一種應(yīng)用體感互動模式的康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及虛擬仿真領(lǐng)域，特別是涉及一種應(yīng)用體感互動模式的康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]據(jù)統(tǒng)計，目前全國共約有515?745萬人患中風(fēng)，即在我國每年每10萬人口中就有185?219例。統(tǒng)計顯示，中風(fēng)發(fā)病率隨年齡增加而增長，每年新發(fā)病人數(shù)約150萬。
[0003]同時，由于交通運(yùn)輸工具的迅速增長，因交通事故而造成神經(jīng)心痛損傷或者肢體損傷的人數(shù)也越來越多。醫(yī)學(xué)理論和臨床醫(yī)學(xué)證明，這類患者除了早期的手術(shù)治療和必要的藥物治療外，正確的、科學(xué)的康復(fù)訓(xùn)練對于肢體運(yùn)動功能的恢復(fù)和提高起到非常重要的作用。因此康復(fù)醫(yī)療技術(shù)設(shè)備研發(fā)及應(yīng)用對社會和諧發(fā)展尤為重要。
[0004]康復(fù)醫(yī)學(xué)旨在通過多種手段，使患者的部分或全部功能最大限度地恢復(fù)，以獲得最大可能的生活自理、勞動和工作等能力。盡管康復(fù)療法不一定能完全治愈疾病本身，但能夠改善癥狀，縮短病程，減輕患者的痛苦，已成為臨床治療中必不可少的一部分。老年康復(fù)治療的機(jī)理涉及到重復(fù)、反饋和動機(jī)3個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
[0005]目前常規(guī)的運(yùn)動療法和作業(yè)療法一方面過于強(qiáng)調(diào)實用輔助器械的分解動作練習(xí)或醫(yī)務(wù)工作者手工按摩等方式，無法提供有實踐意義的任務(wù)需求，難以訓(xùn)練現(xiàn)實生活中的整合動作，具體表現(xiàn)為患者在醫(yī)院康復(fù)中學(xué)習(xí)獲得的動作能力很難適應(yīng)日常生活的需求；另一方面，使用器械訓(xùn)練動作反復(fù)、單調(diào)、枯燥，患者很容易產(chǎn)生厭煩情緒，不利于治療的繼續(xù)和深入；第三，康復(fù)評定是實現(xiàn)全面康復(fù)的前提與基礎(chǔ)，而現(xiàn)有器械訓(xùn)練康復(fù)設(shè)備的局限性使傳統(tǒng)康復(fù)治療還不能實現(xiàn)功能定量化測評、康復(fù)治療及心理治療的有機(jī)結(jié)合，在每次治療前，無法對受損部位的功能進(jìn)行更為客觀的評定，不利于康復(fù)訓(xùn)練計劃的制訂及調(diào)整。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本專利提供了一種應(yīng)用體感互動模式的康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)，以解決上述【背景技術(shù)】中提出的現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取的控制方案是:與傳統(tǒng)康復(fù)設(shè)備或系統(tǒng)相比，體感互動模式下的康復(fù)系統(tǒng)具有3個重要特征:沉浸性、交互性和構(gòu)想性，強(qiáng)調(diào)人在虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中的主導(dǎo)作用，使信息處理系統(tǒng)適合人體的需要，并與人的主觀感覺相一致。體感互動技術(shù)的優(yōu)勢在于提供有意義的任務(wù)性訓(xùn)練與精確的感覺回饋，可以確保受試者真實而安全的訓(xùn)練環(huán)境，并包含重復(fù)練習(xí)、成績反饋和動機(jī)維持3個關(guān)鍵的訓(xùn)練步驟構(gòu)成。體感互動模式下的康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)可以根據(jù)患者的心理狀態(tài)和病情需要，選擇相應(yīng)的康復(fù)訓(xùn)練場景和任務(wù)取向式康復(fù)作業(yè)，以多種反饋形式激發(fā)和維持患者重復(fù)練習(xí)的主動性，達(dá)到現(xiàn)實訓(xùn)練中無法實現(xiàn)的康復(fù)效果。這種接近真實而又更安全的康復(fù)訓(xùn)練方式需要調(diào)動更多的注意力及思維能力，可以反映患者在執(zhí)行復(fù)雜工作時可能出現(xiàn)的問題，緩解其恐懼緊張的心理，刺激并訓(xùn)練患者的適應(yīng)能力，使其更容易回歸現(xiàn)實生活。
[0008]體感就是依靠對視頻動作捕捉技術(shù)把人的身體各部分的動作表現(xiàn)及時地反饋到體感應(yīng)用程序當(dāng)中。讓使用者依靠身體動作操控軟件的運(yùn)行，使軟件的表現(xiàn)可以通過使用者動作改變。
[0009]體感互動還可以設(shè)置虛擬的家庭化的日常生活環(huán)境，患者可如身臨其境一樣進(jìn)行活動，即使在作業(yè)中出現(xiàn)失誤，也不會對患者的身體造成損傷。體感互動訓(xùn)練模式提供的測評功能可實現(xiàn)康復(fù)訓(xùn)練前后及訓(xùn)練過程中對患者功能的量化評定，準(zhǔn)確掌握患者的障礙現(xiàn)狀、殘存功能和潛在能力，有利于康復(fù)計劃和康復(fù)目標(biāo)的制訂，從而保證康復(fù)訓(xùn)練的有效性?？祻?fù)訓(xùn)練系統(tǒng)能為患者提供兩種反饋:每次練習(xí)結(jié)果的實時反饋和一組練習(xí)結(jié)束后的成績反饋，及時進(jìn)行功能測評，并可根據(jù)功能的改善情況實時調(diào)整訓(xùn)練計劃和訓(xùn)練強(qiáng)度，進(jìn)而加強(qiáng)醫(yī)療人員和患者對治療效果的把握。相較于傳統(tǒng)康復(fù)訓(xùn)練方式，體感互動模式下的康復(fù)技術(shù)更接近最新康復(fù)治療觀念，不僅提供與真實世界相似的訓(xùn)練環(huán)境和有意義的任務(wù)需求，還能在康復(fù)訓(xùn)練前后對患者的功能狀態(tài)進(jìn)行量化評估，同時能減輕醫(yī)療人員的工作強(qiáng)度。
[0010]體感交互機(jī)制包括體感互動事件模型和體感交互模型。體感互動事件是形成交互的最終數(shù)據(jù)形態(tài)，用戶引發(fā)的各種互動事件將可以被封裝成小節(jié)文檔，每一個小節(jié)表示一個單一的事件，平臺端通過解析文檔字符流來還原事件，然后根據(jù)會話標(biāo)志符和事件參數(shù)將事件發(fā)送給上層的邏輯處理模塊。體感交互模型包括狀態(tài)轉(zhuǎn)移模型及交互意圖推理機(jī)制。
[0011]本應(yīng)用體感互動模式的康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)采取通過分別設(shè)置在使用者前方相距I米的兩個視頻攝像裝置拍攝使用者運(yùn)動體態(tài)，同時通過分別安裝攝像頭下部的兩個超聲波測距裝置測量使用者與攝像頭之間的相對距離，在中間位置設(shè)置有聲音采集處理裝置以采集使用者的聲音命令。各檢測裝置將檢測結(jié)果通過系統(tǒng)總線傳輸給搭載視頻識別與距離分析模塊、信息顯示模塊的系統(tǒng)中央處理裝置，該系統(tǒng)中央處理裝置連接顯示終端，顯示終端可由信息顯示模塊控制顯示各種訓(xùn)練指示畫面與訓(xùn)練效果分析數(shù)據(jù)以及訓(xùn)練改進(jìn)方法意見供使用者參考、選擇。使用者可以通過聲音命令控制康復(fù)系統(tǒng)改變訓(xùn)練內(nèi)容、訓(xùn)練速度、訓(xùn)練強(qiáng)度。系統(tǒng)中央處理裝置中可安裝不同訓(xùn)練模塊供不同訓(xùn)練需要的康復(fù)者使用。
[0012]本系統(tǒng)由左攝像頭(1)、左超聲波測距裝置(2)、右攝像頭(3)、右超聲波測距裝置
(4)、聲音接收檢測裝置(5)、數(shù)據(jù)總線裝置(6)、系統(tǒng)中央處理裝置(7)、顯示終端裝置(8)、左右的連接部分(9)共九部分構(gòu)成，其中:左攝像頭(I)與相距I米的右側(cè)的右攝像頭(3)同數(shù)據(jù)總線裝置(6)連接用于拍攝使用者運(yùn)動體態(tài)；左超聲波測距裝置(2)與右超聲波測距裝置(4)同數(shù)據(jù)總線裝置(6)連接測量使用者與攝像頭之間的相對距離；聲音接收檢測裝置(5)同數(shù)據(jù)總線裝置(6)連接以采集使用者的聲音命令；數(shù)據(jù)總線裝置(6)同系統(tǒng)中央處理裝置(7)連接并將接收到的信息傳送給系統(tǒng)中央處理裝置(7)進(jìn)行處理；系統(tǒng)中央處理裝置(7)同顯示終端裝置(8)連接顯示各種訓(xùn)練指示畫面與訓(xùn)練效果分析數(shù)據(jù)以及訓(xùn)練改進(jìn)方法、意見。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是:訓(xùn)練內(nèi)容、方式在顯示終端上直觀顯示使使用者可以迅速、準(zhǔn)確進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練，訓(xùn)練使用方法簡單；可由使用者通過聲音交互控制選擇訓(xùn)練內(nèi)容、訓(xùn)練強(qiáng)度、訓(xùn)練方式，訓(xùn)練內(nèi)容靈活多變；系統(tǒng)可適應(yīng)不同要求訓(xùn)練的使用者使用適用范圍廣；系統(tǒng)能夠評估訓(xùn)練情況使使用者及時了解訓(xùn)練狀況。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型專利的各功能部分連接示意圖。
[0015]附圖標(biāo)記:在圖1中:1_左攝像頭；2_左超聲波測距裝置；3_右攝像頭；4_右超聲波測距裝置；5_聲音接收檢測裝置；6_數(shù)據(jù)總線裝置；7_系統(tǒng)中央處理裝置；8_顯示終端
目.0
[0016]圖2為本實用新型專利各部分檢測裝置排列的前視圖結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]附圖標(biāo)記:1_左攝像頭；2_左超聲波測距裝置；3_右攝像頭；4_右超聲波測距裝置；5_聲音接收檢測裝置；9_左右的連接部分。
[0018]圖1、圖2中標(biāo)號相同的1、2、3、4、5裝置分別為同一裝置。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對本實用新型進(jìn)一步說明。
[0020]如圖2所示:在長度為I米的左右的連接部分9的左端安裝有左攝像頭1、左超聲波測距裝置2 ;右端安裝有右攝像頭3、右超聲波測距裝置4 ;中間位置安裝有聲音接收檢測裝置5。
[0021]如圖1所示:本康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)通過分別設(shè)置在使用者左前方的左攝像頭I同與左攝像頭I相距I米右側(cè)的右攝像頭3拍攝使用者運(yùn)動體態(tài)，同時通過分別安裝在左攝像頭I和右攝像頭3下部的左超聲波測距裝置2、右超聲波測距裝置4測量使用者與攝像頭之間的相對距離，在中間位置設(shè)置有聲音接收檢測裝置5以采集使用者的聲音命令。各檢測裝置將檢測結(jié)果傳輸給數(shù)據(jù)總線裝置6，數(shù)據(jù)總線裝置6將數(shù)據(jù)傳輸給系統(tǒng)中央處理裝置7，系統(tǒng)中央處理裝置7連接顯示終端裝置8顯示各種訓(xùn)練指示畫面與訓(xùn)練效果分析數(shù)據(jù)以及訓(xùn)練改進(jìn)方法、意見供使用者參考、選擇。使用者可以通過聲音接收檢測裝置5用聲音命令控制系統(tǒng)中央處理裝置7改變訓(xùn)練內(nèi)容、訓(xùn)練速度、訓(xùn)練強(qiáng)度。系統(tǒng)中央處理裝置中可安裝不同訓(xùn)練模塊供不同訓(xùn)練需要的康復(fù)者使用。其中系統(tǒng)中央處理裝置7為內(nèi)部包括有:視頻識別與距離分析模塊、信息顯示模塊、具有不同訓(xùn)練內(nèi)容的訓(xùn)練模塊、發(fā)聲模塊及揚(yáng)聲器以及給整個裝置供電的電源穩(wěn)壓模塊的計算機(jī)系統(tǒng)。上述圖1、圖2中標(biāo)號相同的1、2、3、4、5裝置分別為同一裝置。
【主權(quán)項】
1.一種應(yīng)用體感互動模式的康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)，其特征在于:本系統(tǒng)由左攝像頭(1)、左超聲波測距裝置(2)、右攝像頭(3)、右超聲波測距裝置(4)、聲音接收檢測裝置(5)、數(shù)據(jù)總線裝置(6)、系統(tǒng)中央處理裝置(7)、顯示終端裝置(8)、左右的連接部分(9)共九部分構(gòu)成，其中:左攝像頭(I)與相距I米的右側(cè)的右攝像頭(3)同數(shù)據(jù)總線裝置(6)連接用于拍攝使用者運(yùn)動體態(tài)；左超聲波測距裝置(2)與右超聲波測距裝置(4)同數(shù)據(jù)總線裝置(6)連接測量使用者與攝像頭之間的相對距離；聲音接收檢測裝置(5)同數(shù)據(jù)總線裝置(6)連接以采集使用者的聲音命令；數(shù)據(jù)總線裝置(6)同系統(tǒng)中央處理裝置(7)連接并將接收到的信息傳送給系統(tǒng)中央處理裝置(7)進(jìn)行處理；系統(tǒng)中央處理裝置(7)同顯示終端裝置(8)連接顯示各種訓(xùn)練指示畫面與訓(xùn)練效果分析數(shù)據(jù)以及訓(xùn)練改進(jìn)方法、意見。
【專利摘要】一種應(yīng)用體感互動模式的康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)，本系統(tǒng)由左攝像頭（1）、左超聲波測距裝置（2）、右攝像頭（3）、右超聲波測距裝置（4）、聲音接收檢測裝置（5）、數(shù)據(jù)總線裝置（6）、系統(tǒng)中央處理裝置（7）、顯示終端裝置（8）、左右的連接部分（9）共九部分構(gòu)成，本實用新型的有益效果是：訓(xùn)練內(nèi)容、方式在顯示終端上直觀顯示使使用者可以迅速、準(zhǔn)確進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練，訓(xùn)練使用方法簡單；可由使用者通過聲音交互控制選擇訓(xùn)練內(nèi)容、訓(xùn)練強(qiáng)度、訓(xùn)練方式，訓(xùn)練內(nèi)容靈活多變；系統(tǒng)可適應(yīng)不同要求訓(xùn)練的使用者使用適用范圍廣；系統(tǒng)能夠評估訓(xùn)練情況使使用者及時了解訓(xùn)練狀況。
【IPC分類】G06Q50/22
【公開號】CN204759525
【申請?zhí)枴緾N201520455301
【發(fā)明人】李念峰, 楊曉慧, 谷赫, 戴銀飛, 劉玉寶, 張彤
【申請人】長春大學(xué)
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年6月30日