CN117542477A - 基于虚拟与现实的智能康复训练系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于虚拟与现实的智能康复训练系统及方法，属于康复训练技术领域，包括用户信息录入模块、患者评估训练模块、导向重复训练模块和训练记录存储模块。本发明解决了现有的康复训练操作互动性差，不能充分激发患者的积极性和参与性，导致患者康复训练效果差的问题，本发明通过软硬件机虚拟与现实相结合的训练功能，有效地降低患者的认知障碍，提高日常生活的能力，通过目标导向式重复性运动，帮助患者重复训练及评测，其不同训练模式能够循序渐进给患者以挑战，激发其主动参与的训练兴趣，通过目标导向和任务导向的不断重复训练和运动刺激，促进患者脑功能重塑和结构重组，从而大大加快康复的进程，提升患者康复训练效果。
Description
技术领域
本发明涉及康复训练技术领域，具体为基于虚拟与现实的智能康复训练系统及方法。
背景技术
康复训练是指损伤后进行有利于恢复或改善功能的身体活动；除严重的损伤需要休息治疗外，一般的损伤不必完全停止身体练习，适当的、科学的身体练习对于损伤的迅速愈合和促进功能的恢复有着积极的作用。
现有的康复训练为患者借助于康复训练设备进行康复训练，其操作互动性差，不能充分激发患者的积极性和参与性，导致患者康复训练效果差。
发明内容
本发明的目的在于提供基于虚拟与现实的智能康复训练系统及方法，有效地降低患者的认知障碍，提高日常生活的能力，不同训练模式能够循序渐进给患者以挑战，激发其主动参与的训练兴趣，促进患者脑功能重塑和结构重组，从而大大加快康复的进程，提升患者康复训练效果，解决了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：
基于虚拟与现实的智能康复训练系统，包括：
用户信息录入模块，用于录入患者信息，其中患者信息包括但不限于姓名、性别、年龄、病历号、医保号及治疗医师；
患者评估训练模块，用于对患者进行训练评估，确定患者训练时的评估训练结果；
导向重复训练模块，用于对患者进行目标导向式重复性运动训练，通过VR互动设备模拟正常的生活场景进行日常的ADL训练，模拟现实生活中的状态进行个性化训练；
训练记录存储模块，用于对患者的训练记录进行存储，便于查阅患者不同训练阶段的报告对比，进而评估康复情况和训练效果。
优选的，所述用户信息录入模块包括：
姓名录入单元，用于录入患者姓名，通过向智能康复训练系统内的姓名录入界面中输入患者姓名，即可完成患者姓名的录入；
性别录入单元，用于录入患者性别，通过向智能康复训练系统内的性别录入界面中输入患者性别，即可完成患者性别的录入；
年龄录入单元，用于录入患者年龄，通过向智能康复训练系统内的年龄录入界面中输入患者年龄，即可完成患者年龄的录入；
病历号录入单元，用于录入患者病历号，通过向智能康复训练系统内的病历号录入界面中输入患者病历号，即可完成患者病历号的录入；
医保号录入单元，用于录入患者医保号，通过向智能康复训练系统内的医保号录入界面中输入患者医保号，即可完成患者医保号的录入；
治疗医师录入单元，用于录入患者的治疗医师，通过向智能康复训练系统内的治疗医师录入界面中输入患者的治疗医师，即可完成患者的治疗医师的录入。
优选的，所述患者评估训练模块包括：
手眼协调评估训练单元，用于对患者的手眼协调训练进行评估，确定出患者手眼协调的评估训练结果；
反射能力评估训练单元，用于对患者的反射能力训练进行评估，确定出患者反射能力的评估训练结果；
注意力评估训练单元，用于对患者的注意力训练进行评估，确定出患者注意力的评估训练结果；
信息处理速度评估训练单元，用于对患者的信息处理速度训练进行评估，确定出患者信息处理速度的评估训练结果；
识别能力评估训练单元，用于对患者的识别能力训练进行评估，确定出患者识别能力的评估训练结果；
记忆力评估训练单元，用于对患者的记忆力训练进行评估，确定出患者记忆力的评估训练结果；
再现性评估训练单元，用于对患者的再现性训练进行评估，确定出患者再现性的评估训练结果；
方向感评估训练单元，用于对患者的方向感训练进行评估，确定出患者方向感的评估训练结果。
优选的，所述患者评估训练模块包括：
第一监控时间段设置模块，用于设置第一监控时间段，其中，所述第一监控时间段的取值范围为30-90天；
实时监测模块，用于在第一监控时间段内实时监测所述手眼协调评估训练单元、反射能力评估训练单元、注意力评估训练单元、信息处理速度评估训练单元、识别能力评估训练单元、记忆力评估训练单元、再现性评估训练单元和方向感评估训练单元在单位时间时间内所产生的数据量，并在所述第一监控时间段的结束时刻获取所述手眼协调评估训练单元、反射能力评估训练单元、注意力评估训练单元、信息处理速度评估训练单元、识别能力评估训练单元、记忆力评估训练单元、再现性评估训练单元和方向感评估训练单元的单位时间产生的数据量；其中，所述单位时间的取值范围为1h-3h，并将所述手眼协调评估训练单元、反射能力评估训练单元、注意力评估训练单元、信息处理速度评估训练单元、识别能力评估训练单元、记忆力评估训练单元、再现性评估训练单元和方向感评估训练单元作为一个单元组；
数量和参数设置模块，用于根据所述手眼协调评估训练单元、反射能力评估训练单元、注意力评估训练单元、信息处理速度评估训练单元、识别能力评估训练单元、记忆力评估训练单元、再现性评估训练单元和方向感评估训练单元的单位时间产生的数据量设置所述患者评估训练模块与数据库之间的通信线程的数量和参数；其中，所述通信线程的数量和参数通过如下公式获取：
其中，M表示通信线程的数量，且，为向上取整；M0表示预设的基准数量，且，至少为2；n表示第一监控时间段所包含的单位时间的个数；Ci表示第i个单位时间产生的总数据量；C0表示预设的数据量阈值；ΔCmax表示在第一监控时间段内的每相邻两个单位时间所产生的最大数据增长量；λ表示补偿系数；Cmaxi表示第i个单位时间中所述单元组内与上一个单位时间产生数据量的增幅最大的单元对应的数据量；Cmini表示第i个单位时间中所述单元组内与上一个单位时间产生数据量的增幅最小的单元对应的数据量；
其中，Q表示每个通信线程对应的单位时间能传输的最大数据量；Czmax表示单位时间产生的最大总数据量；Cz表示当前通信资源中能够处理的单位时间的最大传输数据量；s表示调整系数；
通信线程建立模块，用于按照所述通信线程的数量和参数在所述患者评估训练模块与数据库中建立通信线程；
第二监控时间段设置模块，用于设置第二监控时间段，其中，所述第二监控时间段的取值范围为90-180天；
线程撤销及重置模块，用于在每个所述第二监控时间段内实时监测每个通信线程的数据冗余参数，根据所述数据冗余参数判断是否撤销且重置通信线程。
优选的，所述线程撤销及重置模块包括：
冗余参数获取模块，用于在每个所述第二监控时间段内实时监测每个通信线程的数据冗余参数；其中，所述数据冗余参数包括当前所述通信线程已积累的数据冗余量和每单位时间产生的数据冗余量；
冗余状态参数获取模块，用于在所述第二监控时间段的结束时刻利用每个通信线程的数据冗余参数设置每个通信线程对应的冗余状态参数；其中，所述冗余状态参数通过如下公式获取：
其中，Y表示冗余状态参数；Y0表示预设的参数基准值；Cyz表示当前通信线程的已累计的数据冗余量；Cy0表示预设的冗余数据量阈值；m表示第二监控时间段所包含的单位时间的个数；Cyi表示第i个单位时间对应产生的数据冗余量；Cyzi表示第i个单位时间结束时刻的通信线程的已累计的数据冗余量；
通信线程撤销模块，用于当所述冗余状态参数超过预设的参数阈值时，则对通信线程进行撤销；
通信线程重置模块，用于在所述通信线程撤销之后，按照通信线程的原有参数重新建立该通信线程。
优选的，所述导向重复训练模块包括：
基本程序单元，用于对患者进行基本程序训练，其中，基本程序由15个游戏构成，每个游戏的难度等级为1-3，患者根据自身情况进行游戏的难度等级的选择，且每个游戏的训练时间期间值为1-20分钟，患者根据自身情况进行游戏的训练时间期间值的选择；
其中，基本程序训练包括密码锁训练、赛车达人训练、开门训练、煤气灶训练、投篮训练、灭火训练、跑酷训练、泡泡龙训练、算数训练、2D投篮训练、开锁训练、俄罗斯方块训练、吃金币训练、铺鱼达人训练及坦克射击训练；
游戏程序单元，用于对患者进行游戏程序训练，其中，游戏程序由15个游戏构成，患者根据自身情况在每个游戏的多种用具中选择患者训练需要的训练用具，每个游戏的难度等级为1-3，患者根据自身情况进行游戏的难度等级的选择，且每个游戏的训练时间区间值为1-20分钟，患者根据自身情况进行游戏的训练时间区间值的选择；
其中，游戏程序训练包括接水果训练、跳一跳训练、记忆纸牌训练、海盗木桶训练、钓鱼高手训练、打砖块训练、做汉堡训练、接球训练、急速下降训练、旋转跳跃训练、飞机大战训练、忍者跳跃训练、棍子英雄训练、像素鸟训练及重力球训练。
优选的，所述导向重复训练模块还包括：
任务程序单元，用于调节配套设施训练时间；
数字OT单元，用于对患者进行数字OT训练，其中，数字OT由20个基础训练构成，每个基础训练的难度等级为1-3，患者根据自身情况进行基础训练的难度等级的选择，且每个基础训练的训练时间区间值为1-20分钟，患者根据自身情况进行基础训练的训练时间区间值的选择，同时数字OT为手部和视觉认知上的联系，医师需时刻关注患者训练情况；
其中，数字OT训练包括但不限于连贯性训练、运动协调训练、运动强化训练、运动启动训练、亮度区分训练、运动协调性训练、视空间训练、分类认知训练、上肢强化训练、左右手协调训练、数字计算训练、目标追踪训练、空间失认重建、视觉分析训练、反应训练。
优选的，所述导向重复训练模块还包括：
评定量表单元，用于对患者进行评定量表训练，其中，评定量表由17个测试表格构成，用于辅助医师更好地认知患者；
其中，评定量表训练包括但不限于Barthel指数评定训练、ZUNG焦虑自评训练、Fugl-meyer平衡功能评定训练、Glasgow昏迷评定表训练、Berg平衡量表训练、额叶功能评定表训练、MMSE训练、行为记忆功能评定训练、Brunnstrom脑卒中恢复分级训练、HACHINSKI缺血指数量表训练、伯恩斯忧郁症清单训练、长谷川式智力检查表训练、社会功能活动问卷训练、利手评定表训练、才滕氏吞咽障碍评价表训练；
关节活动范围单元，用于对患者进行关节活动范围训练，其中，关节活动范围由六界面构成，分别为手、腕、臂和肩、颈和背、下肢、握力器，六界面需配套专业测量工具，用于帮助医师进一步了解患者身体问题，更好设计训练内容。
优选的，所述训练记录存储模块包括：
默认程序存储单元，用于存储患者训练的训练时间及训练分数，便于查看患者的训练时间及训练分数；
数字OT存储单元，用于存储患者训练的数字OT历史记录，便于查看患者的数字OT历史记录。
根据本发明的另一个方面，提供了基于虚拟与现实的智能康复训练方法，基于根据上述所述的基于虚拟与现实的智能康复训练系统实现，包括如下步骤：
S1：通过用户信息录入模块录入包括但不限于姓名、性别、年龄、病历号、医保号及治疗医师的患者信息；
S2：通过患者评估训练模块对录入患者信息的患者进行训练评估，确定患者训练时的评估训练结果；
S3：通过导向重复训练模块对患者进行目标导向式重复性运动训练，通过VR互动设备模拟正常的生活场景进行日常的ADL训练，模拟现实生活中的状态进行个性化训练；
S4：通过训练记录存储模块对患者的训练记录进行存储，便于查阅患者不同训练阶段的报告对比，进而评估康复情况和训练效果。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过软硬件机虚拟与现实相结合的训练功能，有效地降低患者的认知障碍，提高日常生活的能力，通过目标导向式重复性运动，帮助患者重复训练及评测，其不同训练模式能够循序渐进给患者以挑战，激发其主动参与的训练兴趣；同时让患者上肢粗大运动与手部的精细运动相结合，上肢近端训练与远端训练相结合，单侧与双侧训练相结合，运动疗法与认知训练相结合，通过目标导向和任务导向的不断重复训练和运动刺激，促进患者脑功能重塑和结构重组，从而大大加快康复的进程，提升患者康复训练效果。
附图说明
图1为本发明的基于虚拟与现实的智能康复训练系统的模块原理图；
图2为本发明的基于虚拟与现实的智能康复训练方法的流程图；
图3为本发明的用户资料录入的界面图；
图4为本发明的评估训练结果的界面图；
图5为本发明的训练页面的基本程序的界面图；
图6为本发明的密码锁训练的界面图；
图7为本发明的密码锁加载的界面图；
图8为本发明的密码锁操作的界面图；
图9为本发明的赛车达人训练的界面图；
图10为本发明的开门训练的界面图；
图11为本发明的训练页面的游戏程序的界面图；
图12为本发明的接水果训练的界面图；
图13为本发明的跳一跳训练的界面图；
图14为本发明的训练页面的任务程序的界面图；
图15为本发明的调节时间的界面图；
图16为本发明的训练页面的数字OT的界面图；
图17为本发明的连贯性训练的界面图；
图18为本发明的训练页面的评定量表的界面图；
图19为本发明的训练页面的关节活动范围的界面图；
图20为本发明的训练记录的默认程序的界面图；
图21为本发明的训练记录的数字OT的界面图。
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。
为了解决现有的康复训练为患者借助于康复训练设备进行康复训练，其操作互动性差，不能充分激发患者的积极性和参与性，导致患者康复训练效果差的问题，请参阅图1-图21，本实施例提供以下技术方案：
基于虚拟与现实的智能康复训练系统，包括：
用户信息录入模块，用于录入患者信息，其中患者信息包括但不限于姓名、性别、年龄、病历号、医保号及治疗医师；
在本实施例中，作为本实施例的优选技术方案，用户信息录入模块包括：
姓名录入单元，用于录入患者姓名，通过向智能康复训练系统内的姓名录入界面中输入患者姓名，即可完成患者姓名的录入；
性别录入单元，用于录入患者性别，通过向智能康复训练系统内的性别录入界面中输入患者性别，即可完成患者性别的录入；
年龄录入单元，用于录入患者年龄，通过向智能康复训练系统内的年龄录入界面中输入患者年龄，即可完成患者年龄的录入；
病历号录入单元，用于录入患者病历号，通过向智能康复训练系统内的病历号录入界面中输入患者病历号，即可完成患者病历号的录入；
医保号录入单元，用于录入患者医保号，通过向智能康复训练系统内的医保号录入界面中输入患者医保号，即可完成患者医保号的录入；
治疗医师录入单元，用于录入患者的治疗医师，通过向智能康复训练系统内的治疗医师录入界面中输入患者的治疗医师，即可完成患者的治疗医师的录入。
患者评估训练模块，用于对患者进行训练评估，确定患者训练时的评估训练结果；
在本实施例中，作为本实施例的优选技术方案，患者评估训练模块包括：
手眼协调评估训练单元，用于对患者的手眼协调训练进行评估，确定出患者手眼协调的评估训练结果；
反射能力评估训练单元，用于对患者的反射能力训练进行评估，确定出患者反射能力的评估训练结果；
注意力评估训练单元，用于对患者的注意力训练进行评估，确定出患者注意力的评估训练结果；
信息处理速度评估训练单元，用于对患者的信息处理速度训练进行评估，确定出患者信息处理速度的评估训练结果；
识别能力评估训练单元，用于对患者的识别能力训练进行评估，确定出患者识别能力的评估训练结果；
记忆力评估训练单元，用于对患者的记忆力训练进行评估，确定出患者记忆力的评估训练结果；
再现性评估训练单元，用于对患者的再现性训练进行评估，确定出患者再现性的评估训练结果；
方向感评估训练单元，用于对患者的方向感训练进行评估，确定出患者方向感的评估训练结果。
具体的，所述患者评估训练模块包括：
第一监控时间段设置模块，用于设置第一监控时间段，其中，所述第一监控时间段的取值范围为30-90天；
实时监测模块，用于在第一监控时间段内实时监测所述手眼协调评估训练单元、反射能力评估训练单元、注意力评估训练单元、信息处理速度评估训练单元、识别能力评估训练单元、记忆力评估训练单元、再现性评估训练单元和方向感评估训练单元在单位时间时间内所产生的数据量，并在所述第一监控时间段的结束时刻获取所述手眼协调评估训练单元、反射能力评估训练单元、注意力评估训练单元、信息处理速度评估训练单元、识别能力评估训练单元、记忆力评估训练单元、再现性评估训练单元和方向感评估训练单元的单位时间产生的数据量；其中，所述单位时间的取值范围为1h-3h，并将所述手眼协调评估训练单元、反射能力评估训练单元、注意力评估训练单元、信息处理速度评估训练单元、识别能力评估训练单元、记忆力评估训练单元、再现性评估训练单元和方向感评估训练单元作为一个单元组；
数量和参数设置模块，用于根据所述手眼协调评估训练单元、反射能力评估训练单元、注意力评估训练单元、信息处理速度评估训练单元、识别能力评估训练单元、记忆力评估训练单元、再现性评估训练单元和方向感评估训练单元的单位时间产生的数据量设置所述患者评估训练模块与数据库之间的通信线程的数量和参数；其中，所述通信线程的数量和参数通过如下公式获取：
其中，M表示通信线程的数量，且，为向上取整；M0表示预设的基准数量，且，至少为2；n表示第一监控时间段所包含的单位时间的个数；Ci表示第i个单位时间产生的总数据量；C0表示预设的数据量阈值；ΔCmax表示在第一监控时间段内的每相邻两个单位时间所产生的最大数据增长量；λ表示补偿系数；Cmaxi表示第i个单位时间中所述单元组内与上一个单位时间产生数据量的增幅最大的单元对应的数据量；Cmini表示第i个单位时间中所述单元组内与上一个单位时间产生数据量的增幅最小的单元对应的数据量；
其中，Q表示每个通信线程对应的单位时间能传输的最大数据量；Czmax表示单位时间产生的最大总数据量；Cz表示当前通信资源中能够处理的单位时间的最大传输数据量；s表示调整系数；
通信线程建立模块，用于按照所述通信线程的数量和参数在所述患者评估训练模块与数据库中建立通信线程；
第二监控时间段设置模块，用于设置第二监控时间段，其中，所述第二监控时间段的取值范围为90-180天；
线程撤销及重置模块，用于在每个所述第二监控时间段内实时监测每个通信线程的数据冗余参数，根据所述数据冗余参数判断是否撤销且重置通信线程。
上述技术方案的技术效果为：通过设置第一监控时间段并实时监测手眼协调评估训练单元等八个单元在单位时间内所产生的数据量，可以在第一监控时间段的结束时刻获取这些单元的单位时间产生的数据量，从而根据这些数据量设置患者评估训练模块与数据库之间的通信线程的数量和参数。
通过将手眼协调评估训练单元等八个单元作为一个单元组，可以方便地调整患者评估训练模块与数据库之间的通信线程的数量和参数。
通过使用预设的基准数量、数据量阈值、补偿系数等参数，可以灵活地获取每个通信线程对应的单位时间能传输的最大数据量、单位时间产生的最大总数据量等参数，从而能够更好地调整患者评估训练模块与数据库之间的通信线程的数量和参数。
通过设置第二监控时间段并实时监测每个通信线程的数据冗余参数，可以在每个第二监控时间段内根据数据冗余参数判断是否撤销且重置通信线程，从而能够更好地优化患者评估训练模块与数据库之间的通信线程。
综上所述，上述技术方案可以实现优化患者评估训练模块与数据库之间的通信线程、提高数据传输效率、降低冗余数据传输等优点。
具体的，所述线程撤销及重置模块包括：
冗余参数获取模块，用于在每个所述第二监控时间段内实时监测每个通信线程的数据冗余参数；其中，所述数据冗余参数包括当前所述通信线程已积累的数据冗余量和每单位时间产生的数据冗余量；
冗余状态参数获取模块，用于在所述第二监控时间段的结束时刻利用每个通信线程的数据冗余参数设置每个通信线程对应的冗余状态参数；其中，所述冗余状态参数通过如下公式获取：
其中，Y表示冗余状态参数；Y0表示预设的参数基准值；Cyz表示当前通信线程的已累计的数据冗余量；Cy0表示预设的冗余数据量阈值；m表示第二监控时间段所包含的单位时间的个数；Cyi表示第i个单位时间对应产生的数据冗余量；Cyzi表示第i个单位时间结束时刻的通信线程的已累计的数据冗余量；
通信线程撤销模块，用于当所述冗余状态参数超过预设的参数阈值时，则对通信线程进行撤销；
通信线程重置模块，用于在所述通信线程撤销之后，按照通信线程的原有参数重新建立该通信线程。
上述技术方案的技术效果为：通过实时监测每个通信线程的数据冗余参数，可以获取每个通信线程的冗余状态参数，从而更好地判断是否需要撤销或重置通信线程。
通过预设的参数基准值、冗余数据量阈值等参数，可以灵活地获取每个通信线程的冗余状态参数，从而能够更好地判断是否需要撤销或重置通信线程。
通过当冗余状态参数超过预设的参数阈值时撤销通信线程，并在撤销后按照原有参数重新建立该通信线程，可以更好地优化患者评估训练模块与数据库之间的通信线程。
综上所述，上述技术方案可以实现优化患者评估训练模块与数据库之间的通信线程、提高数据传输效率、降低冗余数据传输等优点。
导向重复训练模块，用于对患者进行目标导向式重复性运动训练，通过VR互动设备模拟正常的生活场景进行日常的ADL训练，模拟现实生活中的状态进行个性化训练；多种生活场景可选，内容生动有趣，充分激发患者的积极性和参与性；
智能康复训练系统的导向重复训练模块通过传感器连接电脑，设定任务，通过软件指令选择相对应的训练工具进行日常生活功能能力训练，有效提高患者的日常生活能力。
在本实施例中，作为本实施例的优选技术方案，导向重复训练模块包括：
基本程序单元，用于对患者进行基本程序训练，其中，基本程序由15个游戏构成，每个游戏的难度等级为1-3，患者根据自身情况进行游戏的难度等级的选择，且每个游戏的训练时间期间值为1-20分钟，患者根据自身情况进行游戏的训练时间期间值的选择；
其中，基本程序训练包括密码锁训练、赛车达人训练、开门训练、煤气灶训练、投篮训练、灭火训练、跑酷训练、泡泡龙训练、算数训练、2D投篮训练、开锁训练、俄罗斯方块训练、吃金币训练、铺鱼达人训练及坦克射击训练；
游戏程序单元，用于对患者进行游戏程序训练，其中，游戏程序由15个游戏构成，患者根据自身情况在每个游戏的多种用具中选择患者训练需要的训练用具，每个游戏的难度等级为1-3，患者根据自身情况进行游戏的难度等级的选择，且每个游戏的训练时间区间值为1-20分钟，患者根据自身情况进行游戏的训练时间区间值的选择；
其中，游戏程序训练包括接水果训练、跳一跳训练、记忆纸牌训练、海盗木桶训练、钓鱼高手训练、打砖块训练、做汉堡训练、接球训练、急速下降训练、旋转跳跃训练、飞机大战训练、忍者跳跃训练、棍子英雄训练、像素鸟训练及重力球训练。
在本实施例中，作为本实施例的优选技术方案，导向重复训练模块还包括：
任务程序单元，用于调节配套设施训练时间；
数字OT单元，用于对患者进行数字OT训练，其中，数字OT由20个基础训练构成，每个基础训练的难度等级为1-3，患者根据自身情况进行基础训练的难度等级的选择，且每个基础训练的训练时间区间值为1-20分钟，患者根据自身情况进行基础训练的训练时间区间值的选择，同时数字OT为手部和视觉认知上的联系，医师需时刻关注患者训练情况；
其中，数字OT训练包括但不限于连贯性训练、运动协调训练、运动强化训练、运动启动训练、亮度区分训练、运动协调性训练、视空间训练、分类认知训练、上肢强化训练、左右手协调训练、数字计算训练、目标追踪训练、空间失认重建、视觉分析训练、反应训练。
在本实施例中，作为本实施例的优选技术方案，导向重复训练模块还包括：
评定量表单元，用于对患者进行评定量表训练，其中，评定量表由17个测试表格构成，用于辅助医师更好地认知患者；
其中，评定量表训练包括但不限于Barthel指数评定训练、ZUNG焦虑自评训练、Fugl-meyer平衡功能评定训练、Glasgow昏迷评定表训练、Berg平衡量表训练、额叶功能评定表训练、MMSE训练、行为记忆功能评定训练、Brunnstrom脑卒中恢复分级训练、HACHINSKI缺血指数量表训练、伯恩斯忧郁症清单训练、长谷川式智力检查表训练、社会功能活动问卷训练、利手评定表训练、才滕氏吞咽障碍评价表训练；
关节活动范围单元，用于对患者进行关节活动范围训练，其中，关节活动范围由六界面构成，分别为手、腕、臂和肩、颈和背、下肢、握力器，六界面需配套专业测量工具，用于帮助医师进一步了解患者身体问题，更好设计训练内容。
通过导向重复训练模块强化患者的上肢运动控制功能，促进患者本体感觉恢复，改善日常生活中正常活动时所需要的运动、平衡及协调的功能能力；可对患者上肢方向控制能力进行评估，引导患者进行上肢方向控制能力训练，可对患者肩、肘、腕三个关节同时进行运动康复训练，在计算机的指引下，通过患者控制上肢运动，以达到训练日常生活的能力；
训练记录存储模块，用于对患者的训练记录进行存储，便于查阅患者不同训练阶段的报告对比，进而评估康复情况和训练效果。
在本实施例中，作为本实施例的优选技术方案，训练记录存储模块包括：
默认程序存储单元，用于存储患者训练的训练时间及训练分数，便于查看患者的训练时间及训练分数；
数字OT存储单元，用于存储患者训练的数字OT历史记录，便于查看患者的数字OT历史记录。
通过软硬件机虚拟与现实相结合的训练功能，有效地降低患者的认知障碍，提高日常生活的能力，通过目标导向式重复性运动，帮助患者重复训练及评测，其不同训练模式能够循序渐进给患者以挑战，激发其主动参与的训练兴趣；同时让患者上肢粗大运动与手部的精细运动相结合，上肢近端训练与远端训练相结合，单侧与双侧训练相结合，运动疗法与认知训练相结合，通过目标导向和任务导向的不断重复训练和运动刺激，促进患者脑功能重塑和结构重组，从而大大加快康复的进程。
为了更好的展现基于虚拟与现实的智能康复训练流程，本实施例现提出基于虚拟与现实的智能康复训练方法，基于根据上述的基于虚拟与现实的智能康复训练系统实现，包括如下步骤：
S1：通过用户信息录入模块录入包括但不限于姓名、性别、年龄、病历号、医保号及治疗医师的患者信息；
S2：通过患者评估训练模块对录入患者信息的患者进行训练评估，确定患者训练时的评估训练结果；
S3：通过导向重复训练模块对患者进行目标导向式重复性运动训练，通过VR互动设备模拟正常的生活场景进行日常的ADL训练，模拟现实生活中的状态进行个性化训练；
S4：通过训练记录存储模块对患者的训练记录进行存储，便于查阅患者不同训练阶段的报告对比，进而评估康复情况和训练效果。
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.基于虚拟与现实的智能康复训练系统，其特征在于，包括：
用户信息录入模块，用于录入患者信息，其中患者信息包括但不限于姓名、性别、年龄、病历号、医保号及治疗医师；
患者评估训练模块，用于对患者进行训练评估，确定患者训练时的评估训练结果；
导向重复训练模块，用于对患者进行目标导向式重复性运动训练，通过VR互动设备模拟正常的生活场景进行日常的ADL训练，模拟现实生活中的状态进行个性化训练；
训练记录存储模块，用于对患者的训练记录进行存储，便于查阅患者不同训练阶段的报告对比，进而评估康复情况和训练效果。
2.根据权利要求1所述的基于虚拟与现实的智能康复训练系统，其特征在于，所述用户信息录入模块包括：
姓名录入单元，用于录入患者姓名，通过向智能康复训练系统内的姓名录入界面中输入患者姓名，即可完成患者姓名的录入；
性别录入单元，用于录入患者性别，通过向智能康复训练系统内的性别录入界面中输入患者性别，即可完成患者性别的录入；
年龄录入单元，用于录入患者年龄，通过向智能康复训练系统内的年龄录入界面中输入患者年龄，即可完成患者年龄的录入；
病历号录入单元，用于录入患者病历号，通过向智能康复训练系统内的病历号录入界面中输入患者病历号，即可完成患者病历号的录入；
医保号录入单元，用于录入患者医保号，通过向智能康复训练系统内的医保号录入界面中输入患者医保号，即可完成患者医保号的录入；
治疗医师录入单元，用于录入患者的治疗医师，通过向智能康复训练系统内的治疗医师录入界面中输入患者的治疗医师，即可完成患者的治疗医师的录入。
3.根据权利要求2所述的基于虚拟与现实的智能康复训练系统，其特征在于，所述患者评估训练模块包括：
手眼协调评估训练单元，用于对患者的手眼协调训练进行评估，确定出患者手眼协调的评估训练结果；
反射能力评估训练单元，用于对患者的反射能力训练进行评估，确定出患者反射能力的评估训练结果；
注意力评估训练单元，用于对患者的注意力训练进行评估，确定出患者注意力的评估训练结果；
信息处理速度评估训练单元，用于对患者的信息处理速度训练进行评估，确定出患者信息处理速度的评估训练结果；
识别能力评估训练单元，用于对患者的识别能力训练进行评估，确定出患者识别能力的评估训练结果；
记忆力评估训练单元，用于对患者的记忆力训练进行评估，确定出患者记忆力的评估训练结果；
再现性评估训练单元，用于对患者的再现性训练进行评估，确定出患者再现性的评估训练结果；
方向感评估训练单元，用于对患者的方向感训练进行评估，确定出患者方向感的评估训练结果。
4.根据权利要求3所述的基于虚拟与现实的智能康复训练系统，其特征在于，所述患者评估训练模块包括：
第一监控时间段设置模块，用于设置第一监控时间段，其中，所述第一监控时间段的取值范围为30-90天；
实时监测模块，用于在第一监控时间段内实时监测所述手眼协调评估训练单元、反射能力评估训练单元、注意力评估训练单元、信息处理速度评估训练单元、识别能力评估训练单元、记忆力评估训练单元、再现性评估训练单元和方向感评估训练单元在单位时间时间内所产生的数据量，并在所述第一监控时间段的结束时刻获取所述手眼协调评估训练单元、反射能力评估训练单元、注意力评估训练单元、信息处理速度评估训练单元、识别能力评估训练单元、记忆力评估训练单元、再现性评估训练单元和方向感评估训练单元的单位时间产生的数据量；其中，所述单位时间的取值范围为1h-3h，并将所述手眼协调评估训练单元、反射能力评估训练单元、注意力评估训练单元、信息处理速度评估训练单元、识别能力评估训练单元、记忆力评估训练单元、再现性评估训练单元和方向感评估训练单元作为一个单元组；
数量和参数设置模块，用于根据所述手眼协调评估训练单元、反射能力评估训练单元、注意力评估训练单元、信息处理速度评估训练单元、识别能力评估训练单元、记忆力评估训练单元、再现性评估训练单元和方向感评估训练单元的单位时间产生的数据量设置所述患者评估训练模块与数据库之间的通信线程的数量和参数；其中，所述通信线程的数量和参数通过如下公式获取：
其中，M表示通信线程的数量，且，为向上取整；M0表示预设的基准数量，且，至少为2；n表示第一监控时间段所包含的单位时间的个数；Ci表示第i个单位时间产生的总数据量；C0表示预设的数据量阈值；ΔCmax表示在第一监控时间段内的每相邻两个单位时间所产生的最大数据增长量；λ表示补偿系数；Cmaxi表示第i个单位时间中所述单元组内与上一个单位时间产生数据量的增幅最大的单元对应的数据量；Cmini表示第i个单位时间中所述单元组内与上一个单位时间产生数据量的增幅最小的单元对应的数据量；
其中，Q表示每个通信线程对应的单位时间能传输的最大数据量；Czmax表示单位时间产生的最大总数据量；Cz表示当前通信资源中能够处理的单位时间的最大传输数据量；s表示调整系数；
通信线程建立模块，用于按照所述通信线程的数量和参数在所述患者评估训练模块与数据库中建立通信线程；
第二监控时间段设置模块，用于设置第二监控时间段，其中，所述第二监控时间段的取值范围为90-180天；
线程撤销及重置模块，用于在每个所述第二监控时间段内实时监测每个通信线程的数据冗余参数，根据所述数据冗余参数判断是否撤销且重置通信线程。
5.根据权利要求4所述的基于虚拟与现实的智能康复训练系统，其特征在于，所述线程撤销及重置模块包括：
冗余参数获取模块，用于在每个所述第二监控时间段内实时监测每个通信线程的数据冗余参数；其中，所述数据冗余参数包括当前所述通信线程已积累的数据冗余量和每单位时间产生的数据冗余量；
冗余状态参数获取模块，用于在所述第二监控时间段的结束时刻利用每个通信线程的数据冗余参数设置每个通信线程对应的冗余状态参数；其中，所述冗余状态参数通过如下公式获取：
其中，Y表示冗余状态参数；Y0表示预设的参数基准值；Cyz表示当前通信线程的已累计的数据冗余量；Cy0表示预设的冗余数据量阈值；m表示第二监控时间段所包含的单位时间的个数；Cyi表示第i个单位时间对应产生的数据冗余量；Cyzi表示第i个单位时间结束时刻的通信线程的已累计的数据冗余量；
通信线程撤销模块，用于当所述冗余状态参数超过预设的参数阈值时，则对通信线程进行撤销；
通信线程重置模块，用于在所述通信线程撤销之后，按照通信线程的原有参数重新建立该通信线程。
6.根据权利要求3所述的基于虚拟与现实的智能康复训练系统，其特征在于，所述导向重复训练模块包括：
基本程序单元，用于对患者进行基本程序训练，其中，基本程序由15个游戏构成，每个游戏的难度等级为1-3，患者根据自身情况进行游戏的难度等级的选择，且每个游戏的训练时间期间值为1-20分钟，患者根据自身情况进行游戏的训练时间期间值的选择；
其中，基本程序训练包括密码锁训练、赛车达人训练、开门训练、煤气灶训练、投篮训练、灭火训练、跑酷训练、泡泡龙训练、算数训练、2D投篮训练、开锁训练、俄罗斯方块训练、吃金币训练、铺鱼达人训练及坦克射击训练；
游戏程序单元，用于对患者进行游戏程序训练，其中，游戏程序由15个游戏构成，患者根据自身情况在每个游戏的多种用具中选择患者训练需要的训练用具，每个游戏的难度等级为1-3，患者根据自身情况进行游戏的难度等级的选择，且每个游戏的训练时间区间值为1-20分钟，患者根据自身情况进行游戏的训练时间区间值的选择；
其中，游戏程序训练包括接水果训练、跳一跳训练、记忆纸牌训练、海盗木桶训练、钓鱼高手训练、打砖块训练、做汉堡训练、接球训练、急速下降训练、旋转跳跃训练、飞机大战训练、忍者跳跃训练、棍子英雄训练、像素鸟训练及重力球训练。
7.根据权利要求6所述的基于虚拟与现实的智能康复训练系统，其特征在于，所述导向重复训练模块还包括：
任务程序单元，用于调节配套设施训练时间；
数字OT单元，用于对患者进行数字OT训练，其中，数字OT由20个基础训练构成，每个基础训练的难度等级为1-3，患者根据自身情况进行基础训练的难度等级的选择，且每个基础训练的训练时间区间值为1-20分钟，患者根据自身情况进行基础训练的训练时间区间值的选择，同时数字OT为手部和视觉认知上的联系，医师需时刻关注患者训练情况；
其中，数字OT训练包括但不限于连贯性训练、运动协调训练、运动强化训练、运动启动训练、亮度区分训练、运动协调性训练、视空间训练、分类认知训练、上肢强化训练、左右手协调训练、数字计算训练、目标追踪训练、空间失认重建、视觉分析训练、反应训练。
8.根据权利要求7所述的基于虚拟与现实的智能康复训练系统，其特征在于，所述导向重复训练模块还包括：
评定量表单元，用于对患者进行评定量表训练，其中，评定量表由17个测试表格构成，用于辅助医师更好地认知患者；
关节活动范围单元，用于对患者进行关节活动范围训练，其中，关节活动范围由六界面构成，分别为手、腕、臂和肩、颈和背、下肢、握力器，六界面需配套专业测量工具，用于帮助医师进一步了解患者身体问题，更好设计训练内容。
9.根据权利要求8所述的基于虚拟与现实的智能康复训练系统，其特征在于，所述训练记录存储模块包括：
默认程序存储单元，用于存储患者训练的训练时间及训练分数，便于查看患者的训练时间及训练分数；
数字OT存储单元，用于存储患者训练的数字OT历史记录，便于查看患者的数字OT历史记录。
10.基于虚拟与现实的智能康复训练方法，基于根据权利要求9所述的基于虚拟与现实的智能康复训练系统实现，其特征在于，包括如下步骤：
S1：通过用户信息录入模块录入包括但不限于姓名、性别、年龄、病历号、医保号及治疗医师的患者信息；
S2：通过患者评估训练模块对录入患者信息的患者进行训练评估，确定患者训练时的评估训练结果；
S3：通过导向重复训练模块对患者进行目标导向式重复性运动训练，通过VR互动设备模拟正常的生活场景进行日常的ADL训练，模拟现实生活中的状态进行个性化训练；
S4：通过训练记录存储模块对患者的训练记录进行存储，便于查阅患者不同训练阶段的报告对比，进而评估康复情况和训练效果。
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|---|---|---|---|
| CN202311588240.3A CN117542477A (zh) | 2023-11-27 | 2023-11-27 | 基于虚拟与现实的智能康复训练系统及方法 |
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| CN202311588240.3A CN117542477A (zh) | 2023-11-27 | 2023-11-27 | 基于虚拟与现实的智能康复训练系统及方法 |
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| CN117542477A true CN117542477A (zh) | 2024-02-09 |
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ID=89789658
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| CN202311588240.3A Withdrawn CN117542477A (zh) | 2023-11-27 | 2023-11-27 | 基于虚拟与现实的智能康复训练系统及方法 |
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| CN (1) | CN117542477A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118016250A (zh) * | 2024-04-09 | 2024-05-10 | 北京智精灵科技有限公司 | 一种基于虚拟人的精神障碍康复训练系统 |
-
2023
- 2023-11-27 CN CN202311588240.3A patent/CN117542477A/zh not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118016250A (zh) * | 2024-04-09 | 2024-05-10 | 北京智精灵科技有限公司 | 一种基于虚拟人的精神障碍康复训练系统 |
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