[发明专利]基于虚拟现实和运动再学习的上肢康复训练系统及方法

说明书

本发明涉及基于虚拟现实和运动再学习的上肢康复训练系统，包括虚拟现实训练设备；虚拟现实训练设备包括虚拟场景搭建设备及运动功能训练程序；虚拟场景搭建设备包括用于搭建虚拟场景并给出用户上肢运动提示的虚拟场景搭建模块，用于显示虚拟场景及用户上肢运动提示的立体显示模块，及用于实时采集用户上肢进行运动功能训练程序时运动数据的体感交互模块；运动功能训练程序包括用于接收、处理体感交互模块传输的运动数据并根据处理后的运动数据创建与用户上肢同步运动的虚拟上肢的数据处理模块，并用于指导用户根据虚拟场景搭建设备进行运动再学习康复训练以依次完成运动障碍分析、运动功能训练及训练效果反馈。用户在虚拟场景中进行运动再学习康复训练，达到最大程度的恢复。

技术领域

本发明涉及康复医疗与新型显示技术结合的技术领域，更具体地，涉及一种基于虚拟现实和运动再学习的上肢康复训练系统及方法。

背景技术

脑卒中，又称脑中风，是一组突然起病、以局灶性神经功能缺失为共同特征的急性脑血管疾病。我国现有脑卒中患者7000万人，每年新发200万人。

据世界卫生组织报告，80％的卒中患者存在不同程度的肢体运动功能障碍，其中超过60％的患者在进入后遗症期后仍然存在上肢运动功能障碍。上肢的运动由上肢骨骼、肌肉以及肩、肘、腕、手等关节共同参与的复杂的三维活动，其活动能力直接影响患者的日常生活活动(activities of daily living,ADL)。

运动再学习疗法是一种针对脑卒中早期康复的运动疗法，包括了功能恢复、限制不必要的肌肉运动、强调反馈对运动控制的重要性、调整重心和环境控制五个基本要素，是目前脑卒中康复常用的治疗方法。目前在常规的治疗环境中，常无法达到运动再学习疗法对功能、环境、运动限制等方面的特殊要求。

因此，利用虚拟现实技术进行场景搭建、数据采集、体感交互进行运动再学习治疗的新型康复手段兼具临床、科研、市场价值。

发明内容

本发明旨在克服上述现有技术中的缺陷，提供一种基于虚拟现实和运动再学习的上肢康复训练系统，使用户在虚拟场景中进行运动再学习康复训练，达到最大程度的恢复，改善日常生活能力。

为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：提供一种基于虚拟现实和运动再学习的上肢康复训练系统，包括虚拟现实训练设备；虚拟现实训练设备包括虚拟场景搭建设备及运动功能训练程序；虚拟场景搭建设备包括用于搭建虚拟场景并给出用户上肢运动提示的虚拟场景搭建模块，用于显示虚拟场景及用户上肢运动提示的立体显示模块，及用于实时采集用户上肢根据提示进行运动功能训练程序时的运动数据的体感交互模块；运动功能训练程序包括用于接收、处理体感交互模块传输的运动数据并根据处理后的运动数据在虚拟场景搭建模块内创建与用户上肢同步运动的虚拟上肢的数据处理模块，并用于指导用户根据虚拟场景搭建设备进行运动再学习康复训练以依次完成运动障碍分析、运动功能训练及训练效果反馈。

上述方案中，用户观看虚拟场景并按照上肢运动提示进行运动再学习康复训练，康复训练过程中，体感交互模块实时采集用户上肢的运动数据并传输至数据处理模块进行处理，数据处理模块根据处理后的运动数据在虚拟场景搭建模块内创建与用户上肢同步运动的虚拟上肢以完成用户与虚拟场景的交互，数据处理模块对处理后的运动数据进行运动障碍分析，获取运动障碍分析结果，根据运动障碍分析结果进行运动功能训练，对运动功能训练过程中采集的运动数据进行处理以反馈训练效果，本发明使用户在虚拟场景中进行运动再学习康复训练，达到最大程度的恢复，改善日常生活能力。