CN114005323A - 一种面向中枢整合康复治疗技术的虚拟现实训练系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种面向中枢整合康复治疗技术的虚拟现实训练系统，包括训练管理服务中心平台（1）、穿戴式VR设备（2）、训练设备模块（3）、数据存储模块（4）和警报模块（5）；所述训练设备模块（3）包括头部训练设备（6）、上身训练设备（7）、下身训练设备（8）和控制和传输模块（9）；其中，所述训练管理服务中心平台（1）分别和所述穿戴式VR设备（2）、训练设备模块（3）、数据存储模块（4）和警报模块（5）数据通信连接。本发明通过VR视频协助康复者在训练器材中的训练方式，使得康复者在完成相应的康复训练时，能够以一种沉浸方式参与，能够通过VR设备观测到虚拟身体部门的影响，从而使得康复训练者可以利用图像，实现更好的控制，具体更好的训练效果。

Description

一种面向中枢整合康复治疗技术的虚拟现实训练系统

技术领域

本发明涉及虚拟现实训练技术领域，具体为一种面向中枢整合康复治疗技术的虚拟现实训练系统及训练方法。

背景技术

中枢神经系统（central nervous system=CNS）是神经系统的主要部分，包括位于椎管内的脊髓和位于颅腔内的脑；其位置常在动物体的中轴，由明显的脑神经节、神经索或脑和脊髓以及它们之间的连接成分组成。在中枢神经系统内大量神经细胞聚集在一起，有机地构成网络或回路；其主要功能是传递、储存和加工信息，产生各种心理活动，支配与控制动物的全部行为。

当患有中枢神经方面的疾病时，就会导致中风等方面的疾病，瘫痪在床、生活不能自理，需要人在身边照顾，而患者不仅要收到身体上疾病的折磨，而且还要承受心理上折磨，而患者家属需要不是离刻处在患者身边进行照顾，这对患者及其患者家属来说，都是个十分繁重的麻烦和负担。而针对该类疾病，通常需要吃药和运动康复的方式相结合来治疗，而在锻炼康复治疗中，通常是需要制定康复运动计划表，然后患者在理疗师或家属的照顾下，执行相应的康复运动计划表。而为了执行和安排相应的中枢康复训练计划，现有技术也有通过计算机等技术管理上述的康复训练计划，如

如专利申请CN113035000A公开了一种面向中枢整合康复治疗技术的虚拟现实训练系统，包括非穿戴的体感检测模块、PC主机端、VR一体机训练端、共享显示终端。体感检测模块与PC主机端通过数据线连接，PC主机端与VR一体机训练端模块通过无线局域网连接，VR一体机训练端模块与共享显示终端通过无线局域网连接。医生通过本系统配置符合患者康复需求的能够进行康复训练治疗的动态虚拟环境。该发明将中枢整合康复治疗技术与新一代信息技术相融合，使中枢整合康复治疗技术及其治疗过程实现智能化，实现了训练环境的动态配置，满足康复需求的多样化，实现治疗过程数据的采集，满足康复评估的客观性，助力中枢整合康复治疗技术的应用推广与使用。

专利申请CN 112508329A公开了一种姿态康复私教认证控制系统和方法，包括使用权限注册、运动姿态功能诊断、姿态康复理论培训、姿态康复技术培训、姿态康复私教认证、康复私教线上服务和退出系统七个功能模块。PGPS分别代表姿势康复、步态康复、私人教练、认证系统，整合为一种姿态康复私教认证系统，实现姿态康复私教培训、资格认证、从业创业、政府监督、行业跟踪等网络化控制功能。本发明既适用于体育院校又适用于医学院校大学生实践教学、职业技能培训认证，也适用于社会人群自学与申请资质认证，同时为政府部门有效管理康复行业培训、从业创业开辟了一条方便简捷的网络化治理路径。

专利申请CN105534500A公开了一种整合生理参数监测的人体平衡功能测评装置及方法。人体平衡功能测评装置包括摆动幅度测量模块、生理参数测量模块和终端模块；摆动幅度测量模块用于测量人体的重心变化；生理参数测量模块用于测量人体的生理参数；终端模块用于综合前两个模块的测量数据来评判人体平衡功能。本发明通过在三维空间内测量人体重心的变化幅度，可以准确得到平衡功能测量结果；通过测量双侧手臂与躯干部位在翻转方向的夹角，得到人体重心在翻转方向的精确变化幅度，提高了测量装置的灵敏性；通过整合与人体重心变化同时获得的人体生理参数即心率和血压的变化幅度值，增加了一项客观评估人体维持稳定性的指标，进一步提高平衡功能测量结果准确性。

专利申请CN107468486A公开了一种本发明涉及一种下肢类脑智能机械电子外骨骼及其综合控制系统，其技术特点是：包括重心调整装置、多个电子机械关节、多个连接杆、多个外骨骼、足部固定鞋和足底传感器；所述重心调整装置安装在腰部连接杆上，所述腰部连接杆、髋部电子机械关节、大腿外骨骼、大腿连接杆、膝部电子机械关节、小腿外骨骼、小腿连接杆、踝部电子机械关节依次相连接；电子机械关节内安装有关节角度及阻尼传感器并通过相应的关节机械驱动装置驱动产生动作。本发明设计合理，能够精确地感应各种动作并据此实现相应控制功能，同时，通过重心调整装置自动调整下肢平衡，保证行走的稳定性和可靠性，可有效地解决下肢功能丧失患者的康复效果缓慢的问题。

专利申请CN109276237A公开了一种全向移动的脑卒中患者平衡能力评测与训练系统，其结构包括固定装置、安全装置、移动装置、数据采集装置、数据处理与显示装置、视觉干扰装置；基于多模态信号的采集与处理，结合语音提示与受试者的友好人机交互，使脑卒中患者完成基于Unity 3D设计的人体平衡能力评测虚拟任务，准确获取其年龄、性别、身高、体重、压力中心轨迹、心率、血压、肌电信号与关节角度等信息，综合给出脑卒中患者平衡能力评价结果；系统还可针对评价结果自动制定相应的训练方案，结合VR眼镜中的平衡能力训练游戏，实现脑卒中患者的平衡能力训练；本发明结构简单，操作简便，可全向移动，可靠性高，具有良好的推广价值。

专利申请CN109192278A公开了一种基于虚拟现实的互动方法，本发明获取虚拟现实环境；根据所述虚拟现实环境，生成相应的互动信息；通过所述互动信息构建与现实环境相对应的虚拟现实场景。该发明能够通过虚拟现实的方法让患者感受到真实的环境，这样在没有实物的情况下让患者感受到真实而舞动或训练，避免在有实物的环境下受伤。

可见，在现有技术中，对中枢整合康复治疗方面，虽然也存在一些利用计算机等进行健康康复锻炼管理的技术手段，但是，总体来说，还存在以下缺陷：

1.在现有技术中，在进行中枢康复训练中，其康复训练虽然利用训练器材进行康复锻炼，但是由于训练包括一个完成的训练康复计划，而训练康复计划通常是以纸件的形式展现出来的，而传统的康复训练，其康复训练器材都是传统产品，没有将康复训练器材的训练数据反馈给所述康复训练管理系统，也就是说，具体的康复者的训练康复数据由训练管理人员进行综合评价，这样会受管理人员的主观影响，不利于精细化的康复训练和管理。

2.现有技术中，在中枢整合康复训练治疗中，相关的康复训练器材出于保护和安置的目的，通常都是设于室内的训练场所，而室内场所受到环境等影响，因此，康复训练场所具备空间小、环境单调等缺陷，而且空气质量较差，对康复训练不利。

3.现有技术中，由于康复训练者通常是不能行动、或者行动不能自理的人员，因此，让康复患者去主观下意识去驱动身体相关部位去完成相应动作，或作出相应的意识时，但由于动作不便未能看见，从而康复患者不能看到身体部位的训练运动不利于让患者意识集中，从而不能更好给康复患者训练。

4.现有技术中，中枢整合康复训练过程中，基本都是康复训练项目一直执行下去，并无中途对康复训练项目进行调整，但是每个人对康复训练项目的响应不一样，这样某些训练会多余，而某些训练需要加强，但是现有技术中并无调整。

面对上述技术问题，希望提供一种面向中枢整合康复治疗技术的虚拟现实训练系统与训练方法，提供一种虚拟现实符合康复训练的系统，以便提供更好的训练体验，以解决上述技术问题。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种面向中枢整合康复治疗技术的虚拟现实训练系统于训练系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种面向中枢整合康复治疗技术的虚拟现实训练系统，包括训练管理服务中心平台、穿戴式VR设备、训练设备模块、数据存储模块和警报模块；所述训练设备模块包括头部训练设备、上身训练设备、下身训练设备和控制和传输模块；其中，所述训练管理服务中心平台分别和所述穿戴式VR设备、训练设备模块、数据存储模块和警报模块数据通信连接；

所述穿戴式VR设备为头部佩戴式设备，所述训练管理服务中心平台包括显示模块、训练设定模块、数据分析评价模块和训练设备控制和反馈模块；所述显示模块用于显示训练设定模式的场景、当前训练模式和训练评价分析结果；所述数据存储模块存储有默认训练模式、单独训练项目和自定义训练模式，其中，

单独训练项目是针对多个身体部位的单独训练项目；每个所述默认训练模式包括多个单独的训练项目，所述自定义训练模式由所述训练管理服务中心平台自定义选择至少一个单独的训练项目组成；所述训练设定模块用于选择默认预先设定的训练模式、单独训练项目或自定义训练模式；

所述数据存储模块还存储有训练人员的训练记录和身体恢复记录；所述头部训练设备佩戴于头部，所述上身训练设备佩戴于双手和肩部，所述下身训练设备佩戴于双脚和臀部，同时训练人员头戴所述穿戴式VR设备；

所述头部训练设备、上身训练设备和下身训练设备均包括肢体运动驱动模块、肢体运动检测模块和数据收发模块；所述肢体运动驱动模块为机械关节的形式，所述机械关节上设置有步进电机，通过控制步进电机实现所述机械关节的动作，进而驱使佩戴该训练设备模块的肢体做相应的运动；所述肢体运动检测模块用于检测所述肢体做出的相应动作的数据并发送给所述数据收发模块；所述控制和传输模块分别和所述头部训练设备、上身训练设备、下身训练设备进行数据通信连接以便发送控制指令和接收训练数据；

所述控制和传输模块接收所述训练设备控制和反馈模块发送的所述训练项目，从而控制相应的所述训练设备模块完成相应的运动，同时，接收设置于所有所述训练设备模块的数据收发模块的反馈数据，并将所述反馈数据发送给所述训练设备控制和反馈模块，同时发送给所述数据存储模块对训练数据进行存储；

进行训练时，通过所述训练设定模块选择默认训练模式、单独训练项目和自定义训练模式中的至少一种；所述训练设定模块将选定的训练模式发送给所述训练设备控制和反馈模块，所述训练设备控制和反馈模块和所述训练设备模块建立数据通信连接，所述训练设备控制和反馈模块根据接收到的设定训练模式形成包括具体的单独训练项目的训练清单，并将该训练清单发送给所述控制和传输模块和所述穿戴式VR设备，进而控制所述训练设备模块的相应所述头部训练设备、上身训练设备和下身训练设备进行具体的训练项目；

在所述头部训练设备、上身训练设备和下身训练设备进行具体的训练项目时，相应的肢体运动驱动模块依据发送的训练项目驱动肢体的运动，而所述肢体运动检测模块接收肢体的反馈信号数据，并发送至所述数据收发模块，所述数据收发模块将反馈信号数据发送至所述训练管理服务中心平台和所述穿戴式VR设备，所述穿戴式VR设备基于所述反馈信号数据展示相应的锻炼图像，使得患者通过所述穿戴式VR设备看到自己在相应的虚拟训练设备的训练运动的动作的图像和训练场所环境，同时，所述训练管理服务中心平台的数据分析评价模块对获取的反馈信号数据进行数据评价，进而获得患者的训练情况；同时所述虚拟训练设备的训练运动的动作的图像和运动场所环境能够在所述显示模块；

在数据分析评价模块分析发现患者在训练过程中出现训练异常时，所述警报模块进行报警。

优选的，数据存储模块存储的训练模式中，单独训练项目中均对应有虚拟训练设备、训练的运动驱动控制指令和训练虚拟场所和肢体反馈信号数据；当在患者在完成训练项目时，患者通过所述穿戴式设备看到训练虚拟场所，处于虚拟场所的虚拟训练设备和自己处于虚拟场所和虚拟训练设备的形象，当接收到训练的运动驱动控制指令，驱动患者进行相应的运动，而在获得相应的所述反馈信号数据时，驱动所述虚拟场所和虚拟训练设备的形象进行相应的虚拟运动，形成患者的处于训练虚拟场所和虚拟训练设备的沉浸式训练。

优选的，所述训练设定模块在训练模式选择时，根据康复患者的身体诊断特点，选择默认训练模式、单独训练项目和自定义训练模式中的一种，或选择默认训练模式和同时选择部分单独的训练项目，或者选择几种单独训练项目形成一个自定义的训练模式，以用于对患者进行训练。

优选的，数据分析评价模块对患者的训练中的反馈信号数据进行分析评价，从而得出该训练者的训练情况，以便确定所述患者的训练康复情况、恢复进度，当所述患者的身体已经康复时，停止进行虚拟现实训练。

优选的，所述数据分析评价模块对患者的训练中的反馈信号数据进行分析评价，分析患者的训练康复进度，提出训练模式的调整，并且随着患者的康复特点不断调整训练模式，以提供符合患者身体特点的训练模式。

优选的，所述数据分析评价模块对患者的训练中的反馈信号数据进行分析评价，分析患者的训练康复进度，当患者的身体康复出现异常情况时，通过所述警报模块进行报警，并发送至所述训练设备模块停止训练。

优选的，所述数据分析评价模块收集所有利用该虚拟现实训练系统的康复训练患者的训练数据和训练项目并进行数据分析，形成不同年龄、不同身体特征人的训练和康复情况和采用的康复训练项目数据，清理这些训练数据，形成默认训练模式，以便用于后续康复训练人员的训练模式。

优选的，所述数据分析评价模块收集所有利用该虚拟现实训练系统的康复训练患者的训练数据和训练项目并进行数据分析，得出不同年龄、身体特征和性别人员中枢疾病情况和对应的康复训练项目，从而提给人员，以便人员在不同年龄进行合适的康复训练的时间、训练强度，保证身体的健康；同时，所述显示模块对康复的各项数据进行显示，以便提醒训练，并且可以远程连接，实现医生远程指导。

另外一方面，本申请还提供一种面向中枢整合康复治疗技术的虚拟现实训练方法，包括面向中枢整合康复治疗技术的虚拟现实训练系统，其特征在于，具体的训练方法包括如下步骤：

步骤S1，医务人员诊断康复训练患者的身体情况、身体特征，并输入所述虚拟现实训练系统，所述虚拟现实训练系统基于输入的信息，通过所述训练管理服务中心平台的数据分析评价模块推荐默认训练模式，并发送给所述训练设定模块，同时，医务人员依据推荐默认训练模式，并结合康复患者的诊断情况最终确定训练项目，并通过所述训练设定模块设定；

步骤S2，所述训练设定模块将选定的训练模式发送给所述训练设备控制和反馈模块，所述训练设备控制和反馈模块和所述训练设备模块建立数据通信连接，所述训练设备控制和反馈模块根据接收到的设定训练模式形成包括具体的单独训练项目的训练清单；

步骤S3，所述头部训练设备佩戴于头部，所述上身训练设备佩戴于双手和肩部，所述下身训练设备佩戴于双脚和臀部，同时训练人员头戴所述穿戴式VR设备；

步骤S4，所述控制和传输模块接收所述训练设备控制和反馈模块发送的所述训练项目，从而控制相应的所述训练设备模块完成相应的运动，同时，接收设置于所有所述训练设备模块的数据收发模块的反馈数据，并将所述反馈数据发送给所述训练设备控制和反馈模块，同时发送给所述数据存储模块对训练数据进行存储；

步骤S5，所述训练设备控制和反馈模块根据接收到的设定训练模式形成包括具体的单独训练项目的训练清单发送给所述穿戴式VR设备，进而控制所述训练设备模块的相应所述头部训练设备、上身训练设备和下身训练设备进行具体的训练项目；

步骤S6，在所述头部训练设备、上身训练设备和下身训练设备进行具体的训练项目时，相应的肢体运动驱动模块依据发送的训练项目驱动肢体的运动，而所述肢体运动检测模块接收肢体的反馈信号数据，并发送至所述数据收发模块，所述数据收发模块将反馈信号数据发送至所述训练管理服务中心平台和所述穿戴式VR设备，所述穿戴式VR设备基于所述反馈信号数据展示相应的锻炼图像，使得患者通过所述穿戴式VR设备看到自己在相应的虚拟训练设备的训练运动的动作的图像和训练场所环境，同时，所述训练管理服务中心平台的数据分析评价模块对获取的反馈信号数据进行数据评价，进而获得患者的训练情况；同时所述虚拟训练设备的训练运动的动作的图像和运动场所环境能够在所述显示模块；

步骤S7，在数据分析评价模块分析发现患者在训练过程中出现训练异常时，所述警报模块进行报警。

优选的，所述数据分析评价模块对患者的训练中的反馈信号数据进行分析评价，从而得出该训练者的训练情况，以便确定所述患者的训练康复情况、恢复进度，当所述患者的身体已经康复时，停止进行虚拟现实训练。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明的面向中枢整合康复治疗技术的虚拟现实训练系统及训练方法，将各训练器材的传感设备和训练设置数据都和康复训练系统连接，从而通过康复训练系统对康复训练安装规定执行，并实时获取康复训练数据，从而康复训练系统基于实时获取的康复数据，进行更加精细的康复训练和训练调整，使得训练效果更好。

2、本发明的面向中枢整合康复治疗技术的虚拟现实训练系统及训练方法，通过利用VR头戴设备和训练设备相结合的方式，通过VR头戴设备提供更多景象，使得康复患者的锻炼心情好，利于康复锻炼的快速恢复，并且，康复患者可以根据自己的爱好选择自己喜欢的环境。

3、本发明的面向中枢整合康复治疗技术的虚拟现实训练系统及训练方法，通过VR视频协助康复者在训练器材中的训练方式，使得康复者在完成相应的康复训练时，能够以一种沉浸方式参与，能够通过VR设备观测到虚拟身体部门的影响，从而使得康复训练者可以利用图像，实现更好的控制，具体更好的训练效果。

4、本发明的面向中枢整合康复治疗技术的虚拟现实训练系统及训练方法，实时获取训练项目，康复训练者对训练的项目的响应情况，并基于康复训练者的身体状态合理调整训练项目，使得训练效果更好。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的训练管理服务中心平台的构成结构示意图；

图3为本发明的训练设备模块的组成结构示意图；

图4为本发明的各训练设备模块部分的组成结构示意图。

图中：1、训练管理服务中心平台；2穿戴式VR设备；3、训练设备模块；4、数据存储模块；5、警报模块；6、头部训练设备；7、上身训练设备；8、下身训练设备；9、控制和传输模块；10、显示模块；11、训练设定模块；12、数据分析评价模块；13、训练设备控制和反馈模块；14、肢体运动驱动模块；15、肢体运动检测模块；16、数据收发模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

具体实施例一：

一种面向中枢整合康复治疗技术的虚拟现实训练系统，包括训练管理服务中心平台1、穿戴式VR设备2、训练设备模块3、数据存储模块4和警报模块5；所述训练设备模块3包括头部训练设备6、上身训练设备7、下身训练设备8和控制和传输模块9；其中，所述训练管理服务中心平台1分别和所述穿戴式VR设备2、训练设备模块3、数据存储模块4和警报模块5数据通信连接；

所述穿戴式VR设备2为头部佩戴式设备，所述训练管理服务中心平台1包括显示模块10、训练设定模块11、数据分析评价模块12和训练设备控制和反馈模块13；所述显示模块10用于显示训练设定模式的场景、当前训练模式和训练评价分析结果；所述数据存储模块4存储有默认训练模式、单独训练项目和自定义训练模式，其中，

单独训练项目是针对多个身体部位的单独训练项目；每个所述默认训练模式包括多个单独的训练项目，所述自定义训练模式由所述训练管理服务中心平台1自定义选择至少一个单独的训练项目组成；所述训练设定模块11用于选择默认预先设定的训练模式、单独训练项目或自定义训练模式；

所述数据存储模块4还存储有训练人员的训练记录和身体恢复记录；所述头部训练设备6佩戴于头部，所述上身训练设备7佩戴于双手和肩部，所述下身训练设备8佩戴于双脚和臀部，同时训练人员头戴所述穿戴式VR设备2；

所述头部训练设备6、上身训练设备7和下身训练设备8均包括肢体运动驱动模块14、肢体运动检测模块15和数据收发模块16；所述肢体运动驱动模块14为机械关节的形式，所述机械关节上设置有步进电机，通过控制步进电机实现所述机械关节的动作，进而驱使佩戴该训练设备模块3的肢体做相应的运动；所述肢体运动检测模块15用于检测所述肢体做出的相应动作的数据并发送给所述数据收发模块16；所述控制和传输模块9分别和所述头部训练设备6、上身训练设备7、下身训练设备8进行数据通信连接以便发送控制指令和接收训练数据；

所述控制和传输模块9接收所述训练设备控制和反馈模块13发送的所述训练项目，从而控制相应的所述训练设备模块3完成相应的运动，同时，接收设置于所有所述训练设备模块3的数据收发模块16的反馈数据，并将所述反馈数据发送给所述训练设备控制和反馈模块13，同时发送给所述数据存储模块4对训练数据进行存储；

进行训练时，通过所述训练设定模块11选择默认训练模式、单独训练项目和自定义训练模式中的至少一种；所述训练设定模块11将选定的训练模式发送给所述训练设备控制和反馈模块13，所述训练设备控制和反馈模块13和所述训练设备模块3建立数据通信连接，所述训练设备控制和反馈模块13根据接收到的设定训练模式形成包括具体的单独训练项目的训练清单，并将该训练清单发送给所述控制和传输模块9和所述穿戴式VR设备2，进而控制所述训练设备模块3的相应所述头部训练设备6、上身训练设备7和下身训练设备8进行具体的训练项目；

在所述头部训练设备6、上身训练设备7和下身训练设备8进行具体的训练项目时，相应的肢体运动驱动模块14依据发送的训练项目驱动肢体的运动，而所述肢体运动检测模块15接收肢体的反馈信号数据，并发送至所述数据收发模块16，所述数据收发模块16将反馈信号数据发送至所述训练管理服务中心平台1和所述穿戴式VR设备2，所述穿戴式VR设备2基于所述反馈信号数据展示相应的锻炼图像，使得患者通过所述穿戴式VR设备2看到自己在相应的虚拟训练设备的训练运动的动作的图像和训练场所环境，同时，所述训练管理服务中心平台1的数据分析评价模块12对获取的反馈信号数据进行数据评价，进而获得患者的训练情况；同时所述虚拟训练设备的训练运动的动作的图像和运动场所环境能够在所述显示模块10；

在数据分析评价模块12分析发现患者在训练过程中出现训练异常时，所述警报模块5进行报警。

优选的，数据存储模块4存储的训练模式中，单独训练项目中均对应有虚拟训练设备、训练的运动驱动控制指令和训练虚拟场所和肢体反馈信号数据；当在患者在完成训练项目时，患者通过所述穿戴式设备2看到训练虚拟场所，处于虚拟场所的虚拟训练设备和自己处于虚拟场所和虚拟训练设备的形象，当接收到训练的运动驱动控制指令，驱动患者进行相应的运动，而在获得相应的所述反馈信号数据时，驱动所述虚拟场所和虚拟训练设备的形象进行相应的虚拟运动，形成患者的处于训练虚拟场所和虚拟训练设备的沉浸式训练。

优选的，所述训练设定模块11在训练模式选择时，根据康复患者的身体诊断特点，选择默认训练模式、单独训练项目和自定义训练模式中的一种，或选择默认训练模式和同时选择部分单独的训练项目，或者选择几种单独训练项目形成一个自定义的训练模式，以用于对患者进行训练。

优选的，数据分析评价模块12对患者的训练中的反馈信号数据进行分析评价，从而得出该训练者的训练情况，以便确定所述患者的训练康复情况、恢复进度，当所述患者的身体已经康复时，停止进行虚拟现实训练。

优选的，所述数据分析评价模块12对患者的训练中的反馈信号数据进行分析评价，分析患者的训练康复进度，提出训练模式的调整，并且随着患者的康复特点不断调整训练模式，以提供符合患者身体特点的训练模式。

优选的，所述数据分析评价模块12对患者的训练中的反馈信号数据进行分析评价，分析患者的训练康复进度，当患者的身体康复出现异常情况时，通过所述警报模块5进行报警，并发送至所述训练设备模块3停止训练。

优选的，所述数据分析评价模块12收集所有利用该虚拟现实训练系统的康复训练患者的训练数据和训练项目并进行数据分析，形成不同年龄、不同身体特征人的训练和康复情况和采用的康复训练项目数据，清理这些训练数据，形成默认训练模式，以便用于后续康复训练人员的训练模式。

优选的，所述数据分析评价模块12收集所有利用该虚拟现实训练系统的康复训练患者的训练数据和训练项目并进行数据分析，得出不同年龄、身体特征和性别人员中枢疾病情况和对应的康复训练项目，从而提给人员，以便人员在不同年龄进行合适的康复训练的时间、训练强度，保证身体的健康；同时，所述显示模块10对康复的各项数据进行显示，以便提醒训练，并且可以远程连接，实现医生远程指导。

具体实施例二：

一种面向中枢整合康复治疗技术的虚拟现实训练方法，包括面向中枢整合康复治疗技术的虚拟现实训练系统，具体的训练方法包括如下步骤：

步骤S1，医务人员诊断康复训练患者的身体情况、身体特征，并输入所述虚拟现实训练系统，所述虚拟现实训练系统基于输入的信息，通过所述训练管理服务中心平台1的数据分析评价模块12推荐默认训练模式，并发送给所述训练设定模块11，同时，医务人员依据推荐默认训练模式，并结合康复患者的诊断情况最终确定训练项目，并通过所述训练设定模块11设定；

步骤S2，所述训练设定模块11将选定的训练模式发送给所述训练设备控制和反馈模块13，所述训练设备控制和反馈模块13和所述训练设备模块3建立数据通信连接，所述训练设备控制和反馈模块13根据接收到的设定训练模式形成包括具体的单独训练项目的训练清单；

步骤S3，所述头部训练设备6佩戴于头部，所述上身训练设备7佩戴于双手和肩部，所述下身训练设备8佩戴于双脚和臀部，同时训练人员头戴所述穿戴式VR设备2；

步骤S4，所述控制和传输模块9接收所述训练设备控制和反馈模块13发送的所述训练项目，从而控制相应的所述训练设备模块3完成相应的运动，同时，接收设置于所有所述训练设备模块3的数据收发模块16的反馈数据，并将所述反馈数据发送给所述训练设备控制和反馈模块13，同时发送给所述数据存储模块4对训练数据进行存储；

步骤S5，所述训练设备控制和反馈模块13根据接收到的设定训练模式形成包括具体的单独训练项目的训练清单发送给所述穿戴式VR设备2，进而控制所述训练设备模块3的相应所述头部训练设备6、上身训练设备7和下身训练设备8进行具体的训练项目；

步骤S6，在所述头部训练设备6、上身训练设备7和下身训练设备8进行具体的训练项目时，相应的肢体运动驱动模块14依据发送的训练项目驱动肢体的运动，而所述肢体运动检测模块15接收肢体的反馈信号数据，并发送至所述数据收发模块16，所述数据收发模块16将反馈信号数据发送至所述训练管理服务中心平台1和所述穿戴式VR设备2，所述穿戴式VR设备2基于所述反馈信号数据展示相应的锻炼图像，使得患者通过所述穿戴式VR设备2看到自己在相应的虚拟训练设备的训练运动的动作的图像和训练场所环境，同时，所述训练管理服务中心平台1的数据分析评价模块12对获取的反馈信号数据进行数据评价，进而获得患者的训练情况；同时所述虚拟训练设备的训练运动的动作的图像和运动场所环境能够在所述显示模块10；

步骤S7，在数据分析评价模块12分析发现患者在训练过程中出现训练异常时，所述警报模块5进行报警。

优选的，所述数据分析评价模块12对患者的训练中的反馈信号数据进行分析评价，从而得出该训练者的训练情况，以便确定所述患者的训练康复情况、恢复进度，当所述患者的身体已经康复时，停止进行虚拟现实训练。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种面向中枢整合康复治疗技术的虚拟现实训练系统，其特征在于：包括训练管理服务中心平台（1）、穿戴式VR设备（2）、训练设备模块（3）、数据存储模块（4）和警报模块（5）；所述训练设备模块（3）包括头部训练设备（6）、上身训练设备（7）、下身训练设备（8）和控制和传输模块（9）；其中，所述训练管理服务中心平台（1）分别和所述穿戴式VR设备（2）、训练设备模块（3）、数据存储模块（4）和警报模块（5）数据通信连接。

2.根据权利要求1所述的一种面向中枢整合康复治疗技术的虚拟现实训练系统，其特征在于：

所述穿戴式VR设备（2）为头部佩戴式设备，所述训练管理服务中心平台（1）包括显示模块（10）、训练设定模块（11）、数据分析评价模块（12）和训练设备控制和反馈模块（13）；所述显示模块（10）用于显示训练设定模式的场景、当前训练模式和训练评价分析结果；所述数据存储模块（4）存储有默认训练模式、单独训练项目和自定义训练模式，其中，

单独训练项目是针对多个身体部位的单独训练项目；每个所述默认训练模式包括多个单独的训练项目，所述自定义训练模式由所述训练管理服务中心平台（1）自定义选择至少一个单独的训练项目组成；所述训练设定模块（11）用于选择默认预先设定的训练模式、单独训练项目或自定义训练模式；

所述数据存储模块（4）还存储有训练人员的训练记录和身体恢复记录；所述头部训练设备（6）佩戴于头部，所述上身训练设备（7）佩戴于双手和肩部，所述下身训练设备（8）佩戴于双脚和臀部，同时训练人员头戴所述穿戴式VR设备（2）；

所述头部训练设备（6）、上身训练设备（7）和下身训练设备（8）均包括肢体运动驱动模块（14）、肢体运动检测模块（15）和数据收发模块（16）；所述肢体运动驱动模块（14）为机械关节的形式，所述机械关节上设置有步进电机，通过控制步进电机实现所述机械关节的动作，进而驱使佩戴该训练设备模块（3）的肢体做相应的运动；所述肢体运动检测模块（15）用于检测所述肢体做出的相应动作的数据并发送给所述数据收发模块（16）；所述控制和传输模块（9）分别和所述头部训练设备（6）、上身训练设备（7）、下身训练设备（8）进行数据通信连接以便发送控制指令和接收训练数据；

所述控制和传输模块（9）接收所述训练设备控制和反馈模块（13）发送的所述训练项目，从而控制相应的所述训练设备模块（3）完成相应的运动，同时，接收设置于所有所述训练设备模块（3）的数据收发模块（16）的反馈数据，并将所述反馈数据发送给所述训练设备控制和反馈模块（13），同时发送给所述数据存储模块（4）对训练数据进行存储；

进行训练时，通过所述训练设定模块（11）选择默认训练模式、单独训练项目和自定义训练模式中的至少一种；所述训练设定模块（11）将选定的训练模式发送给所述训练设备控制和反馈模块（13），所述训练设备控制和反馈模块（13）和所述训练设备模块（3）建立数据通信连接，所述训练设备控制和反馈模块（13）根据接收到的设定训练模式形成包括具体的单独训练项目的训练清单，并将该训练清单发送给所述控制和传输模块（9）和所述穿戴式VR设备（2），进而控制所述训练设备模块（3）的相应所述头部训练设备（6）、上身训练设备（7）和下身训练设备（8）进行具体的训练项目；

在所述头部训练设备（6）、上身训练设备（7）和下身训练设备（8）进行具体的训练项目时，相应的肢体运动驱动模块（14）依据发送的训练项目驱动肢体的运动，而所述肢体运动检测模块（15）接收肢体的反馈信号数据，并发送至所述数据收发模块（16），所述数据收发模块（16）将反馈信号数据发送至所述训练管理服务中心平台（1）和所述穿戴式VR设备（2），所述穿戴式VR设备（2）基于所述反馈信号数据展示相应的锻炼图像，使得患者通过所述穿戴式VR设备（2）看到自己在相应的虚拟训练设备的训练运动的动作的图像和训练场所环境，同时，所述训练管理服务中心平台（1）的数据分析评价模块（12）对获取的反馈信号数据进行数据评价，进而获得患者的训练情况；同时所述虚拟训练设备的训练运动的动作的图像和运动场所环境能够在所述显示模块（10）；

在数据分析评价模块（12）分析发现患者在训练过程中出现训练异常时，所述警报模块（5）进行报警。

3.根据权利要求2所述的一种面向中枢整合康复治疗技术的虚拟现实训练系统，其特征在于：数据存储模块（4）存储的训练模式中，单独训练项目中均对应有虚拟训练设备、训练的运动驱动控制指令和训练虚拟场所和肢体反馈信号数据；当在患者在完成训练项目时，患者通过所述穿戴式设备（2）看到训练虚拟场所，处于虚拟场所的虚拟训练设备和自己处于虚拟场所和虚拟训练设备的形象，当接收到训练的运动驱动控制指令，驱动患者进行相应的运动，而在获得相应的所述反馈信号数据时，驱动所述虚拟场所和虚拟训练设备的形象进行相应的虚拟运动，形成患者的处于训练虚拟场所和虚拟训练设备的沉浸式训练；

所述训练设定模块（11）在训练模式选择时，根据康复患者的身体诊断特点，选择默认训练模式、单独训练项目和自定义训练模式中的一种，或选择默认训练模式和同时选择部分单独的训练项目，或者选择几种单独训练项目形成一个自定义的训练模式，以用于对患者进行训练。

4.根据权利要求2或2所述的一种面向中枢整合康复治疗技术的虚拟现实训练系统，其特征在于：数据分析评价模块（12）对患者的训练中的反馈信号数据进行分析评价，从而得出该训练者的训练情况，以便确定所述患者的训练康复情况、恢复进度，当所述患者的身体已经康复时，停止进行虚拟现实训练。

5.根据权利要求4所述的一种面向中枢整合康复治疗技术的虚拟现实训练系统，其特征在于：所述数据分析评价模块（12）对患者的训练中的反馈信号数据进行分析评价，分析患者的训练康复进度，提出训练模式的调整，并且随着患者的康复特点不断调整训练模式，以提供符合患者身体特点的训练模式。

6.根据权利要求2或2所述的一种面向中枢整合康复治疗技术的虚拟现实训练系统，其特征在于：所述数据分析评价模块（12）对患者的训练中的反馈信号数据进行分析评价，分析患者的训练康复进度，当患者的身体康复出现异常情况时，通过所述警报模块（5）进行报警，并发送至所述训练设备模块（3）停止训练。

7.根据权利要求3或6所述的一种面向中枢整合康复治疗技术的虚拟现实训练系统，其特征在于：所述数据分析评价模块（12）收集所有利用该虚拟现实训练系统的康复训练患者的训练数据和训练项目并进行数据分析，形成不同年龄、不同身体特征人的训练和康复情况和采用的康复训练项目数据，清理这些训练数据，形成默认训练模式，以便用于后续康复训练人员的训练模式。

8.根据权利要求2所述的一种面向中枢整合康复治疗技术的虚拟现实训练系统，其特征在于：所述数据分析评价模块（12）收集所有利用该虚拟现实训练系统的康复训练患者的训练数据和训练项目并进行数据分析，得出不同年龄、身体特征和性别人员中枢疾病情况和对应的康复训练项目，从而提给人员，以便人员在不同年龄进行合适的康复训练的时间、训练强度，保证身体的健康；同时，所述显示模块（10）对康复的各项数据进行显示，以便提醒训练，并且可以远程连接，实现医生远程指导。

9.一种面向中枢整合康复治疗技术的虚拟现实训练方法，包括如权利要求2-8中任意一项所述的面向中枢整合康复治疗技术的虚拟现实训练系统，其特征在于，具体的训练方法包括如下步骤：

步骤S1，医务人员诊断康复训练患者的身体情况、身体特征，并输入所述虚拟现实训练系统，所述虚拟现实训练系统基于输入的信息，通过所述训练管理服务中心平台（1）的数据分析评价模块（12）推荐默认训练模式，并发送给所述训练设定模块（11），同时，医务人员依据推荐默认训练模式，并结合康复患者的诊断情况最终确定训练项目，并通过所述训练设定模块（11）设定；

步骤S2，所述训练设定模块（11）将选定的训练模式发送给所述训练设备控制和反馈模块（13），所述训练设备控制和反馈模块（13）和所述训练设备模块（3）建立数据通信连接，所述训练设备控制和反馈模块（13）根据接收到的设定训练模式形成包括具体的单独训练项目的训练清单；

步骤S3，所述头部训练设备（6）佩戴于头部，所述上身训练设备（7）佩戴于双手和肩部，所述下身训练设备（8）佩戴于双脚和臀部，同时训练人员头戴所述穿戴式VR设备（2）；

步骤S4，所述控制和传输模块（9）接收所述训练设备控制和反馈模块（13）发送的所述训练项目，从而控制相应的所述训练设备模块（3）完成相应的运动，同时，接收设置于所有所述训练设备模块（3）的数据收发模块（16）的反馈数据，并将所述反馈数据发送给所述训练设备控制和反馈模块（13），同时发送给所述数据存储模块（4）对训练数据进行存储；

步骤S5，所述训练设备控制和反馈模块（13）根据接收到的设定训练模式形成包括具体的单独训练项目的训练清单发送给所述穿戴式VR设备（2），进而控制所述训练设备模块（3）的相应所述头部训练设备（6）、上身训练设备（7）和下身训练设备（8）进行具体的训练项目；

步骤S6，在所述头部训练设备（6）、上身训练设备（7）和下身训练设备（8）进行具体的训练项目时，相应的肢体运动驱动模块（14）依据发送的训练项目驱动肢体的运动，而所述肢体运动检测模块（15）接收肢体的反馈信号数据，并发送至所述数据收发模块（16），所述数据收发模块（16）将反馈信号数据发送至所述训练管理服务中心平台（1）和所述穿戴式VR设备（2），所述穿戴式VR设备（2）基于所述反馈信号数据展示相应的锻炼图像，使得患者通过所述穿戴式VR设备（2）看到自己在相应的虚拟训练设备的训练运动的动作的图像和训练场所环境，同时，所述训练管理服务中心平台（1）的数据分析评价模块（12）对获取的反馈信号数据进行数据评价，进而获得患者的训练情况；同时所述虚拟训练设备的训练运动的动作的图像和运动场所环境能够在所述显示模块（10）；

步骤S7，在数据分析评价模块（12）分析发现患者在训练过程中出现训练异常时，所述警报模块（5）进行报警。

10.根据权利要求9所述的一种面向中枢整合康复治疗技术的虚拟现实训练方法，其特征在于：所述数据分析评价模块（12）对患者的训练中的反馈信号数据进行分析评价，从而得出该训练者的训练情况，以便确定所述患者的训练康复情况、恢复进度，当所述患者的身体已经康复时，停止进行虚拟现实训练。

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