CN204759525U - 一种应用体感互动模式的康复训练系统 - Google Patents

Abstract

一种应用体感互动模式的康复训练系统，本系统由左摄像头（1）、左超声波测距装置（2）、右摄像头（3）、右超声波测距装置（4）、声音接收检测装置（5）、数据总线装置（6）、系统中央处理装置（7）、显示终端装置（8）、左右的连接部分（9）共九部分构成，本实用新型的有益效果是：训练内容、方式在显示终端上直观显示使使用者可以迅速、准确进行康复训练，训练使用方法简单；可由使用者通过声音交互控制选择训练内容、训练强度、训练方式，训练内容灵活多变；系统可适应不同要求训练的使用者使用适用范围广；系统能够评估训练情况使使用者及时了解训练状况。

Description

一种应用体感互动模式的康复训练系统

技术领域

本实用新型涉及虚拟仿真领域，特别是涉及一种应用体感互动模式的康复训练系统。

背景技术

据统计，目前全国共约有515～745万人患中风，即在我国每年每10万人口中就有185～219例。统计显示，中风发病率随年龄增加而增长，每年新发病人数约150万。

同时，由于交通运输工具的迅速增长，因交通事故而造成神经心痛损伤或者肢体损伤的人数也越来越多。医学理论和临床医学证明，这类患者除了早期的手术治疗和必要的药物治疗外，正确的、科学的康复训练对于肢体运动功能的恢复和提高起到非常重要的作用。因此康复医疗技术设备研发及应用对社会和谐发展尤为重要。

康复医学旨在通过多种手段，使患者的部分或全部功能最大限度地恢复，以获得最大可能的生活自理、劳动和工作等能力。尽管康复疗法不一定能完全治愈疾病本身，但能够改善症状，缩短病程，减轻患者的痛苦，已成为临床治疗中必不可少的一部分。老年康复治疗的机理涉及到重复、反馈和动机3个关键环节。

目前常规的运动疗法和作业疗法一方面过于强调实用辅助器械的分解动作练习或医务工作者手工按摩等方式，无法提供有实践意义的任务需求，难以训练现实生活中的整合动作，具体表现为患者在医院康复中学习获得的动作能力很难适应日常生活的需求；另一方面，使用器械训练动作反复、单调、枯燥，患者很容易产生厌烦情绪，不利于治疗的继续和深入；第三，康复评定是实现全面康复的前提与基础，而现有器械训练康复设备的局限性使传统康复治疗还不能实现功能定量化测评、康复治疗及心理治疗的有机结合，在每次治疗前，无法对受损部位的功能进行更为客观的评定，不利于康复训练计划的制订及调整。

实用新型内容

为了克服上述现有技术的不足，本专利提供了一种应用体感互动模式的康复训练系统，以解决上述背景技术中提出的现有技术中存在的问题。

为实现上述目的，本实用新型采取的控制方案是：与传统康复设备或系统相比，体感互动模式下的康复系统具有3个重要特征：沉浸性、交互性和构想性，强调人在虚拟现实系统中的主导作用，使信息处理系统适合人体的需要，并与人的主观感觉相一致。体感互动技术的优势在于提供有意义的任务性训练与精确的感觉回馈，可以确保受试者真实而安全的训练环境，并包含重复练习、成绩反馈和动机维持3个关键的训练步骤构成。体感互动模式下的康复训练系统可以根据患者的心理状态和病情需要，选择相应的康复训练场景和任务取向式康复作业，以多种反馈形式激发和维持患者重复练习的主动性，达到现实训练中无法实现的康复效果。这种接近真实而又更安全的康复训练方式需要调动更多的注意力及思维能力，可以反映患者在执行复杂工作时可能出现的问题，缓解其恐惧紧张的心理，刺激并训练患者的适应能力，使其更容易回归现实生活。

体感就是依靠对视频动作捕捉技术把人的身体各部分的动作表现及时地反馈到体感应用程序当中。让使用者依靠身体动作操控软件的运行，使软件的表现可以通过使用者动作改变。

体感互动还可以设置虚拟的家庭化的日常生活环境，患者可如身临其境一样进行活动，即使在作业中出现失误，也不会对患者的身体造成损伤。体感互动训练模式提供的测评功能可实现康复训练前后及训练过程中对患者功能的量化评定，准确掌握患者的障碍现状、残存功能和潜在能力，有利于康复计划和康复目标的制订，从而保证康复训练的有效性。康复训练系统能为患者提供两种反馈：每次练习结果的实时反馈和一组练习结束后的成绩反馈，及时进行功能测评，并可根据功能的改善情况实时调整训练计划和训练强度，进而加强医疗人员和患者对治疗效果的把握。相较于传统康复训练方式，体感互动模式下的康复技术更接近最新康复治疗观念，不仅提供与真实世界相似的训练环境和有意义的任务需求，还能在康复训练前后对患者的功能状态进行量化评估，同时能减轻医疗人员的工作强度。

体感交互机制包括体感互动事件模型和体感交互模型。体感互动事件是形成交互的最终数据形态，用户引发的各种互动事件将可以被封装成小节文档,每一个小节表示一个单一的事件，平台端通过解析文档字符流来还原事件，然后根据会话标志符和事件参数将事件发送给上层的逻辑处理模块。体感交互模型包括状态转移模型及交互意图推理机制。

本应用体感互动模式的康复训练系统采取通过分别设置在使用者前方相距1米的两个视频摄像装置拍摄使用者运动体态，同时通过分别安装摄像头下部的两个超声波测距装置测量使用者与摄像头之间的相对距离，在中间位置设置有声音采集处理装置以采集使用者的声音命令。各检测装置将检测结果通过系统总线传输给搭载视频识别与距离分析模块、信息显示模块的系统中央处理装置，该系统中央处理装置连接显示终端，显示终端可由信息显示模块控制显示各种训练指示画面与训练效果分析数据以及训练改进方法意见供使用者参考、选择。使用者可以通过声音命令控制康复系统改变训练内容、训练速度、训练强度。系统中央处理装置中可安装不同训练模块供不同训练需要的康复者使用。

本系统由左摄像头（1）、左超声波测距装置（2）、右摄像头（3）、右超声波测距装置（4）、声音接收检测装置（5）、数据总线装置（6）、系统中央处理装置（7）、显示终端装置（8）、左右的连接部分（9）共九部分构成，其中：左摄像头（1）与相距1米的右侧的右摄像头（3）同数据总线装置（6）连接用于拍摄使用者运动体态；左超声波测距装置（2）与右超声波测距装置（4）同数据总线装置（6）连接测量使用者与摄像头之间的相对距离；声音接收检测装置（5）同数据总线装置（6）连接以采集使用者的声音命令；数据总线装置（6）同系统中央处理装置（7）连接并将接收到的信息传送给系统中央处理装置（7）进行处理；系统中央处理装置（7）同显示终端装置（8）连接显示各种训练指示画面与训练效果分析数据以及训练改进方法、意见。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：训练内容、方式在显示终端上直观显示使使用者可以迅速、准确进行康复训练，训练使用方法简单；可由使用者通过声音交互控制选择训练内容、训练强度、训练方式，训练内容灵活多变；系统可适应不同要求训练的使用者使用适用范围广；系统能够评估训练情况使使用者及时了解训练状况。

附图说明

图1为本实用新型专利的各功能部分连接示意图。

附图标记：在图1中：1-左摄像头；2-左超声波测距装置；3-右摄像头；4-右超声波测距装置；5-声音接收检测装置；6-数据总线装置；7-系统中央处理装置；8-显示终端装置。

图2为本实用新型专利各部分检测装置排列的前视图结构示意图。

附图标记：1-左摄像头；2-左超声波测距装置；3-右摄像头；4-右超声波测距装置；5-声音接收检测装置；9-左右的连接部分。

图1、图2中标号相同的1、2、3、4、5装置分别为同一装置。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

如图2所示：在长度为1米的左右的连接部分9的左端安装有左摄像头1、左超声波测距装置2；右端安装有右摄像头3、右超声波测距装置4；中间位置安装有声音接收检测装置5。

如图1所示：本康复训练系统通过分别设置在使用者左前方的左摄像头1同与左摄像头1相距1米右侧的右摄像头3拍摄使用者运动体态，同时通过分别安装在左摄像头1和右摄像头3下部的左超声波测距装置2、右超声波测距装置4测量使用者与摄像头之间的相对距离，在中间位置设置有声音接收检测装置5以采集使用者的声音命令。各检测装置将检测结果传输给数据总线装置6，数据总线装置6将数据传输给系统中央处理装置7，系统中央处理装置7连接显示终端装置8显示各种训练指示画面与训练效果分析数据以及训练改进方法、意见供使用者参考、选择。使用者可以通过声音接收检测装置5用声音命令控制系统中央处理装置7改变训练内容、训练速度、训练强度。系统中央处理装置中可安装不同训练模块供不同训练需要的康复者使用。其中系统中央处理装置7为内部包括有：视频识别与距离分析模块、信息显示模块、具有不同训练内容的训练模块、发声模块及扬声器以及给整个装置供电的电源稳压模块的计算机系统。上述图1、图2中标号相同的1、2、3、4、5装置分别为同一装置。

Claims (1)

1.一种应用体感互动模式的康复训练系统，其特征在于：本系统由左摄像头（1）、左超声波测距装置（2）、右摄像头（3）、右超声波测距装置（4）、声音接收检测装置（5）、数据总线装置（6）、系统中央处理装置（7）、显示终端装置（8）、左右的连接部分（9）共九部分构成，其中：左摄像头（1）与相距1米的右侧的右摄像头（3）同数据总线装置（6）连接用于拍摄使用者运动体态；左超声波测距装置（2）与右超声波测距装置（4）同数据总线装置（6）连接测量使用者与摄像头之间的相对距离；声音接收检测装置（5）同数据总线装置（6）连接以采集使用者的声音命令；数据总线装置（6）同系统中央处理装置（7）连接并将接收到的信息传送给系统中央处理装置（7）进行处理；系统中央处理装置（7）同显示终端装置（8）连接显示各种训练指示画面与训练效果分析数据以及训练改进方法、意见。