储的计划中的系统推荐和/或医疗保健提供者做出的推荐)选择虚拟锻炼。在一些示例中，系统100被配置为首先向患者解释如何在虚拟环境中和与虚拟环境交互，例如如何执行简单或测试动作和锻炼。一旦患者对虚拟环境感到满意，系统便会说明如何使用音频和虚拟显示器进行虚拟锻炼。例如，系统100确定所选择的动作/锻炼的虚拟表示，并将该虚拟表示显示在虚拟现实组件106的患者显示器上，该虚拟现实组件包括虚拟现实耳机。
在一些示例中，系统100还使用虚拟现实组件106在患者执行动作时显示动作/锻炼的效果或动作。在一些示例中，系统100在动作/锻炼的执行期间确定并提供反馈给患者(例如，调整动作、重复动作，展示替代性表现，积极的加强等)。系统100在锻炼期间向保健提供者显示动作的反馈和效果，并且在患者完成之后还显示动作/锻炼的结果。
然后，过程进行到框208，其中系统100配置为监视患者的生理和心理状况，以防止对患者造成伤害。在一些示例中，系统100在所选择的动作/锻炼的执行期间使用虚拟化的物理治疗系统(例如，系统100)来监视患者，并利用监视数据来更新一个或多个患者模型。患者模型包括图2所示的患者数据220和测量数据240。患者数据220包括临床数据(来自电子病历(EMR)、电子健康记录(EHR)、医院信息系统(HIS)数据和患者生成的健康数据(PGHD)(由患者、家庭成员或其他护理人员创建、记录或收集的与健康相关的数据)的可帮助解决健康问题的患者结构化数据)。PGHD包括：(1)健康史、(2)治疗史、(3)生物特征数据、(4)症状和(5)生活方式选择。患者模型中存储的PGHD可能会与临床环境中以及通过与医疗服务提供者的接触而产生的数据区分开，因为患者(而非提供者)主要负责捕获或记录这些数据，然后由患者决定如何将这些数据共享或分发给医疗保健提供者和其他人，包括PGHD的患者数据可以从系统100之外的来源收集或由患者101(或另一个用户)使用连接到系统100的输入/输出设备将其输入系统100。测量数据240包括来自BCI 104和传感器108等的动作/锻炼的测量。
在一些示例中，系统100和/或医疗保健提供者可以向患者101询问包括疼痛、不适等的动作/锻炼的效果。在一些示例中，传感器108包括一个或多个监测传感器，包括被配置为从患者读取生物特征指示的生物特征传感器。系统100通过从生物特征传感器(传感器108)和BCI 104接收表示患者当前身体状况的生物特征数据来监视患者；从生物特征传感器和BCI接收表示患者当前生理状况的生物特征数据，并生成患者的当前监测评分(其可以包括和/或指示患者不适水平)。例如，如果传感器108和BCI 104检测到患者101的大脑中的血压升高和求救信号，则系统100产生高监测得分，表明患者正在经历不适或疼痛。如果传感器108和BCI 104指示患者没有显示不适感增加的迹象(例如，正常的血压和脑信号)，则系统100产生较低的监视得分。
然后，过程进行到框210，在框210，系统100被配置为确定所选择的动作和/或物理治疗疗程是否应当继续。例如，在执行所选动作期间，系统100选择停止疗程阈值，例如时间限制或不适水平。如果系统100确定未满足停止疗程阈值，则系统可以指示患者101和医疗保健提供者继续物理治疗疗程。例如，如果监视得分指示患者101没有太多不适，或者如果在物理治疗疗程开始时启动的计时器未到期，则系统100将继续物理治疗疗程。在一些示例中，在确定已经满足连续疗程阈值时，系统100停止物理治疗疗程。例如，如果计时器已到期和/或监视得分表明患者101的不适感过高，则系统100将结束物理治疗疗程。
在框212的一些示例中，一旦物理治疗疗程结束，系统100包括放松或降温阶段，以使患者101适应非虚拟世界。例如，系统100可以将非虚拟世界缓慢地揭示回给患者101。在一些示例中，系统100然后基于患者模型(患者数据220)和监测数据(测量数据240)来生成针对物理治疗疗程的疗程评估报告。系统100还生成报告，该报告包括针对从患者数据220和测量数据240确定的未来物理治疗疗程要执行的一个或多个动作。
图3是根据一个实施例的用于促进虚拟化物理治疗系统的服务器(例如计算机102)的框图。如图3所示，装置300包括体现为计算机301的计算机102，该计算机被配置为执行系统100的功能，包括执行和/或扩展过程200。计算机301以通用计算设备的形式示出。计算机301的组件包括但不限于一个或多个处理器或处理单元305、系统存储器310、存储系统320、网络接口330以及耦合包括系统存储器310和存储系统320到处理器305以及各种输入/输出(I/O)组件340在内的各种系统组件的总线350。在其他实施例中，布置300是分布式的，并且包括通过有线或无线网络连接的多个离散计算设备。
在一些示例中，I/O组件340包括脑计算机接口341、虚拟现实组件342、监视传感器343和其他输入/输出组件344。其他组件344可以包括键盘、鼠标、触摸屏显示器或其他输入/输出组件，这些组件被配置为允许用户(例如患者和/或医疗保健提供者)向计算机301输入信息。计算机301还与一个或多个外部设备(例如键盘、定点设备、显示器等)、一个或多个使用户能够与计算机301交互的设备、和/或使计算机301能够通过网络接口330和网络355与一个或多个其他计算设备进行本地和/或远程通信的任何设备(例如，网卡，调制解调器等)通信。此类通信也可以通过I/O组件340。另外，计算机301可以经由网络接口330与一个或多个网络通信，诸如局域网(LAN)、通用广域网(WAN)和/或公共网络(例如，因特网)。如图所示，网络接口330经由总线350与计算机301的其他组件通信。应该理解，尽管未示出，但是其他硬件和/或软件组件可以与计算机301结合使用。例子包括但不限于：云计算系统、微代码、设备驱动程序、冗余处理单元、外部磁盘驱动器阵列，RAID系统、磁带驱动器和数据档案存储系统等。
总线350表示几种类型的总线结构中的任何一种或多种，包括存储器总线或存储器控制器、外围总线、加速图形端口以及处理器或使用各种总线体系结构中的任何一种的本地总线。作为示例而非限制，此类体系结构包括工业标准体系结构(ISA)总线、微通道体系结构(MCA)总线、增强型ISA(EISA)总线、视频电子标准协会(VESA)本地总线和外围组件互连(PCI)总线。
计算机301通常包括各种计算机系统可读介质。这样的介质可以是计算机301可访问的任何可用介质，并且它包括易失性和非易失性介质、可移动和不可移动介质。系统存储器310可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质，例如随机存取存储器(RAM)和/或高速缓冲存储器。计算机301可以进一步包括其他可移动/不可移动、易失性/非易失性计算机系统存储介质。举例来说，可以提供存储系统320以用于读取和写入不可移动的非易失性磁性介质(未示出并且通常被称为“硬盘驱动器”)。尽管未示出，但是可以提供用于读取和写入可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)的磁盘驱动器，以及用于读取或写入可移动非易失性光盘的光盘驱动器可以提供CD-ROM，DVD-ROM或其他光学介质之类的磁盘。在这种情况下，每一个都可以通过一个或多个数据介质接口连接到总线350。如将在下面进一步描绘和描述的，存储器310可以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组(例如，至少一个)程序模块315，该程序模块被配置为执行本文描述的本公开的实施例的功能。
存储器320还包括用于存储包括患者模型和患者数据220的患者数据321的介质。存储系统320还包括测量数据322，其可以包括测量数据240，动作数据323，其包括锻炼和其他用于选择的动作数据，包括动作的视觉表示以及与系统100有关的其他数据324。各种数据321-324由本文所述的程序模块315更新和访问，包括虚拟物理治疗(PT)模块311、疗程模块312和评估模块313。存储系统320还包括其他存储的信息，供计算机301访问和使用。
存储器310包括用于执行本文描述的各种功能的多个程序模块315。模块315通常包括可由处理器305中的一个或多个执行的程序代码。如图所示，模块315包括虚拟PT模块311、疗程模块312和评估模块313。
程序模块315还与存储系统320和I/O组件340相互交互以执行某些功能。例如，虚拟PT系统模块311可以被配置为初始化患者的虚拟物理治疗系统。在一些示例中，虚拟PT系统模块311启动系统100，该系统包括连接至患者101的脑计算机接口(例如，体现为BCI 104的BCI 341)、虚拟现实组件(例如，体现为虚拟现实组件106的虚拟现实组件342)和一个或多个监视传感器(例如，体现为传感器108的监视传感器343)。
在一个示例中，虚拟PT系统模块311使用I/O组件340和其他数据324以确定脑控制接口341、虚拟现实组件342和一个或多个监视传感器343在患者101上的合适的位置。虚拟PT系统模块311还向用户(例如，患者101和/或医疗保健提供者)指示正确的定位，并执行一种或多种校准方法以向患者校准虚拟化的物理治疗系统。这些校准方法可以由各种I/O组件340的制造商提供，并存储为其他数据324。
另外，虚拟PT系统模块311使用BCI检测到患者正在执行一个或多个选定的动作。例如，虚拟PT系统模块311使用体现为BCI 104的BCI 341来检测患者101正在执行动作。在一些示例中，虚拟PT系统模块311被配置为从体现为BCI 104的BCI 341接收患者101正在执行运动的指示，并使用动作数据323确定该运动对应于所选择的动作。在一些示例中，BCI104将数据发送到计算机102，然后计算机102确定所测量的患者101的精神努力是否足够执行所选择的动作。在一些示例中，虚拟PT系统模块311然后可以将针对所选择的动作执行的精神努力与所存储的BCI数据(诸如在BCI 104的校准期间收集的数据)进行比较。如果精神努力高于由所校准的数据设置的阈值，则进行运动，并且患者101将使用虚拟现实组件106看到所选动作的虚拟完成(例如，虚拟腿部运动)。否则，使用虚拟现实组件106不会对用户显示所选动作的虚拟演示，表明需要更多的努力。
虚拟PT系统模块311被配置为使用虚拟现实组件显示所选动作的虚拟表示。例如，虚拟PT系统模块311利用体现为虚拟现实组件106的虚拟现实组件342来显示选择动作的虚拟表示。在一些示例中，虚拟PT系统模块311还从动作数据323确定所选动作的虚拟表示，并将该虚拟表示显示在体现为虚拟现实组件106的虚拟现实组件342的患者显示器上。在一些示例中，体现为虚拟现实组件106的现实组件342可以包括配置为适合患者101的头部和/或眼睛的虚拟现实头戴式耳机。在一些示例中，虚拟表示取决于患者。例如，如果患者101缺少肢体或不能物理移动肢体，则虚拟表示包括所缺少肢体的虚拟表示，并且脑部的脑力努力导致动作的虚拟完成。例如，当所选择的动作是踢球时(并且BCI 104已经检测到患者正在执行动作)，虚拟表示可以包括踢球的腿。在一些示例中，虚拟表示与特定患者身体部位相关，即，男性患者的男性腿或女性患者的女性臂等。
另外，虚拟PT系统模块311在执行所选动作期间，使用虚拟化的物理治疗系统监视患者。例如，在由患者101虚拟地和物理地执行所选动作时，虚拟PT系统模块311使用体现为BCI 104的BCI 341，体现为传感器108的监视传感器343，以及体现为虚拟现实组件106的虚拟现实组件342来监视患者101执行所选动作的身体和心理状态。
例如，体现为传感器108的监视传感器343包括生物特征传感器，并且虚拟PT系统模块311从生物特征传感器(例如，体现为传感器108的监视传感器343)和体现为BCI 104的BCI 341接收表示患者当前身体状况的生物特征数据并从生物特征传感器(例如，体现为传感器108的监测传感器343)和体现为BCI 104的BCI 341接收表示患者当前心理状况的生物特征数据。虚拟PT系统模块311将接收到的生物统计数据与患者数据321、其他数据324以及从用户(例如，患者101和/或医疗保健提供者)输入的数据一起使用以确定身体和心理状况。例如，接收到的生物特征数据中增加的心率、血压和其他指示指示患者101中的疼痛和/或压力增加。虚拟PT系统模块311然后使用接收到的生物特征数据、患者数据321、其他数据324，使用接收到的生物特征数据和附加数据为患者生成当前的监测评分。然后，虚拟PT系统模块311利用包括接收到的生物数据、用户数据和当前监控得分的监控数据来更新包括病人数据321和测量数据322的一个或多个病人模型。
此外，虚拟PT系统模块311在执行所选动作期间，确定有关所选动作执行的反馈，并使用虚拟现实组件将反馈提供给患者。例如，虚拟PT系统模块311确定来自患者数据321、测量数据322和动作数据323的反馈以提供给患者。这可能包括改进行动形式、增加行动努力或其他相关反馈。虚拟PT系统模块311利用体现为虚拟现实组件106的虚拟现实组件342，将反馈提供给患者101。例如，虚拟现实组件106向患者101指示纠正形式、增加努力等。
如上所述，程序模块315包括疗程模块312。在一个示例中，疗程模块312在物理治疗疗程期间使用虚拟化的物理治疗系统选择患者要执行的一个或多个动作。例如，疗程模块312使用患者数据321、动作数据323和其他数据324选择动作数据323中的一个或多个动作，以供患者101在物理治疗疗程期间执行。在一些示例中，疗程模块312经由I/O组件340从用户接收动作输入。用户可以包括医疗保健提供者或患者101。疗程模块312然后从动作输入中确定要执行的一个或多个动作。例如，用户从存储的物理治疗计划中选择要执行的单个动作、要执行的动作组或列表，一个或多个动作等。
另外，疗程模块312在执行所选动作期间，选择停止疗程阈值。例如，疗程模块312从其他数据324中选择停止疗程阈值。在一些示例中，停止疗程阈值包括患者不适阈值或疗程时间阈值。在确定尚未满足停止疗程阈值时，疗程模块312还继续进行物理治疗疗程。例如，疗程模块312允许患者101呈现和执行下一个动作。疗程模块在确定已经满足连续疗程阈值时也停止物理治疗疗程。例如，疗程模块312进入冷静期或停止物理治疗疗程。
在示例中，当停止疗程阈值是患者不适阈值时，疗程模块312从患者模型(例如患者数据321和当前监测评分)确定当前患者不适水平低于患者不适阈值(如存储在其他数据324中)和/或从患者模型确定当前患者不适水平高于患者不适阈值。例如，如果患者的不适程度低或可以接受，则疗程将继续，但是如果患者的不适水平高或不能接受，则疗程将终止或停止。在另一示例中，当停止疗程阈值是疗程时间阈值时，疗程模块312从在物理治疗疗程的开始处启动的疗程计时器确定当前疗程时间低于疗程时间阈值和/或从疗程计时器确定当前疗程时间高于疗程时间阈值。例如，随着物理治疗疗程开始，疗程模块312开始计时器。在执行每个动作之后，疗程模块312验证计时器没有超过阈值(例如60分钟)。一旦达到阈值，疗程模块312就开始终止物理治疗疗程。
此外，程序模块315还包括评估模块313，该评估模块被配置为评估和完成物理治疗疗程。在一些示例中，评估模块313基于患者模型和监视数据来生成针对物理治疗疗程的疗程评估报告。例如，评估模块313使用患者数据321和测量数据322生成疗程评估报告，该疗程评估报告包括患者101执行了哪些锻炼和动作，患者101如何执行动作以及关于物理治疗疗程的其他信息。在一些示例中，评估模块313为使用一个或多个患者模型和测量数据执行的所选动作生成最终得分(例如完整性水平等)，并从一个或多个患者模型中确定一个或为将来的物理治疗疗程执行的更多动作。例如，如果患者101难以完成某动作，则可以针对下一个疗程来改变、排除和/或调整该动作。如果某个动作并不困难，则在将来的物理治疗疗程中要执行的动作中可以包含更具挑战性的动作或增加的动作重复。
图4示出了根据一个实施例的用于虚拟化物理治疗系统的方法。方法400开始于框402，在框402，诸如计算机301的计算机为患者初始化虚拟化的物理治疗系统。在一些示例中，如关于图1-3所讨论的，虚拟化的物理治疗系统包括连接至患者的脑计算机接口(BCI)、虚拟现实组件以及一个或多个监视传感器。此外，结合图5描述了用于初始化虚拟化物理治疗系统的另一种方法。
方法400在框404处继续，在此，诸如计算机301的计算机使用虚拟化的物理治疗系统选择在物理治疗疗程期间患者要执行的一个或多个动作。在一些示例中，选择要在物理治疗疗程期间由患者执行的一个或多个动作包括从存储的物理治疗计划中选择一个或多个动作。结合图6描述了用于选择患者在物理治疗期间要执行的一个或多个动作的另一种方法。
在框406处，方法400继续，其中诸如计算机301的计算机使用BCI检测到患者正在执行一个或多个所选动作。结合图7描述了使用BCI检测患者正在执行一个或多个所选动作的另一种方法。然后，方法400继续到框408，在框408中，诸如计算机301的计算机使用虚拟现实组件显示所选动作的虚拟表示。结合图8描述了用于使用虚拟现实组件显示所选动作的虚拟表示的另一示例方法。
在框410，方法400继续进行，其中在执行所选动作期间，诸如计算机301之类的计算机使用虚拟化的物理治疗系统来监视患者。结合图9描述了在所选择的动作的执行期间使用虚拟的物理治疗系统监视患者的另一示例方法。然后，方法400在框412处继续，在框412处，诸如计算机301的计算机使用监视数据更新一个或多个患者模型，并在框414，诸如计算机301之类的计算机基于患者模型和监视数据为物理治疗疗程生成疗程评估报告。结合图11描述了基于患者模型和监视数据来生成针对物理治疗疗程的疗程评估报告的另一示例方法。
图5示出了根据一个实施例的用于校准虚拟化物理治疗系统的组件的方法。方法500从框502开始，在框502处，诸如计算机301之类的计算机确定针对脑控制接口、虚拟现实组件以及一个或多个监视传感器的合适的位置。在一些示例中，最初将BCI 104和虚拟现实组件放置在患者101上。然后，设备可以与计算机102一起传送定位和校准数据。例如，BCI104可以确定一组校准步骤以供用户执行，诸如集中一段时间的特定心理图像。虚拟现实组件还可基于用户动作和反馈来确定更合适的位置。
方法500在框504和506处继续，其中诸如计算机301的计算机向用户指示合适的位置，并执行一种或多种校准方法以将虚拟化的物理治疗系统校准给患者。例如，BCI 104、虚拟现实组件106和计算机102可以在校准步骤期间作为将校准装置传达给患者101和/或医疗保健提供者，作为将设备放置在何处的最终输出。
图6示出了根据一个实施例的用于选择要在虚拟化物理治疗系统中执行的动作的方法。方法600在框602处开始，在框602处，诸如计算机301的计算机从用户接收动作输入。方法600在框604处继续，在框604处，诸如计算机301之类的计算机从动作输入中确定要执行的一个或多个动作。在一些示例中，用户可以包括能够构造物理治疗疗程的患者和/或医疗保健提供者，该物理治疗疗程是根据要执行的动作并基于输入到系统中的动作而构建的。
图7示出了根据一个实施例的一种用于检测患者正在执行所选动作的方法。方法700在框702处开始，在框702处，诸如计算机301之类的计算机从BCI接收患者正在执行运动的指示。方法700在框704处继续，在框704处，诸如计算机301之类的计算机确定该运动对应于所选择的动作。
图8示出了根据一个实施例的用于显示所选动作的虚拟表示的方法。在一些示例中，虚拟现实组件包括虚拟现实耳机。方法800开始于框802，在框802，诸如计算机301的计算机确定所选动作的虚拟表示。方法800在框804处继续，在框804处，诸如计算机301的计算机在虚拟现实耳机的患者显示器上显示虚拟表示。
图9示出了根据一个实施例的用于监视患者的方法。在一些示例中，用于监视患者的监视传感器包括生物统计传感器。方法900在框902处开始，在框902处，诸如计算机301之类的计算机从生物传感器和BCI接收表示患者当前身体状况的生物数据。方法900在框904处继续，在框904处，诸如计算机301之类的计算机从生物统计传感器和BCI接收表示患者当前身体状况的数据。方法900然后在框906处继续，在框906处，诸如计算机301之类的计算机从用户接收指示当前身体状况和当前心理状况的附加数据。然后，方法900进行到框906，在框906中，诸如计算机301之类的计算机使用该数据和附加数据为患者生成当前监视得分。
图10示出了根据一个实施例的用于向患者提供反馈的方法。方法1000开始于框1002，在框1002中，诸如计算机301之类的计算机在患者执行所选动作期间确定对所选动作的执行的反馈。方法1000在框1004处继续，在框1004处，诸如计算机301的计算机使用虚拟现实组件将反馈提供给患者。
图11示出了根据一个实施例的一种用于评估物理治疗过程的方法。方法1100在框1102处开始，在框1102处，诸如计算机301的计算机生成针对使用一个或多个患者模型执行的所选动作的最终得分。方法1100在框1104处继续，在框1104处，诸如计算机301之类的计算机从一个或多个患者模型中确定要为未来的物理治疗疗程执行的一个或多个动作。未来物理治疗疗程的一个或多个动作可以基于几个因素，包括患者通过物理治疗计划的进展。为每个患者定义动作，并且还可以包括在虚拟物理治疗系统外部定义的治疗评估。例如，在物理治疗疗程期间执行的动作与医疗保健提供者一起就通过物理治疗计划向康复目标(例如上半身的康复、恢复行走能力、减轻幻像疼痛等)的进展情况的反馈，可用于确定未来物理治疗疗程的动作。
图12示出了根据一个实施例的用于虚拟化物理治疗系统的另一种方法。方法1200开始于框1202，在框1202，诸如计算机301之类的计算机在执行所选动作期间选择停止疗程阈值。在一些示例中，当计算机(例如计算机301)在确定未满足停止疗程阈值时继续进行物理治疗疗程，并且在确定已满足持续疗程阈值时停止物理治疗疗程时，该方法继续。例如，方法1200继续到块1204，当选择停止疗程阈值是患者不适阈值。在框1208，诸如计算机301之类的计算机，从患者模型确定当前患者不适水平低于患者不适阈值，并在框1212继续进行物理治疗疗程。在框1214，诸如计算机301之类的计算机从患者模型确定当前患者不适水平在患者不适阈值之上，在框1218停止物理治疗疗程。
在另一示例中，方法1200继续到块1206，当选择停止疗程阈值是疗程时间阈值。在框1210，诸如计算机301的计算机从在物理治疗疗程的开始处启动的疗程计时器确定当前疗程时间低于疗程时间阈值，并在框1212继续进行物理治疗疗程。在框1216，诸如计算机301的计算机从疗程计时器确定当前疗程时间在疗程时间阈值之上，在框1218停止物理治疗疗程。
在下文中，参考本公开中提出的实施例。然而，本公开的范围不限于特定描述的实施例。相反，可以设想以下特征和元素的任何组合，无论是否与不同的实施例有关，都可以实现和实践所设想的实施例。此外，尽管本文公开的实施例可以实现优于其他可能的解决方案或优于现有技术的优点，但是通过给定的实施例是否实现特定的优点并不限制本公开的范围。因此，以下方面、特征、实施例和优点仅是示例性的，并且不被认为是所附权利要求的要素或限制，除非在权利要求中明确叙述。同样，对“本发明”的引用不应解释为本文公开的任何发明主题的概括，并且除非在权利要求中明确叙述，否则不应认为是所附权利要求的要素或限制。
本发明的各方面可以采取以下形式：完全硬件实施例，完全软件实施例(包括固件、驻留软件、微代码等)或组合了软件和硬件方面(在本文中通常可以被称为“电路”、“模块”或“系统”)的实施例。
本发明可以是系统、方法和/或计算机程序产品。该计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上具有用于使处理器执行本发明的各方面的计算机可读程序指令。
计算机可读存储介质可以是有形设备，其可以保留和存储由指令执行设备使用的指令。计算机可读存储介质可以是例如但不限于电子存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或前述的任何合适的组合。计算机可读存储介质的更具体示例的非穷举列表包括以下内容：便携式计算机软盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能磁盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备(例如打孔卡或凹槽中的凸起结构，上面记录了指令)、以及上述内容的任何合适组合。如本文所使用的，计算机可读存储介质不应被理解为是瞬时信号本身，例如无线电波或其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输介质传播的电磁波(例如，通过光纤电缆穿过的光脉冲)、或通过电线传输的电信号。
此处描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到相应的计算/处理设备，或者通过网络(例如，互联网、局域网、广域网和/或无线网络)下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光传输光纤、无线传输、路由器、防火墙，交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配器卡或网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发计算机可读程序指令以存储在相应的计算/处理设备内的计算机可读存储介质中。
用于执行本发明的操作的计算机可读程序指令可以是汇编程序指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据或用一种或多种编程语言(包括面向对象的编程语言，例如Smalltalk、C++等)和常规过程编程语言(例如“C”编程语言或类似编程语言)的任意组合编写的源代码或目标代码。计算机可读程序指令可以完全在用户计算机上、部分在用户计算机上、作为独立软件包、部分在用户计算机上并且部分在远程计算机上或完全在远程计算机或服务器上执行。在后一种情况下，远程计算机可以通过任何类型的网络(包括局域网(LAN)或广域网(WAN))连接到用户计算机，或者可以与外部计算机建立连接(用于例如，通过使用因特网服务提供商的因特网)。在一些实施例中，包括例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA)的电子电路可以通过利用计算机可读程序指令的状态信息来执行计算机可读程序指令来个性化电子电路，以执行本发明的各方面。
在此参考根据本发明实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本发明的各方面。将理解的是，流程图图示和/或框图的每个框以及流程图图示和/或框图中的框的组合可以由计算机可读程序指令来实现。
可以将这些计算机可读程序指令提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理设备的处理器，以产生机器，使得该指令经由计算机或其他处理器执行可编程数据处理设备，创建用于实现流程图和/或框图的框中指定的功能/动作的装置。这些计算机可读程序指令还可以存储在计算机可读存储介质中，该计算机可读存储介质可以指导计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式起作用，从而使得其中存储有指令的计算机可读存储介质包括生产的制品，该制品包括实现流程图和/或框图或多个框中指定的功能/动作的各方面的指令。
计算机可读程序指令还可以被加载到计算机、其他可编程数据处理设备或其他设备上，以使得在计算机、其他可编程设备或其他设备上执行一系列操作步骤以产生实现的计算机处理过程，以使在计算机、其他可编程装置或其他设备上执行的指令实现流程图和/或框图的框中指定的功能/动作。
附图中的流程图和框图示出了根据本发明的各个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能的实现的架构、功能和操作。就这一点而言，流程图或框图中的每个框可以代表指令的模块、片段或部分，其包括用于实现指定的逻辑功能的一个或多个可执行指令。在一些替代实施方式中，框中指出的功能可以不按图中指出的顺序发生。例如，取决于所涉及的功能，实际上可以基本上同时执行连续示出的两个框，或者有时可以以相反的顺序执行这些框。还应注意，框图和/或流程图的每个框以及框图和/或流程图的框的组合可以由执行指定功能或动作或者执行特殊用途的硬件和计算机指令的组合的基于硬件的专用系统来实现。
可通过云计算基础设施将本发明的实施例提供给最终用户。云计算通常是指通过网络作为服务提供可伸缩计算资源。更正式地讲，云计算可以定义为一种计算能力，它提供计算资源与其底层技术体系结构(例如服务器、存储、网络)之间的抽象，从而能够以通过最少的管理工作或服务提供商交互，方便地按需网络访问可快速配置和释放的可配置计算资源的共享池。因此，云计算允许用户访问“云”中的虚拟计算资源(例如，存储、数据、应用程序、甚至完整的虚拟化计算系统)，而无需考虑用于提供计算资源的底层物理系统(或那些系统的位置)。
通常，云计算资源是按使用量付费提供给用户的，其中仅对用户实际使用的计算资源(例如，用户消耗的存储空间量或用户实例化的虚拟化系统的数量)收费。用户可以随时随地从因特网的任何位置访问驻留在云中的任何资源。在本发明的上下文中，用户可以访问云中可用的应用程序(例如，程序模块315)或相关数据。例如，虚拟PT系统模块311可以在云中的计算系统上执行，并且与其他程序模块315和数据交互以执行本文描述的功能。在这种情况下，虚拟PT系统模块311可以在云中的存储位置处接收、访问、更新和存储患者数据321、测量数据322和动作数据323。这样做允许用户从连接到连接到云(例如，因特网)的网络的任何计算系统访问该信息。
尽管前述内容针对本发明的实施例，但是在不脱离本发明的基本范围的情况下，可以设计本发明的其他和进一步的实施例，并且本发明的范围由所附权利要求书确定。

Claims (20)

1.一种方法，包括：
为患者初始化虚拟物理治疗系统，所述虚拟物理治疗系统包括：
连接到所述患者的脑计算机接口(BCI)；
虚拟现实组件；以及
一个或多个监视传感器；
使用所述虚拟化的物理治疗系统选择在物理治疗疗程期间所述患者要执行的一个或多个动作；
使用所述BCI确定所述患者正在执行一个或多个所选动作；
使用所述虚拟现实组件显示所述选择的动作的虚拟表示；
在执行所述选择的动作期间，使用所述虚拟化物理治疗系统监视所述患者；
使用监测数据更新一个或多个患者模型；以及
基于所述患者模型和所述监视数据，为所述物理治疗疗程生成疗程评估报告。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述为患者初始化虚拟物理治疗系统还包括：
确定所述脑控制接口、所述虚拟现实组件以及所述一个或多个监视传感器的合适的位置；
向用户指示所述合适的位置；以及
执行一种或多种校准方法，以向所述患者校准虚拟化的物理治疗系统。
3.如权利要求1所述的方法，其中，所述选择在物理治疗疗程期间所述患者要执行的一个或多个动作包括：
从存储的物理治疗计划中选择所述一个或多个动作。
4.如权利要求1所述的方法，其中，所述选择在物理治疗疗程期间所述患者要执行的一个或多个动作包括：
接收用户的动作输入；以及
从所述动作输入中确定要执行的所述一个或多个动作。
5.如权利要求1所述的方法，所述使用所述BCI确定所述患者正在执行一个或多个所选动作还包括：
从所述BCI接收所述患者正在执行运动的指示；以及
确定所述运动对应于所述选择的动作。
6.如权利要求1所述的方法，其中，所述虚拟现实组件包括虚拟现实耳机，并且其中，所述显示所述选择的动作的虚拟表示包括：
确定所述选择的的虚拟表示；以及
在所述虚拟现实耳机的显示器上显示所述虚拟表示。
7.如权利要求1所述的方法，其中，所述一个或多个监视传感器包括被配置为从所述患者读取生物特征指示的生物传感器，并且其中，所述监视所述患者还包括：
从所述生物传感器和BCI接收表示所述患者当前身体状况的数据；
从用户接收指示所述当前身体状况和当前心理状况的附加数据；以及
使用所述数据和所述附加数据为所述患者生成当前监控评分。
8.如权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括：
在所述选择的动作执行期间，确定对所述选择的动作执行的反馈；以及
使用所述虚拟现实组件向所述患者提供反馈。
9.如权利要求1所述的方法，还包括：
在所述选择的动作执行期间，选择停止疗程阈值；
当确定未满足所述停止疗程阈值时，继续进行所述物理治疗疗程；以及
当确定已经满足所述停止疗程阈值时，停止所述物理治疗疗程。
10.如权利要求9所述的方法，其中，所述停止疗程阈值包括患者不适阈值，并且其中所述确定未满足所述停止疗程阈值包括：
从所述患者模型确定当前患者不适水平低于所述患者不适阈值；以及
其中所述确定已经满足所述停止疗程阈值包括：
从所述患者模型确定所述当前患者不适水平高于所述患者不适阈值。
11.如权利要求9所述的方法，其中，所述停止疗程阈值包括疗程时间阈值，并且其中所述确定未满足所述停止疗程阈值包括：
从在所述物理治疗疗程开始时启动的疗程计时器中确定当前疗程时间低于所述疗程时间阈值；以及
其中所述确定已经满足所述停止疗程阈值包括：
从所述疗程计时器确定所述当前疗程时间在所述疗程时间阈值之上。
12.如权利要求1所述的方法，其中，所述基于所述患者模型和所述监视数据，为所述物理治疗疗程生成疗程评估报告还包括：
为使用所述一个或多个患者模型执行的所述选择的动作生成得分；以及
从所述一个或多个患者模型中确定将来的物理治疗疗程要执行的一个或多个动作。
13.一种系统，包括：
一个或多个计算机处理器；
连接到患者的脑计算机接口(BCI)；
虚拟现实组件；
一个或多个监视传感器；以及
包含程序的存储器，该程序在由所述处理器执行时执行以下操作：
为患者初始化虚拟物理治疗系统，该虚拟物理治疗系统包括：
为患者初始化虚拟物理治疗系统，所述虚拟物理治疗系统包括：
所述连接到所述患者的脑计算机接口(BCI)；
所述虚拟现实组件；以及
所述一个或多个监视传感器；
使用所述虚拟化的物理治疗系统选择在物理治疗疗程期间所述患者要执行的一个或多个动作；
使用所述BCI确定所述患者正在执行一个或多个所选动作；
使用所述虚拟现实组件显示所述选择的动作的虚拟表示；
在执行所述选择的动作期间，使用所述虚拟化物理治疗系统监视所述患者；
使用监测数据更新一个或多个患者模型；以及
基于所述患者模型和所述监视数据，为所述物理治疗疗程生成疗程评估报告。
14.如权利要求13所述的系统，其中，所述一个或多个监视传感器包括被配置为从所述患者读取生物特征指示的生物传感器，并且其中，所述监视所述患者还包括：
从所述生物传感器和BCI接收表示所述患者当前身体状况的生物特征数据；
从所述生物传感器和BCI接收表示所述患者当前心理状况的生物特征数据；以及
为所述患者生成当前监控评分。
15.如权利要求13所述的系统，其中，所述操作还包括：
在所述选择的动作执行期间，确定对所述选择的动作执行的反馈；以及
使用所述虚拟现实组件向所述患者提供反馈。
16.如权利要求13所述的系统，其中，所述操作还包括：
在所述选择的动作执行期间，选择停止疗程阈值；
当确定未满足所述停止疗程阈值时，继续进行所述物理治疗疗程；以及
当确定已经满足所述停止疗程阈值时，停止所述物理治疗疗程。
17.如权利要求13所述的系统，其中，所述基于所述患者模型和所述监视数据，为所述物理治疗疗程生成疗程评估报告还包括：
为使用所述一个或多个患者模型执行的所述选择的动作生成得分；以及
从所述一个或多个患者模型中确定将来的物理治疗疗程要执行的一个或多个动作。
18.一种用于虚拟物理治疗系统的计算机程序产品，该计算机程序产品包括：
计算机可读存储介质，其上包含计算机可读程序代码，该计算机可读程序代码可由一个或多个计算机处理器执行以执行以下操作：
为患者初始化虚拟物理治疗系统，所述虚拟物理治疗系统包括：
连接到所述患者的脑计算机接口(BCI)；
虚拟现实组件；以及
一个或多个监视传感器；
使用所述虚拟化的物理治疗系统选择在物理治疗疗程期间所述患者要执行的一个或多个动作；
使用所述BCI确定所述患者正在执行一个或多个所选动作；
使用所述虚拟现实组件显示所述选择的动作的虚拟表示；
在执行所述选择的动作期间，使用所述虚拟化物理治疗系统监视所述患者；
使用监测数据更新一个或多个患者模型；以及
基于所述患者模型和所述监视数据，为所述物理治疗疗程生成疗程评估报告。
19.如权利要求18所述的计算机程序产品，其中，所述一个或多个监视传感器包括被配置为从所述患者读取生物特征指示的生物传感器，并且其中，所述监视所述患者还包括：
从所述生物传感器和BCI接收表示所述患者当前身体状况的生物特征数据；
从所述生物传感器和BCI接收表示所述患者当前心理状况的生物特征数据；以及
为所述患者生成当前监控评分。
20.如权利要求18所述的计算机程序产品，其中，所述基于所述患者模型和所述监视数据，为所述物理治疗疗程生成疗程评估报告还包括：
为使用所述一个或多个患者模型执行的所述选择的动作生成得分；以及
从所述一个或多个患者模型中确定将来的物理治疗疗程要执行的一个或多个动作。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11093035B1 (en) * 2019-02-19 2021-08-17 Facebook Technologies, Llc Finger pinch detection
WO2020185556A1 (en) * 2019-03-08 2020-09-17 Musara Mubayiwa Cornelious Adaptive interactive medical training program with virtual patients
WO2021216579A1 (en) * 2020-04-20 2021-10-28 Spine Principles Llc Methods and systems for targeted exercise programs and content
US20230018247A1 (en) * 2021-07-15 2023-01-19 Google Llc Brain-activity actuated extended-reality device
JP2023097545A (ja) * 2021-12-28 2023-07-10 株式会社Sportip 介護支援装置、介護支援プログラム、介護支援方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102985002A (zh) * 2010-03-31 2013-03-20 新加坡科技研究局 脑机接口系统及方法
CN203043423U (zh) * 2013-01-22 2013-07-10 深圳市科瑞康实业有限公司 一种基于脑机接口的康复训练装置
CN106377252A (zh) * 2016-09-30 2017-02-08 兰州大学 一种基于虚拟现实的生物信息反馈系统
CN106621287A (zh) * 2017-02-07 2017-05-10 西安交通大学 一种基于脑机接口与虚拟现实技术的上肢康复训练方法
CN106933348A (zh) * 2017-01-24 2017-07-07 武汉黑金科技有限公司 一种基于虚拟现实的脑电神经反馈干预系统及方法
CN107049702A (zh) * 2017-03-29 2017-08-18 东南大学 一种基于虚拟现实的下肢康复训练机器人系统
CN107224273A (zh) * 2017-07-25 2017-10-03 西安交通大学 一种基于光学脑成像神经反馈的中枢‑外周神经闭环康复训练方法及系统
CN107433021A (zh) * 2017-08-22 2017-12-05 杭州川核科技有限公司 一种基于镜像神经元的vr康复系统
CN108008810A (zh) * 2016-11-01 2018-05-08 深圳纬目信息技术有限公司 一种基于运动想象的确认方法和系统
CN108140421A (zh) * 2015-07-31 2018-06-08 巴塞罗纳大学 运动训练

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006092257A (ja) * 2004-09-24 2006-04-06 Sekisui Chem Co Ltd 介護支援システム及び介護支援方法
JP6381097B2 (ja) * 2013-08-30 2018-08-29 大学共同利用機関法人情報・システム研究機構 リハビリテーション支援装置及びリハビリテーション支援装置の作動方法
JP2016035651A (ja) * 2014-08-01 2016-03-17 株式会社日立ソリューションズ 在宅リハビリテーションシステム
JP6664512B2 (ja) * 2015-12-17 2020-03-13 ルキシド ラブズ インコーポレイテッド アイブレインインターフェースシステムのキャリブレーション方法、及びシステム内のスレーブデバイス、ホストデバイス

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102985002A (zh) * 2010-03-31 2013-03-20 新加坡科技研究局 脑机接口系统及方法
CN203043423U (zh) * 2013-01-22 2013-07-10 深圳市科瑞康实业有限公司 一种基于脑机接口的康复训练装置
CN108140421A (zh) * 2015-07-31 2018-06-08 巴塞罗纳大学 运动训练
CN106377252A (zh) * 2016-09-30 2017-02-08 兰州大学 一种基于虚拟现实的生物信息反馈系统
CN108008810A (zh) * 2016-11-01 2018-05-08 深圳纬目信息技术有限公司 一种基于运动想象的确认方法和系统
CN106933348A (zh) * 2017-01-24 2017-07-07 武汉黑金科技有限公司 一种基于虚拟现实的脑电神经反馈干预系统及方法
CN106621287A (zh) * 2017-02-07 2017-05-10 西安交通大学 一种基于脑机接口与虚拟现实技术的上肢康复训练方法
CN107049702A (zh) * 2017-03-29 2017-08-18 东南大学 一种基于虚拟现实的下肢康复训练机器人系统
CN107224273A (zh) * 2017-07-25 2017-10-03 西安交通大学 一种基于光学脑成像神经反馈的中枢‑外周神经闭环康复训练方法及系统
CN107433021A (zh) * 2017-08-22 2017-12-05 杭州川核科技有限公司 一种基于镜像神经元的vr康复系统

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