[发明专利]上肢功能测试系统及其方法

权利要求书

1.一种上肢功能测试系统，其特征在于，包括任务存储模块，任务选择模块、显示屏、运动轨迹输入装置，处理模块，位置获取模块和分析模块；

所述任务存储模块，用于存储测试任务以及与之相应的三维场景；

所述任务选择模块，用于选择任务存储模块中存储的测试任务，并将于选中的测试任务相应的三维场景显示在显示屏上；

所述运动轨迹输入装置与被测者的手部相连，用于捕捉被测者手部的实际运动状态，并转换成相应的运动参数输入到处理模块中；

所述处理模块，用于处理接收到的运动参数，将被测者的手部运动对应于三维场景中虚拟球的运动，使虚拟球随被测者手部的运动作相应的运动，并显示在三维场景中；

所述位置获取模块，用于获取三维场景中虚拟球的位置信息，并将该位置信息输入到分析模块中；

所述分析模块，用于对接收到的虚拟球的位置信息进行分析，并将分析结果显示在三维场景中。

2.根据权利要求1所述的上肢功能测试系统，其特征在于，所述任务存储模块中存储有两个测试任务，分别为通过隧道任务和跟随圆圈任务；

所述通过隧道任务对应的三维场景中的虚拟球以位于矩形的虚拟隧道底部为初始位置；

所述跟随圆圈任务对应的三维场景中的虚拟球以位于虚拟圆圈的圆周底部为初始位置。

3.根据权利要求2所述的上肢功能测试系统，其特征在于，执行所述通过隧道任务时，所述分析模块用于计算出虚拟球的运动路线的长度和虚拟球与虚拟隧道的碰撞次数，并将结果显示在三维场景中。

4.根据权利要求2所述的上肢功能测试系统，其特征在于，执行所述跟随圆圈任务时，所述分析模块用于计算出虚拟球的运动路线的长度和将该长度与虚拟圆圈的圆周长作差，并将结果显示在三维场景中。

5.根据权利要求1所述的上肢功能测试系统，其特征在于，还包括前臂支撑装置；所述前臂支撑装置为左、右侧面为相互平行的上底短、下底长的等腰梯形以及上、下表面和前、后侧面分别为矩形的实心的支撑块；所述支撑块自其前侧面往后侧面方向开有斜向下的供前臂穿过的通孔。

6.根据权利要求5所述的上肢功能测试系统，其特征在于，所述通孔的轴线与下侧面之间的夹角为30度至45度之间，通孔的孔端与前、后侧面之间通过小圆弧过渡。

7.根据权利要求5所述的上肢功能测试系统，其特征在于，所述通孔的孔壁上覆有一层弹性材料。

8.一种上肢功能测试方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)选择任务存储模块中存储的测试任务，并显示出所选测试任务对应的三维场景；

(2)被测者根据选择的测试任务，使用运动轨迹输入装置执行测试任务规定的动作，所述运动轨迹输入装置将被测者的实时运动状态转换成运动参数输入到处理模块中；

(3)处理模块根据接收到的运动参数，将被测者的运动与三维场景中的虚拟球的运动相对应，使被测者的运动在三维场景中以虚拟球运动的方式显示出来；

(4)位置获取模块获取三维场景中虚拟球的位置信息，并将该位置信息输入到分析模块中；

(5)分析模块对接收到的虚拟球的位置信息进行分析，并将结果显示在三维场景中。

9.根据权利要求8所述的上肢功能测试方法，其特征在于，所述测试任务包括通过隧道任务和跟随圆圈任务；

所述通过隧道任务以被测者的掌心朝下，手臂保持伸直，手掌与手臂保持水平为起始位置，手指以握笔姿势在运动轨迹输入装置上，移动运动轨迹输入装置，使与运动轨迹输入装置对应的三维场景中的虚拟球自虚拟隧道底部垂直向上运动，直至虚拟球通过隧道；所述分析模块计算出虚拟球的运动路线的长度和虚拟球与虚拟隧道的碰撞次数，并将结果显示在三维场景中；

所述跟随圆圈任务的起始位置为被测者的掌心朝下，肘保持在屈曲90度，手指以握笔姿势在运动轨迹输入装置上，通过手腕的转动移动运动轨迹输入装置，使运动轨迹输入装置对应的三维场景中的虚拟球自虚拟圆圈的圆周底部沿圆周运动，直至虚拟球回到虚拟圆圈的圆周底部；所述分析模块计算出虚拟球的运动路线的长度和将该长度与虚拟圆圈的圆周长作差，并将结果显示在三维场景中。

10.根据权利要求9所述的上肢功能测试方法，其特征在于，所述被测者通过将前臂穿过前臂支撑装置上的通孔，使肘保持在屈曲90度。