CN115148058A - 一种基于vr沉浸式医用盆底康复训练系统及应用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及基于VR沉浸式医用盆底康复训练系统，包括头戴VR显示端和嵌入式系统端；嵌入式系统端包括采集单元和处理单元；采集单元包括多通道肌电采集模块和嵌入式IC；处理单元包括嵌入式系统、操作控制模块、声音控制模块和通讯模块；操作控制模块以及声音控制模块均与嵌入式系统电连接；头戴VR显示端包括显示模组，显示模组用于提供显示策略，显示策略包括普通训练模式和场景训练模式；应用本申请的创新型系统，通过头戴VR显示端的VR显示方式，不仅能够为用户提供数据要求具体化的沉浸式训练指引，同时头戴VR显示端还具有肌电信号的反馈比对显示功能，对于训练力度的把握更加精准，训练效果能够大幅得到提升，节约医疗资源。
Description
技术领域
本发明涉及盆底康复设备技术领域，更具体地说，涉及一种基于VR沉浸式医用盆底康复训练系统及应用方法。
背景技术
盆底训练主要是对出现漏尿、性生活不满意、有压力性尿失禁、有腹部坠胀不适感以及产后的女性进行的一种盆底肌肉群的恢复性训练；
目前，盆底训练在实际操作中，为了规范训练动作，大都需要医护人员进行一对一或一对多的现场指导教学，而且即便有医护人员进行动作指导，实际上对于力量的运用还是很难把握，在缺乏科学反应数据的基础上，训练效果往往差强人意。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种基于VR沉浸式医用盆底康复训练系统及应用方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
构造一种基于VR沉浸式医用盆底康复训练系统，其中，包括头戴VR显示端和嵌入式系统端；
所述嵌入式系统端包括采集单元和处理单元；
所述采集单元包括多通道肌电采集模块和接收并处理所述多通道肌电采集模块数据的嵌入式IC；
所述处理单元包括接收并处理所述嵌入式IC数据的嵌入式系统、操作控制模块、声音控制模块和通讯模块；所述操作控制模块以及所述声音控制模块均与所述嵌入式系统电连接；
所述头戴VR显示端包括显示模组，所述显示模组用于提供显示策略，显示策略包括普通训练模式和场景训练模式，所述普通训练模式包括由易到难的多阶肌肉训练；
所述头戴VR显示端依据选择的训练模式，沉浸式播放相应的训练说明音视频文件，同时触发所述处理单元运行接收采集单元采集的肌电信号；所述头戴VR显示端接收肌电信号并将其与选择的训练模式的训练需要达到的肌电信号要求进行比对显示。
本发明所述的基于VR沉浸式医用盆底康复训练系统，其中，所述系统还包括医护端设备，所述医护端设备包括训练模式编辑模块，所述训练模式编辑模块包括模板绘制板，所述模板绘制板用于进行训练模式编辑；所述模板绘制板的编辑界面建立有直角坐标系，直角坐标系的横轴为时间，直角坐标系的纵轴为肌电值的增幅比值。
本发明所述的基于VR沉浸式医用盆底康复训练系统，其中，所述训练指引音视频文件包含所述直角坐标系，所述头戴VR显示端接收肌电信号同样以所述直角坐标系的形式进行展示比对。
本发明所述的基于VR沉浸式医用盆底康复训练系统，其中，所述医护端设备包括评估模组，所述评估模组用于提供所述头戴VR显示端依据选择的训练模式以及相应的采集肌电信号供医护人员进行训练合规性评估。
本发明所述的基于VR沉浸式医用盆底康复训练系统，其中，所述头戴VR显示端包括显示系统和游戏模块，所述显示系统用于通过VR显示选择的训练模式的训练需要达到的肌电信号要求和接收的肌电信号比对画面，所述游戏模块用于提供游戏功能以使得用户在沉浸式游戏中完成评估与治疗。
本发明所述的基于VR沉浸式医用盆底康复训练系统，其中，所述系统还包括云端数据处理中心，所述云端数据处理中心与所述嵌入式系统端以及所述医护端设备均通讯连接。
本发明所述的基于VR沉浸式医用盆底康复训练系统，其中，所述普通训练模式的各阶肌肉训练由易到难的区别在于放松时间长短、维持收缩的时间长短及肌电值的大小。
本发明所述的基于VR沉浸式医用盆底康复训练系统，其中，所述普通训练模式包括I类肌初步训练、I类肌加强训练、I类肌强化训练、II类肌初步训练、快速收缩训练、混合肌初步训练-混合肌增强训练、30％MVC初级训练、30％MVC中级训练、30％MVC高级训练、40％MVC初级训练、40％MVC中级训练、40％MVC高级训练、50％MVC初级训练、50％MVC中级训练、50％MVC高级训练、50％MVC快肌训练、60％MVC快肌训练、70％MVC快肌训练、80％MVC快肌训练和90％MVC快肌训练中多种。
本发明所述的基于VR沉浸式医用盆底康复训练系统，其中，所述场景训练模式包括A3反射训练、快速A3反射训练、肌肉放松训练、盆底肌功能协调性训练、肌肉收缩放松训练、腹部-会阴协调性训练和综合性高强度训练中多种。
一种基于VR沉浸式医用盆底康复训练应用方法，应用于如上述的基于VR沉浸式医用盆底康复训练系统，其包括以下步骤：
第一步：对头戴VR显示端操作，选择普通训练模式或场景训练模式，若选普通训练模式则同时选定训练难度；
第二步：头戴VR显示端依据选择的训练模式，调用并沉浸式播放相应设定好的训练说明音视频文件，并触发处理单元运行接收采集单元采集的肌电信号；
第三步：头戴VR显示端接收肌电信号并将其与选择的训练模式的训练需要达到的肌电信号要求进行比对显示。
本发明的有益效果在于：对头戴VR显示端操作，选择普通训练模式或场景训练模式，若选普通训练模式则同时选定训练难度；头戴VR显示端依据选择的训练模式，调用并沉浸式播放相应设定好的训练说明音视频文件，并触发处理单元运行接收采集单元采集的肌电信号；头戴VR显示端接收肌电信号并将其与选择的训练模式的训练需要达到的肌电信号要求进行比对显示；应用本申请的创新型系统，通过头戴VR显示端的VR显示方式，不仅能够为用户提供数据要求具体化的沉浸式训练指引，同时头戴VR显示端还具有肌电信号的反馈比对显示功能，对于训练力度的把握更加精准，训练效果能够大幅得到提升，同时也无需医护人员额外指导，节约医疗资源。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，下面描述中的附图仅仅是本发明的部分实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图：
图1是本发明较佳实施例的基于VR沉浸式医用盆底康复训练系统原理框图；
图2是本发明较佳实施例的基于VR沉浸式医用盆底康复训练系统I类肌初步训练示意图；
图3是本发明较佳实施例的基于VR沉浸式医用盆底康复训练系统I类肌加强训练示意图；
图4是本发明较佳实施例的基于VR沉浸式医用盆底康复训练系统I类肌强化训练示意图；
图5是本发明较佳实施例的基于VR沉浸式医用盆底康复训练系统II类肌初步训练示意图；
图6是本发明较佳实施例的基于VR沉浸式医用盆底康复训练系统快速收缩训练示意图；
图7是本发明较佳实施例的基于VR沉浸式医用盆底康复训练系统混合肌初步训练示意图；
图8是本发明较佳实施例的基于VR沉浸式医用盆底康复训练系统混合肌增强训练示意图；
图9是本发明较佳实施例的基于VR沉浸式医用盆底康复训练系统A3反射训练示意图；
图10是本发明较佳实施例的基于VR沉浸式医用盆底康复训练系统快速A3反射训练示意图；
图11是本发明较佳实施例的基于VR沉浸式医用盆底康复训练系统肌肉放松训练示意图；
图12是本发明较佳实施例的基于VR沉浸式医用盆底康复训练系统盆底肌功能协调性训练示意图；
图13是本发明较佳实施例的基于VR沉浸式医用盆底康复训练系统肌肉收缩放松训练示意图；
图14是本发明较佳实施例的基于VR沉浸式医用盆底康复训练系统腹部-会阴协调性训练示意图；
图15是本发明较佳实施例的基于VR沉浸式医用盆底康复训练系统控制高级训练示意图；
图16是本发明较佳实施例的基于VR沉浸式医用盆底康复训练系统应用方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
本发明较佳实施例的基于VR沉浸式医用盆底康复训练系统，如图1所示，同时参阅图2-15，包括头戴VR显示端1和嵌入式系统端2；
嵌入式系统端2包括采集单元和处理单元；
采集单元包括多通道肌电采集模块20和接收并处理多通道肌电采集模块数据的嵌入式IC21；
处理单元包括接收并处理嵌入式IC数据的嵌入式系统22、操作控制模块23、声音控制模块24和通讯模块25；操作控制模块23以及声音控制模块24均与嵌入式系统22电连接；
头戴VR显示端1包括显示模组10，显示模组10用于提供显示策略，显示策略包括普通训练模式和场景训练模式，普通训练模式包括由易到难的多阶肌肉训练；
头戴VR显示端1依据选择的训练模式，沉浸式播放相应的训练说明音视频文件，同时触发处理单元运行接收采集单元采集的肌电信号；头戴VR显示端接收肌电信号并将其与选择的训练模式的训练需要达到的肌电信号要求进行比对显示；
对头戴VR显示端1操作，选择普通训练模式或场景训练模式，若选普通训练模式则同时选定训练难度；头戴VR显示端1依据选择的训练模式，调用并沉浸式播放相应设定好的训练说明音视频文件，并触发处理单元运行接收采集单元采集的肌电信号；头戴VR显示端1接收肌电信号并将其与选择的训练模式的训练需要达到的肌电信号要求进行比对显示；
应用本申请的创新型系统，通过头戴VR显示端1的VR显示方式，不仅能够为用户提供数据要求具体化的沉浸式训练指引，同时头戴VR显示端还具有肌电信号的反馈比对显示功能，对于训练力度的把握更加精准，训练效果能够大幅得到提升，同时也无需医护人员额外指导，节约医疗资源。
优选的，系统还包括医护端设备3，医护端设备3包括训练模式编辑模块30，训练模式编辑模块30包括模板绘制板，模板绘制板用于进行训练模式编辑；模板绘制板的编辑界面建立有直角坐标系，直角坐标系的横轴为时间，直角坐标系的纵轴为肌电值的增幅比值；参阅图2-15，训练指引音视频文件包含直角坐标系，头戴VR显示端接收肌电信号同样以直角坐标系的形式进行展示比对；通过该种方式，不仅在训练模式设置时十分的方便快捷，且对用户进行VR显示时也十分直观，易于理解；
在此基础上，再进行实际肌电值的采集对比，能够给客户十分醒目的力量指引，达到快速、直观改善训练动作标准性目的，进而大幅提升训练效果。
优选的，医护端设备3包括评估模组31，评估模组31用于提供头戴VR显示端依据选择的训练模式以及相应的采集肌电信号供医护人员进行训练合规性评估；进一步的，可以在医护端设备进行设置评估模组，该评估模组可以收集选择的训练模式和用户实际训练时的肌电信号线条图谱，两相对照就能够轻易的判断训练质量，为后续康复效果评估提供可靠依据。
优选的，头戴VR显示端1包括显示系统11和游戏模块12，显示系统11用于通过VR显示选择的训练模式的训练需要达到的肌电信号要求和接收的肌电信号比对画面，游戏模块12用于提供游戏功能以使得用户在沉浸式游戏中完成评估与治疗；增强用户娱乐体验，减少训练疲劳度，在评估以及治疗等等待阶段也容易消磨时间。
优选的，系统还包括云端数据处理中心4，云端数据处理中心4与嵌入式系统端2以及医护端设备3均通讯连接；云端数据处理中心设置的目的在于进行数据云存储，以及提供远程的监控、管理平台。
优选的，普通训练模式的各阶肌肉训练由易到难的区别在于放松时间长短、维持收缩的时间长短及肌电值的大小。
具体如图2-15所示，普通训练模式包括I类肌初步训练、I类肌加强训练、I类肌强化训练、II类肌初步训练、快速收缩训练、混合肌初步训练-混合肌增强训练、30％MVC初级训练、30％MVC中级训练、30％MVC高级训练、40％MVC初级训练、40％MVC中级训练、40％MVC高级训练、50％MVC初级训练、50％MVC中级训练、50％MVC高级训练、50％MVC快肌训练、60％MVC快肌训练、70％MVC快肌训练、80％MVC快肌训练和90％MVC快肌训练中多种；场景训练模式包括A3反射训练、快速A3反射训练、肌肉放松训练、盆底肌功能协调性训练、肌肉收缩放松训练、腹部-会阴协调性训练和综合性高强度训练中多种；
需要说明的是，对于上述的30％MVC初级训练，即在增幅在30％的阶段进行放松时间长短、维持收缩的时间长短的调节，其他数值的训练依次类推。
一种基于VR沉浸式医用盆底康复训练应用方法，应用于如上述的基于VR沉浸式医用盆底康复训练系统，如图16所示，其包括以下步骤：
S01：对头戴VR显示端操作，选择普通训练模式或场景训练模式，若选普通训练模式则同时选定训练难度；
S02：头戴VR显示端依据选择的训练模式，调用并沉浸式播放相应设定好的训练说明音视频文件，并触发处理单元运行接收采集单元采集的肌电信号；
S03：头戴VR显示端接收肌电信号并将其与选择的训练模式的训练需要达到的肌电信号要求进行比对显示；
应用本申请的创新型系统，通过头戴VR显示端的VR显示方式，不仅能够为用户提供数据要求具体化的沉浸式训练指引，同时头戴VR显示端还具有肌电信号的反馈比对显示功能，对于训练力度的把握更加精准，训练效果能够大幅得到提升，同时也无需医护人员额外指导，节约医疗资源。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种基于VR沉浸式医用盆底康复训练系统，其特征在于，包括头戴VR显示端和嵌入式系统端；
所述嵌入式系统端包括采集单元和处理单元；
所述采集单元包括多通道肌电采集模块和接收并处理所述多通道肌电采集模块数据的嵌入式IC；
所述处理单元包括接收并处理所述嵌入式IC数据的嵌入式系统、操作控制模块、声音控制模块和通讯模块；所述操作控制模块以及所述声音控制模块均与所述嵌入式系统电连接；
所述头戴VR显示端包括显示模组，所述显示模组用于提供显示策略，显示策略包括普通训练模式和场景训练模式，所述普通训练模式包括由易到难的多阶肌肉训练；
所述头戴VR显示端依据选择的训练模式，沉浸式播放相应的训练说明音视频文件，同时触发所述处理单元运行接收采集单元采集的肌电信号；所述头戴VR显示端接收肌电信号并将其与选择的训练模式的训练需要达到的肌电信号要求进行比对显示。
2.根据权利要求1所述的基于VR沉浸式医用盆底康复训练系统，其特征在于，所述系统还包括医护端设备，所述医护端设备包括训练模式编辑模块，所述训练模式编辑模块包括模板绘制板，所述模板绘制板用于进行训练模式编辑；所述模板绘制板的编辑界面建立有直角坐标系，直角坐标系的横轴为时间，直角坐标系的纵轴为肌电值的增幅比值。
3.根据权利要求2所述的基于VR沉浸式医用盆底康复训练系统，其特征在于，所述训练指引音视频文件包含所述直角坐标系，所述头戴VR显示端接收肌电信号同样以所述直角坐标系的形式进行展示比对。
4.根据权利要求2所述的基于VR沉浸式医用盆底康复训练系统，其特征在于，所述医护端设备包括评估模组，所述评估模组用于提供所述头戴VR显示端依据选择的训练模式以及相应的采集肌电信号供医护人员进行训练合规性评估。
5.根据权利要求4所述的基于VR沉浸式医用盆底康复训练系统，其特征在于，所述头戴VR显示端包括显示系统和游戏模块，所述显示系统用于通过VR显示选择的训练模式的训练需要达到的肌电信号要求和接收的肌电信号比对画面，所述游戏模块用于提供游戏功能以使得用户在沉浸式游戏中完成评估与治疗。
6.根据权利要求2所述的基于VR沉浸式医用盆底康复训练系统，其特征在于，所述系统还包括云端数据处理中心，所述云端数据处理中心与所述嵌入式系统端以及所述医护端设备均通讯连接。
7.根据权利要求1-6任一所述的基于VR沉浸式医用盆底康复训练系统，其特征在于，所述普通训练模式的各阶肌肉训练由易到难的区别在于放松时间长短、维持收缩的时间长短及肌电值的大小。
8.根据权利要求7所述的基于VR沉浸式医用盆底康复训练系统，其特征在于，所述普通训练模式包括I类肌初步训练、I类肌加强训练、I类肌强化训练、II类肌初步训练、快速收缩训练、混合肌初步训练-混合肌增强训练、30％MVC初级训练、30％MVC中级训练、30％MVC高级训练、40％MVC初级训练、40％MVC中级训练、40％MVC高级训练、50％MVC初级训练、50％MVC中级训练、50％MVC高级训练、50％MVC快肌训练、60％MVC快肌训练、70％MVC快肌训练、80％MVC快肌训练和90％MVC快肌训练中多种。
9.根据权利要求1-6任一所述的基于VR沉浸式医用盆底康复训练系统，其特征在于，所述场景训练模式包括A3反射训练、快速A3反射训练、肌肉放松训练、盆底肌功能协调性训练、肌肉收缩放松训练、腹部-会阴协调性训练和综合性高强度训练中多种。
10.一种基于VR沉浸式医用盆底康复训练应用方法，应用于如权利要求1-9任一所述的基于VR沉浸式医用盆底康复训练系统，其特征在于，包括以下步骤：
第一步：对头戴VR显示端操作，选择普通训练模式或场景训练模式，若选普通训练模式则同时选定训练难度；
第二步：头戴VR显示端依据选择的训练模式，调用并沉浸式播放相应设定好的训练说明音视频文件，并触发处理单元运行接收采集单元采集的肌电信号；
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