TWI569794B - 用於視覺馬達和／或神經肌肉治療的設備、和使用該設備用於視覺馬達和／或神經肌肉治療的方法 - Google Patents

用於視覺馬達和／或神經肌肉治療的設備、和使用該設備用於視覺馬達和／或神經肌肉治療的方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI569794B
TWI569794B TW102118050A TW102118050A TWI569794B TW I569794 B TWI569794 B TW I569794B TW 102118050 A TW102118050 A TW 102118050A TW 102118050 A TW102118050 A TW 102118050A TW I569794 B TWI569794 B TW I569794B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
user
visual
motor
segments
segment
Prior art date
Application number
TW102118050A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201406366A (zh
Inventor
詹恩 馬科斯慕諾茲
Original Assignee
戴瓦勒策略暨技術顧問公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 戴瓦勒策略暨技術顧問公司 filed Critical 戴瓦勒策略暨技術顧問公司
Publication of TW201406366A publication Critical patent/TW201406366A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI569794B publication Critical patent/TWI569794B/zh

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/017—Head mounted
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H5/00—Exercisers for the eyes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/16—Physical interface with patient
    • A61H2201/1602—Physical interface with patient kind of interface, e.g. head rest, knee support or lumbar support
    • A61H2201/1635—Hand or arm, e.g. handle
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/16—Physical interface with patient
    • A61H2201/1602—Physical interface with patient kind of interface, e.g. head rest, knee support or lumbar support
    • A61H2201/165—Wearable interfaces
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/50—Control means thereof
    • A61H2201/5023—Interfaces to the user
    • A61H2201/5043—Displays
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/50—Control means thereof
    • A61H2201/5058—Sensors or detectors
    • A61H2201/5069—Angle sensors
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/50—Control means thereof
    • A61H2201/5058—Sensors or detectors
    • A61H2201/5092—Optical sensor
    • A61H2201/5094—Optical sensor with patient markers
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
    • G02B2027/0138—Head-up displays characterised by optical features comprising image capture systems, e.g. camera
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
    • G02B2027/014—Head-up displays characterised by optical features comprising information/image processing systems
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0179—Display position adjusting means not related to the information to be displayed
    • G02B2027/0187—Display position adjusting means not related to the information to be displayed slaved to motion of at least a part of the body of the user, e.g. head, eye

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Ophthalmology & Optometry (AREA)
  • Physical Education & Sports Medicine (AREA)
  • Rehabilitation Therapy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Pain & Pain Management (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
  • Rehabilitation Tools (AREA)
  • User Interface Of Digital Computer (AREA)
  • Percussion Or Vibration Massage (AREA)
  • Image Processing (AREA)
  • Studio Devices (AREA)

Description

用於視覺馬達和/或神經肌肉治療的設備、和使用該設備用於視覺馬達和/或神經肌肉治療的方法
本發明有關被使用於視力、聽力(聽力測定)、本體感受、及細微心理性肌肉移動技巧用之診斷及治療用的檢查、診斷或輔助之設備。
視力係用於人們接收之95%資訊的入口通道，且因此係用於空間位置、情感溝通、及尤其學習(譬如，關於用在形狀識別、閱讀、閱讀理解等技巧)之最重要的路徑，故定期地檢查視力以發現及處理可呈現之官能問題係方便的。
然而，當與視覺治療合作時，不只必需與視力合作，而且同時對大腦提供資訊的其他感覺也同樣必需被合作。為刺激及再教育大腦，以及建立修正異常或缺陷之新的行為模式，該視覺馬達整合治療被使用，在此一連接被建立於該視覺系統及該傳出神經興奮的系統之間，以便基於視 力在控制眼睛移動、眼睛協調能力、聚焦能力、手眼協調能力、定向性、一側性、資訊及視覺記憶、視覺形狀感受、本體感受、身體之佈置及該身體與空間之關係的發展、該計劃之馬達作用的正確性能、及其他變數上起作用，總之，其允許該使用者更協調，以具有他/她自己本體及他/她周圍環境之較佳意識，大致上於他/她的移動中係更有自信及精確的。用馬達和/或視覺馬達運動之治療尤其被指示用於生命的早期學習階段中之孩童們、以及用於具有神經肌肉缺陷、神經退化疾病的人們、或用於已經遭受中風、意外、腦部手術等人們。
直至今日，沒有已知的裝置允許以自動、快速及有效之方式執行視覺馬達治療，而需要專家(復健專家、驗光師等)之介入，其必需藉著他/她的經驗及標準化的個別程式評估個人之視覺馬達技巧。再者，由於致力於對於該整個人口提供照顧的專家之稀少，很多人不能被照顧，以便有規律地施行需要的治療運用。
本發明提出設備及方法，其允許沒有監督照顧而自動地施行治療運用，用於建立該視覺系統與該傳出神經興奮的系統之正確連接及操作，使得本發明之設備允許該使用者能夠感受他/她自己身體及能夠使其位於以他/她的感覺所感覺之空間中，而能夠識別視力異常及該運動設備的管理中之異常，且建立重複治療運用，用於修正那些異常。
為此目的，用於視覺馬達和/或神經肌肉治療之所提出的設備係藉由被併入在該使用者的頭部上之觀看裝置、一組被配置在該使用者的肢體上、譬如他/她手臂上、或他/她手臂及腿上之元件、及電腦所形成，該電腦接收藉由該觀看裝置所擷取之資訊及關於該組被配置在該使用者的肢體上之元件的資訊，使得視所有該資訊而定，該設備能識別視覺馬達異常，且該使用者可執行被整合在該電腦的記憶體中之不同的視覺馬達和/或神經肌肉治療程式。
被配置在該使用者之頭部上的觀看裝置具有照相機，其擷取被該使用者之眼睛所觀察的影像，另具有面朝該使用者之眼睛的顯示器，且藉由該照相機所擷取之影像被描畫在該顯示器上，使得藉由該觀看裝置之照相機所擷取的影像被修正，以致來自該使用者之瞳孔的位置及定向及在一離該使用者之虛擬距離的視圖，係於三維沉浸式虛擬環境中實立體鏡地描畫在該等顯示器上，而該虛擬距離係等於該使用者之注視方向的真實幾何會聚點與該使用者他本身/她本身間之真實距離。驗光字體及視覺刺激亦可被描畫在該等顯示器上所描畫之影像中，該使用者實際上與該等驗光字體及視覺刺激互相作用，以便施行檢查、診斷或治療運用。這些驗光字體及視覺刺激可為與藉由周圍實體之照相機所擷取而被該使用者所觀察的影像分開或同時地描畫。
片段係與該使用者之肢體連結，該等片段係以具有一或多個自由度的旋轉關節鉸接至彼此。被配置於連續片段 間之旋轉關節係設有致動器，用於誘發該使用者之肢體中的移動，而當所施行之治療運用係正確的時，能夠誘發有利於該對應肢體之移動的主動式移動，或根據所施行之運用而不正確的抵抗肢體之移動的阻抗作用可被誘發。
測量該使用者之肢體(手臂、前臂或手、包含該等手指的指骨)之位置、速率、和/或加速度、和/或它們正作用的力量或動量之感測器(8)，係與該等片段及與位於片段間之每一旋轉關節有關聯，使得藉由該等感測器(8)所擷取之所有資訊被儲存於該電腦中及被處理，用於施行最合適之治療運用。
在另一方面，接觸表面係與該使用者之指尖連結及於該最初的停靠狀態中由該處分開，並設有於該等接觸表面中造成振動或移動之致動器、以及測量存在於每一接觸表面及其對應指尖間之接觸和/或力量的存在之感測器。
以所有此裝置，一電腦係負責用於接收及處理藉由該觀看裝置的照相機所擷取之資訊、及藉由與該等片段及其旋轉關節有關聯的感測器所測量之資訊，使得視所有該資訊及被整合於該電腦的記憶體中之檢查與診斷和/或治療程式而定，被配置在該等旋轉關節中用於誘發該等片段中之力量的致動器被命令來誘發該使用者之移動或其修改，且驗光字體及視覺刺激被描畫在該觀看裝置的顯示器上所描畫之影像中。
藉著本發明之設備而用於視覺馬達和/或使用者的神經肌肉治療之方法包含該使用者的視覺功能之性能與該使 用者之肢體(4)的一或多個部位之馬達行為的客觀測量。該方法包括以下相位：-識別一或多個待改善的視覺馬達功能。
-建構用於施行治療的三維沉浸式虛擬環境。
-選擇用於施行治療之協定，根據該協定，該三維沉浸式虛擬環境中之視覺刺激及馬達刺激被顯示至該使用者，且該使用者有關所顯示之視覺及馬達刺激的反應被觀察、記錄和/或分析，在此：
該等視覺刺激被顯示在觀看裝置(1)之顯示器(3)上，且該等馬達刺激係藉著致動器(7)所誘發，該等致動器被配置在與該使用者之肢體(4)連結的片段(5)間之旋轉關節(6)中，和/或沿著該等真實片段(5)於該使用者之肢體(4)的任何位置中。
該使用者有關該視覺及馬達刺激之反應係基於藉由該觀看裝置(1)及該設備的感測器(8、10)所擷取之資訊而被觀察、記錄和/或分析，用於視覺馬達和/或神經肌肉治療。
-連續地修改該三維沉浸式虛擬環境之條件。
-於該三維沉浸式虛擬環境中連續地修改被顯示至該使用者的視覺刺激及馬達刺激。
-比較在該第一步驟中所識別之視覺馬達功能與有關一健康使用者之視覺馬達功能的預先設立參數、或與其他特定目的，用於決定該治療之效率。
由於其建設性及功能性特色，設備因此被獲得，其較 佳地係應用至關於視覺馬達和/或神經肌肉治療所意欲之功能，其允許處理藉由該視力、觸摸或聽力所擷取之感覺刺激，而能夠提示該運動裝置最適合於每一治療情況之反應。
1‧‧‧觀看裝置
2‧‧‧照相機
3‧‧‧顯示器
4‧‧‧肢體
4.1‧‧‧手臂
4.2‧‧‧手
5‧‧‧片段
5.1‧‧‧片段
5.2‧‧‧片段
5.3‧‧‧片段
5.4‧‧‧片段
5.5‧‧‧片段
5.6‧‧‧片段
5.7‧‧‧片段
5.8‧‧‧片段
6‧‧‧轉關節
7‧‧‧致動器
8‧‧‧感測器
9‧‧‧接觸表面
10‧‧‧感測器
11‧‧‧電腦
12‧‧‧標記
13‧‧‧耳機
14‧‧‧麥克風
圖1顯示形成本發明之視覺馬達和/或神經肌肉治療用的設備之元件組的方塊圖。
圖2顯示一使用者之立體圖，並將用於根據本發明之實施例的視覺馬達和/或神經肌肉治療之設備併入他/她的上肢。
圖3顯示本發明之設備而與使用者的上肢有關聯、尤其與該使用者之右臂及右手有關聯的片段之立體圖。
圖4顯示與使用者之肢體有關聯的片段之實施例的立體圖。
圖1顯示形成本發明之視覺馬達和/或神經肌肉治療用的設備之元件組的方塊圖。
該設備係由配置在使用者的頭部上之觀看裝置(1)所組成。該觀看裝置(1)具有擷取藉由該使用者之眼睛所觀察的視野之影像的照相機(2)，每一照相機(2)係與使用者之眼睛連結。
在其上描畫藉由該等照相機(2)所擷取之影像的顯 示器(3)被配置在該觀看裝置(1)內側，面朝該使用者的眼睛。該觀看裝置(1)允許一立體視覺及具有一眼球追蹤系統，使得該使用者正注視之處隨時可被得知。於西班牙專利申請案P201100247中，屬於與本發明相同之申請人，諸如本申請案者之觀看裝置(1)業已被敘述，因此其內部結構將不被敘述，因為其係不在本發明之範圍內。
用於視覺馬達和/或神經肌肉治療之設備係亦由與該使用者之肢體(4)連結的片段(5)所組成，其係能夠與該使用者之手臂連結、或與該使用者的手臂及腿連結。該等片段(5)係藉著具有一或多個自由度的旋轉關節(6)鉸接至彼此。該等片段(5)能具有不同的另一選擇結構、諸如剛性桿、具有不同剖面之管件、譬如支承一或多個片段(5)的撓性表面、或其他結構，而沒有限制本發明之範圍。
這些配置於片段(5)間之旋轉關節(6)係設有用於誘發該使用者之移動或其修改的致動器(7)。該等致動器(7)可為任何習知型式、諸如電磁或壓電致動器，且譬如能具有一或多個自由度，而與用於施行該治療運用所需要者同樣地多。
位置、速率、加速度和/或力量感測器(8)係與該等片段(5)及與位於片段(5)間之每一旋轉關節(6)有關聯。藉著這些感測器(8)，當施行該等治療運用時，該使用者之反應被決定，即該等肢體(4)之絕對及 相對移動、那些移動的速率、加速度、或藉由該使用者所施加之力量及動量和/或施加在待測量的使用者上之力量及動量。
與被配置在每一使用者的上肢(4)之遠側端的片段(5)為一體之接觸表面(9)係與該使用者的指尖連結。這些接觸表面(9)係設有測量存在於每一接觸表面(9)及其對應指尖間之力量的感測器(10)，使得如果該使用者正與實物互相作用，其能被建立，且在此適當的，相互作用之力量發生，或藉著產生該接觸表面(9)與該使用者的指尖間之相對移動，藉由致動器(7)所造成，在該使用者中包含他/她正要與被描畫在該等顯示器(3)上之虛擬物件真實接觸的感覺，直至該等接觸表面(9)進入與該使用者之指尖接觸及將力量施加在它們上。
在另一方面，電腦(11)被提供，以管理關於組成用於視覺馬達和/或神經肌肉治療的設備之不同元件的所有資訊，該電腦(11)接收藉由該等照相機(2)所擷取之資訊及藉由該等片段(5)與其旋轉關節的感測器(8)和藉由該等接觸表面的感測器(10)所測量之資訊，且基於此，其命令被配置在該等旋轉關節(6)中之致動器(7)，以誘發該等片段(5)中之移動，而該電腦(11)係負責用於導入該觀看裝置(1)的顯示器(3)上所描畫之影像中的驗光字體及視覺刺激。
如可在圖4中被觀察，該等片段(5)之可能性已被設想，其係實際上於該電腦(11)中由被配置在撓性表面 上之基準標記(12)所建構之片段，該撓性表面像覆蓋該使用者的上肢之其中一者長手套。該等基準標記(12)被該觀看裝置(1)之照相機(2)所擷取，用於參考該等片段(5)。
該等基準標記(12)可為一與該手套之表面成對比的顏色之點、或甚至光之點，使得該電腦(11)能藉著那些基準標記(12)之位置得知每一實際上界定片段(5)的位置及其空間軌跡。從藉由該等感測器(8)所測量之資訊，得知該等片段(5)之位置、及因此該使用者的肢體之位置係亦可能的。
圖3顯示與該使用者的上肢(4)之其中一者連結的片段(5)之組成的詳細範例。於此範例中，該等片段(5)係由以下所組成：被配置在肩胛骨上之第一組片段(5.1)、被配置在肱骨上之第二組片段(5.2)、被配置在尺骨及橈骨上之第三組片段(5.3)、被配置在腕骨上之第四組片段(5.4)、被配置在掌骨上之第五組片段(5.5)、被配置在近端指骨上之第六組片段(5.6)、被配置在中節指骨上之第七組片段(5.7)、及被配置在遠端指骨上之第八組片段(5.8)。依序與該使用者之指尖連結的接觸表面(9)係與該第八組片段(5.8)一體地配置。如可在所論及之圖3中被詳細地觀察，用於視覺馬達和/或神經肌肉治療的設備之旋轉關節(6)係大體上位於諸區域中，在此等區域中定位人體之手臂及手所固有之關節。
在圖4中所顯示之實施例中，與該使用者的上肢(4)連結之片段(5)被整合於包圍該使用者之手臂(4.1)及手(4.2)的撓性表面、像袖子及手套中，該等片段實際上已由該基準標記(12)之追蹤而藉由該等照相機(2)所製成。
如可在圖2中被觀察，用於視覺馬達和/或神經肌肉治療的設備選擇性地包含耳機(13)及麥克風(14)，其允許該使用者與他/她的周圍環境互相作用，且如此能夠施行協調該視覺系統、馬達系統及聽覺系統之治療運用。
當施行治療運用，以便改善不同視覺馬達功能時，用於視覺馬達和/或神經肌肉治療的設備之電腦(11)施行以下之操作順序： 如果需要，藉由在該對應眼睛的凝視方向中選擇性地定向每一照相機(2)每一眼睛之凝視方向及兩眼的會聚點係藉著該觀看裝置(1)所決定。該電腦(11)數位地修正藉由兩照相機(2)所擷取之影像，以便將它們轉換成對應於該使用者之瞳孔間的距離、他/她瞳孔之位置及定向、及該使用者之眼睛的凝視之真實會聚幾何點的幾何系統。
該電腦(11)額外執行藉由兩照相機(2)所擷取之影像的另一數位修正，於平面中建立一遞增之模糊，該等平面係遞增地遠離含有會聚點的表面，以一旦於三維沉浸式虛擬環境中、及在離該使用者的一虛擬距離處被立體地修正，最後在該觀看裝置(1)之顯示器(3)上顯示該使 用者正觀察的影像，該虛擬距離等於凝視的真實會聚幾何點及該使用者間之真實距離。
包圍該使用者之環境、包含他/她自己之肢體(4)，形成該環境的一部份之實物、及該使用者於治療期間將與其互相作用的選擇性虛擬物件以修正之方式被描畫在該等顯示器(3)上，如先前所指示。
視該使用者之反應、譬如他/她的手臂、前臂之移動等而定，經過藉由該等照相機(2)和/或藉由該等感測器(8、10)所擷取之資訊來解釋，該電腦(11)將控制信號送至該等致動器(7)，使得它們於該等對應的片段(5)中誘發主動式力量和/或阻抗力量和/或振動，以修正或增強該使用者之行為，其將幫助他/她改善他/她的視覺馬達技巧。
能以本發明之設備被施行的治療運用之其中一者係該使用者的細微心理動作技巧之改善，使得譬如改善或學習如何書寫，一枝虛擬鉛筆係經過該等顯示器(3)顯示在該三維沉浸式虛擬環境中，且有關如何以該等使用者之手指固持該虛擬鉛筆的治療目標被建立，當書寫時之虛擬鉛筆的位置、該虛擬書寫平面上之虛擬鉛筆的衝程之精確性、該虛擬鉛筆上之一或多根該使用者的手指之壓力、該使用者之手壓按該虛擬鉛筆抵靠著該虛擬書寫平面的力量、該姿勢、力量之動態分佈、及該等片段(5)之絕對和/或相對移動；以及一手或雙手之手指的協調能力、協調該等手指彼此或彼此及與藉由它們所固持之虛擬物件的 移動。
視待施行之治療運用而定，該設備能在該等顯示器上顯示不同的虛擬物件，故譬如書寫元件(鉛筆、鍵盤、打字機)、樂器、專業工具(鑽子、螺絲鉗、螺絲起子)、其特徵為易脆之家用、教導或專業目的用之器具、或其能彼此互相作用以裝入預定義位置的零件能被顯示。
用於一使用者之視覺馬達和/或神經肌肉治療的方法係藉著本發明之設備所進行，該方法包含該使用者之視覺功能的性能與該使用者之肢體(4)的一或更多部位之馬達行為的客觀量測，該方法包括以下相位：
第一，該使用者之待改善或處理的一或多個視覺馬達功能係藉著該視覺馬達治療和/或神經肌肉、治療之目標、該治療場次之期間、以及需要的場次之數目與它們間之最小和/或最大時間所決定，以達成待建立之設立目標。
待藉著治療所改善或處理及隨後與預先設立之參數比較的使用者之視覺馬達功能尤其包含眼睛移動、眼睛協調能力、聚焦能力、手眼協調能力、定向性、一側性、資訊及視覺記憶、視覺形狀感受、身體感受、身體之佈置及該身體與空間之關係的發展、該計劃之馬達作用的正確性能等。
第二，該三維沉浸式虛擬環境被建構用於施行視覺馬達和/或神經肌肉治療。
在該使用者之前，該三維沉浸式虛擬環境之組構包含 包圍他/她之真實環境和/或他/她必需集中將他/她的注意力之真實環境同時施行治療的描畫、將為該環境的一部份的實物之描畫、以及於該使用者的視野中修改該環境之描畫的數位處理，其係在他/她的眼睛於該觀看裝置(1)的顯示器(3)上之前描畫，並建立該描畫之幾何組構、該使用者將實際上與其互相作用的虛擬物件、界定那些虛擬物件(形狀、尺寸、彈性、...)之參數、被以該虛擬物件及實物所允許和/或不允許的虛擬移動、該等虛擬物件彼此和/或與該使用者的視野中之實物互相作用的方式、及對該使用者提出而有關他/她與他/她的視野中所描畫之虛擬物件或實物的相互作用之目標，包含該使用者之視覺馬達性能於該運用期間的評估標準、及尤其界定待以治療改善的故障或錯誤條件之標準、變數與參數。
第三，用於施行視覺馬達和/或神經肌肉治療的協定被選擇，其中有一或多個待藉由該使用者於該三維沉浸式環境中所施行之治療運用，以刺激他/她的視覺馬達系統。
一方面，該協定包括在該三維沉浸式虛擬環境之位置中對該使用者顯示被顯示在該觀看裝置(1)的顯示器(3)上之視覺刺激、及藉著該等致動器(7)所誘發之馬達刺激，該等致動器被配置在片段(5)間之旋轉關節(6)中，而在另一方面，其包括從藉由用於視覺馬達和/或神經肌肉治療的設備之觀看裝置(1)及感測器(8、10)所擷取的資訊、有關相對於一或多個以下之視覺和/ 或馬達製程所顯示的一或多個視覺刺激及馬達刺激之一或多個該使用者的反應來觀察、記錄和/或分析：．感受(亦即，該使用者已經於他/她的虛擬視覺環境中感受一或多個變化)；．識別(亦即，該使用者已經於他/她的虛擬視覺環境中區別一或多個特定之變化；．定位(亦即，該使用者已經嘗試將他/她的凝視瞄準朝所感受及識別之變化或諸變化的方向，並已經嘗試使其會聚朝他/她感受它們的深度之平面)；．理解(亦即，該使用者已經決定著手做相關的隨後馬達作用，該等馬達作用被整合於該治療協定中之預定義邏輯中，其係藉由該使用者所確實很好地證實或由該等作用推論他/她隨後著手做及被擷取當作該使用者之反應)；．性能技巧(亦即，該品質，而與先前在該治療協定中有關他/她的反應[例如，每一眼睛的凝視方向中之誤差、每一眼睛的會聚之誤差、每一眼睛的反應時間中之誤差、每一眼睛之行動時間中之誤差、決定該虛擬物件的位置中之誤差、決定該虛擬物件的路徑中之誤差、肌肉動力學中之誤差(譬如，用於施行該運用所需要之每一肌肉組織：力量之強度的變化之作動的最初瞬間、最大力量等]、及有關該等使用者之反應在該三維虛擬環境上之那些效應的效果[例如，有關該使用者必需於該虛擬環境中經過他/她的作用之效應來達成的協定中所提出之目標： 於每一個三維空間參考軸中之位置中的誤差方向中之誤差、反應時間中之誤差、行動時間中之誤差、作成決定中之誤差等]所建立之反應圖案比較，該使用者以該品質施行該等隨後之作用)。
譬如，該使用者有關視覺和/或馬達刺激之反應可對應於與該使用者之肢體(4)或骨頭的組織連結之片段(5)的移動；該等片段(5)藉由該等感測器(8)所測量之移動的速率和/或加速度；藉由該等感測器(8、10)所測量，並藉由該使用者所施加和/或施加在該使用者上之力量和/或動量；每一眼睛之跳閱移動；於該凝視方向中藉由一會聚之努力及該三維沉浸式虛擬空間的一顯著點(譬如，所顯示之實物和/或虛擬物件的任一者)上之焦點所伴隨的有意之變化；在該凝視方向中之改變，而沒有會聚之努力和/或該虛擬三維空間的一顯著點上之焦點；每一眼睛之瞳孔的直徑中之改變；該透鏡的曲率中之改變；每一眼睛的球狀外觀；語言的表達；身體的一般移動與頭部、手臂、及手指之特別移動；所敘述之所有該等變化的即時速率；和/或藉由該使用者所表達之資訊(譬如，經過合適之通訊及相互作用裝置、諸如麥克風(14)、耳機(13)、顯示器(3)、照相機(2)等藉由該電腦(11)所擷取)。
第四，視在該使用者中所觀察的反應而定，該三維沉浸式虛擬環境之條件被連續地修改。如此，例如，該三維沉浸式虛擬環境之描畫的幾何組構中之改變被包含；其他 虛擬物件被包含；對該環境中和/或該使用者的注意區域中之光線條件的變化被作成，而能夠包含顏色之空間三維分佈，顏色之飽和度、光線強度、對比、亮度等；在該使用者的視野中所描畫之物件的移動之狀態等。
第五，於該三維沉浸式虛擬環境中被顯示給該使用者之視覺及馬達刺激被連續地修改。
譬如，用於觀看藉由該使用者於該三維沉浸式虛擬環境中所感受之虛擬物件的位置被改變，和/或其藉由該使用者所感受的外觀被改變(譬如，改變該虛擬物件的一或更多特色，使得其更模糊或更無實質的樣子等)，這些變化視一或多個該等誤差而定被作成，該等誤差係藉由該使用者相對於一預定目標所作成，並已基於藉由用於視覺馬達和/或神經肌肉治療之設備的觀看裝置(1)及感測器(8、10)所擷取之資訊來偵測。譬如，這些誤差可為該凝視之會聚點、該手臂和/或手和/或手指的位置、施加在該物件上之力量等。
如此，譬如，該虛擬物件的外觀可被漸進地朝根據治療所指定之虛擬三維空間中的一幾何點改變，使得當該使用者之誤差減少或消失被偵測時更尖銳或更實體，譬如，因為他/她的凝視之會聚點和/或調適點、或他/她的手或該虛擬物件之位置、或該實物的顯示上之描畫被移動，使得嘗試達成所指示之目標必須有一努力，其在該使用者之視覺及馬達功能上具有一治療效果。
力量亦可另一選擇或額外地經過該等致動器(7)被 誘發，該等致動器對該使用者指示和/或於該使用者中刺激該正確的移動，和/或振動亦可另一選擇或額外地經過該等致動器(7)被誘發，該等致動器之振動強度和/或頻率係與藉由該使用者相對於藉由治療所指定之目標所造成的誤差成正比。
以所有此等，視藉由用於視覺馬達和/或神經肌肉治療的設備所擷取之資訊而定，該使用者對在該三維沉浸式虛擬環境中被連續地修改的視覺及馬達刺激之反應被逐漸地分析，該第三、第四、及第五步驟被重複，直至達成治療之目標，當以該治療所處理之使用者的視覺馬達功能與預先設立參數一致時，該等目標被達成。此外，該第三至第五步驟能被重複，直至完成所設立之治療場次的場次時間或數目，或它們甚至可被重複，直至決定該治療無效率標準、和/或該使用者之視覺馬達功能未與該等預先設立參數對應的理由。
1‧‧‧觀看裝置
2‧‧‧照相機
3‧‧‧顯示器
4‧‧‧肢體
5‧‧‧片段
6‧‧‧轉關節
7‧‧‧致動器
8‧‧‧感測器
9‧‧‧接觸表面
10‧‧‧感測器
11‧‧‧電腦
13‧‧‧耳機
14‧‧‧麥克風

Claims (5)

  1. 一種用於視覺馬達和/或神經肌肉治療的設備，其特徵為該設備包括：觀看裝置(1)，其被放置在該使用者之頭部上，且具有擷取藉由該使用者的眼睛所觀察之影像的照相機(2)，及面朝該使用者之眼睛的顯示器(3)，藉由該照相機(2)所擷取之影像被描畫在該顯示器上；片段(5)，其係與該使用者之肢體(4)連結，每一肢體之片段(5)係以具有一或多個自由度的旋轉關節(6)鉸接至彼此；致動器(7)，其被配置在片段(5)間之旋轉關節(6)中；一或多個位置、速率、加速度和/或力量感測器(8)，其與該等片段(5)及位於片段(5)間之每一旋轉關節(6)有關聯；接觸表面(9)，其與該使用者之指尖連結，該等接觸表面(9)係設有操作它們的致動器，並設有感測器(10)，用於測量接觸之存在或不存在和/或存在於每一接觸表面(9)與該對應指尖間之力量；電腦(11)，其接收藉由該照相機(2)所擷取之資訊及藉由該等感測器(8及10)所測量的資訊，以便藉著於該等片段(5)中建立力量或振動，基於此資訊命令該等致動器並在該使用者的運動中誘發反應，此電腦(11)進一步在該觀看裝置(1)之顯示器(3)上描畫驗光字體 及視覺刺激。
  2. 如申請專利範圍第1項用於視覺馬達和/或神經肌肉治療的設備，其中與該使用者的上肢(4)連結之片段(5)係由以下所組成：被配置在肩胛骨上之第一組片段(5.1)、被配置在肱骨上之第二組片段(5.2)、被配置在尺骨及橈骨上之第三組片段(5.3)、被配置在腕骨上之第四組片段(5.4)、被配置在掌骨上之第五組片段(5.5)、被配置在近端指骨上之第六組片段(5.6)、被配置在中節指骨上之第七組片段(5.7)、及被配置在遠端指骨上之第八組片段(5.8)。
  3. 如申請專利範圍第1項用於視覺馬達和/或神經肌肉治療的設備，其中與該使用者的上肢(4)連結之片段(5)被整合於包圍該使用者之手臂(4.1)及手(4.2)的撓性表面中，像袖子及手套，藉由該觀看裝置(1)之照相機(2)所擷取而用於參照該等片段(5)的基準標記(12)被配置在該撓性表面上。
  4. 一種使用如申請專利範圍第1至3項之設備用於視覺馬達和/或神經肌肉治療的方法，其特徵為該方法包括該等相位：識別一或多個待改善的視覺馬達功能；建構用於施行治療的三維沉浸式虛擬環境；選擇用於施行治療之協定，根據該協定，該三維沉浸式虛擬環境中之視覺刺激及馬達刺激被顯示至該使用者，且對所顯示之視覺及馬達刺激有關之該使用者的反應被觀 察、記錄和/或分析；連續地修改該三維沉浸式虛擬環境之條件；於該三維沉浸式虛擬環境中連續地修改被顯示至該使用者的視覺刺激及馬達刺激；比較在該第一步驟中所識別之視覺馬達功能與有關一健康使用者之視覺馬達功能的預先設立參數、或與其他特定目的，用於決定該治療之效率。
  5. 如申請專利範圍第4項用於視覺馬達和/或神經肌肉治療的方法，其中該等視覺刺激被顯示在觀看裝置(1)之顯示器(3)上，且該等馬達刺激係藉著致動器(7)所誘發，該等致動器被配置在與該使用者之肢體(4)連結的片段(5)間之旋轉關節(6)中，和/或沿著該等真實片段(5)於該使用者之肢體(4)的任何位置中，且該使用者之反應係基於藉由該觀看裝置(1)及該設備的感測器(8、10)所擷取之資訊而被觀察、記錄和/或分析，用於視覺馬達和/或神經肌肉治療。
TW102118050A 2012-05-24 2013-05-22 用於視覺馬達和／或神經肌肉治療的設備、和使用該設備用於視覺馬達和／或神經肌肉治療的方法 TWI569794B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ES201200548A ES2436891B1 (es) 2012-05-24 2012-05-24 Equipo para la terapia viso-motriz y/o neuromuscular

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201406366A TW201406366A (zh) 2014-02-16
TWI569794B true TWI569794B (zh) 2017-02-11

Family

ID=49623201

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW102118050A TWI569794B (zh) 2012-05-24 2013-05-22 用於視覺馬達和／或神經肌肉治療的設備、和使用該設備用於視覺馬達和／或神經肌肉治療的方法

Country Status (4)

Country Link
AR (1) AR091133A1 (zh)
ES (1) ES2436891B1 (zh)
TW (1) TWI569794B (zh)
WO (1) WO2013175037A1 (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108140421A (zh) * 2015-07-31 2018-06-08 巴塞罗纳大学 运动训练
JP7220905B2 (ja) * 2019-03-04 2023-02-13 学校法人帝京大学 眼球運動解析システム、眼球運動解析方法およびプログラム
CN113041092B (zh) * 2021-03-11 2022-12-06 山东大学 基于多传感器信息融合的远程康复训练系统及方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1541632A (zh) * 2003-09-27 2004-11-03 中国科学院长春光学精密机械与物理研 一种智能弱视矫正装置
US6918771B2 (en) * 2001-03-06 2005-07-19 Medical Simulation Corporation Distributive processing simulation method and system for training healthcare teams
TW200826919A (en) * 2006-12-27 2008-07-01 Nan Kai College Hand-eye coordinated rehabilitation assisting system
TW201012454A (en) * 2008-09-18 2010-04-01 Nan Kai Lnstitute Of Technology Game-type rehabilitation apparatus and method
TW201126469A (en) * 2010-01-25 2011-08-01 Kai-Sheng Hsieh Catheter sensing structure for virtual reality cardiac catheter surgery training and the simulation apparatus thereof

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9121707D0 (en) * 1991-10-12 1991-11-27 British Aerospace Improvements in computer-generated imagery
AU2003232063A1 (en) * 2002-05-06 2003-11-11 Institute For Infocomm Research Simulation system for medical procedures
JP2008534157A (ja) * 2005-03-30 2008-08-28 ノバビジョン， インコーポレイテッド 視力訓練時にヘッドマウントディスプレイを用いて視覚刺激を与えるための方法および装置
IT1402610B1 (it) * 2010-09-11 2013-09-13 Scuola Superiore Sant Anna Dispositivo per l'allevio degli sforzi articolari derivanti dal peso proprio degli arti umani

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6918771B2 (en) * 2001-03-06 2005-07-19 Medical Simulation Corporation Distributive processing simulation method and system for training healthcare teams
CN1541632A (zh) * 2003-09-27 2004-11-03 中国科学院长春光学精密机械与物理研 一种智能弱视矫正装置
TW200826919A (en) * 2006-12-27 2008-07-01 Nan Kai College Hand-eye coordinated rehabilitation assisting system
TW201012454A (en) * 2008-09-18 2010-04-01 Nan Kai Lnstitute Of Technology Game-type rehabilitation apparatus and method
TW201126469A (en) * 2010-01-25 2011-08-01 Kai-Sheng Hsieh Catheter sensing structure for virtual reality cardiac catheter surgery training and the simulation apparatus thereof

Also Published As

Publication number Publication date
ES2436891B1 (es) 2014-09-16
TW201406366A (zh) 2014-02-16
AR091133A1 (es) 2015-01-14
WO2013175037A1 (es) 2013-11-28
ES2436891A1 (es) 2014-01-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11944446B2 (en) Apparatus, method, and system for pre-action therapy
US11682480B2 (en) System and method for pre-action training and control
US11904101B2 (en) Digital virtual limb and body interaction
Bark et al. Effects of vibrotactile feedback on human learning of arm motions
US11331565B2 (en) Digital anatomical virtual extremities for pre-training physical movement
Khademi et al. Comparing “pick and place” task in spatial augmented reality versus non-immersive virtual reality for rehabilitation setting
Tzorakoleftherakis et al. Tactile proprioceptive input in robotic rehabilitation after stroke
TWI569794B (zh) 用於視覺馬達和／或神經肌肉治療的設備、和使用該設備用於視覺馬達和／或神經肌肉治療的方法
CN106575486A (zh) 医学手术模拟器
EP3823562B1 (en) Methods for enabling movement of objects, and associated apparatus
Sengül et al. Visual and force feedback time-delays change telepresence: Quantitative evidence from crossmodal congruecy task
CN207120250U (zh) 基于脑机接口技术bci的智能机器人
Gao et al. Research on the usability of hand motor function training based on VR system
Beckerle Human-robot body experience
Guo et al. A novel motor function training assisted system for upper limbs rehabilitation
Boyd Sensing and adaption for long-term hand rehabilitation
US11673042B2 (en) Digital anatomical virtual extremities for pre-training physical movement
Lioulemes Adaptive user and haptic interfaces for smart assessment and training
D’Elia et al. Measuring regularity of fine upper limb movements with a haptic platform for motor learning and rehabilitation
KR102443956B1 (ko) 확장현실 기반의 침술 시스템 및 그 방법
SIONG Training and assessment of hand-eye coordination with electroencephalography
Noccaro Substituting and Augmenting Humans with Robots
Khajoee fMRI-compatible robotic wrist rehabilitation manipulandum: design, prototyping, and implementation
Baskar Holopham: An augmented reality training system for upper limb myoelectric prosthesis users
Soumis et al. Serious Game for Hand Therapy Assessment

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees