[发明专利]基于虚拟现实游戏的多感官刺激手功能康复系统及方法

说明书

本申请公开了一种基于虚拟现实游戏的多感官刺激手功能康复系统，涉及康复工程及虚拟现实领域，能够提供主被动协同的康复训练，同时能够增加患者参与度和真实感以达到全环节的康复效果。该康复系统包括数据手套、手康复外骨骼、手部姿态视觉监测装置、感官反馈系统和控制单元；手部姿态视觉监测装置用于采集患侧手的位置和姿态数据并将患侧手映射到虚拟现实游戏中，再根据姿态数据控制虚拟手运动，并采集虚拟手的位置信息；感官反馈系统用于产生至少一种感官反馈；控制单元被配置为：接收虚拟手的位置信息，并判断位置信息是否满足预设条件，若是，则控制感官反馈系统动作。本申请同时提供了一种基于上述康复系统的康复方法。

技术领域

本申请涉及康复工程及虚拟现实领域，具体涉及一种基于虚拟现实游戏的多感官刺激手功能康复系统及方法。

背景技术

中风是由于脑部血管突然破裂或因血管阻塞导致血液不能流入大脑而引起脑组织损伤的一组疾病，严重者可致死亡，恢复者也会留下不同程度的后遗症，例如患侧手运动受限，从而严重影响生活品质。而手又是生活中运用频繁、功能众多、且结构灵活的部位，它的康复对患者能够自主进行正常生活有着极为重要的意义。

脑卒中后患者的神经中枢受损，患者的肢体运动与感知功能部分或完全丧失，但其骨骼和肌肉完好，运动功能障碍康复的本质是神经系统环路的重建。研究表明大脑中枢神经系统受损后也可重构和恢复。科学的康复治疗手段能够帮助患者重新获得运动能力，回归正常生活。然而目前的脑卒中康复主要依赖于医师借助器具帮助患者进行一对一的康复运动，这一方法不仅费时费力，而且难以量化康复指标。

为了解决上述技术问题，康复机器人应运而生。现有的康复机器人虽然能够提供很好的标准化康复方案，但是由于大多是被动康复模式，因此，不能很好的促进患者主动康复意图，从而无法很好地完成运动神经元重建。另外，由于现有的康复机器人缺少反馈手段，不能很好地刺激患者感知能力的恢复。

因此，开发一种具有主被动协同康复功能且具有多环节反馈刺激的康复机器人具有十分重要的意义。

发明内容

为了解决上述技术问题，一方面，本申请提供了一种基于虚拟现实游戏的多感官刺激手功能康复系统，通过手康复外骨骼的辅助康复运动，配合虚拟现实游戏，提供主被动协同的康复训练，同时加以触觉、听觉、视觉刺激增加患者参与度和真实感以达到全环节的康复效果。

为达到上述目的，本申请的实施例提供了一种基于虚拟现实游戏的多感官刺激手功能康复系统，包括：数据手套，用于采集健侧手的运动数据；手康复外骨骼，用于带动患侧手运动；手部姿态视觉监测装置，用于采集所述患侧手的位置和姿态数据并将患侧手映射到虚拟现实游戏中，再根据所述姿态数据控制所述虚拟手运动，并采集所述虚拟手的位置信息；感官反馈系统，用于产生至少一种感官反馈；控制单元，所述控制单元被配置为：接收健侧手的运动数据，并根据健侧手的运动数据控制所述手康复外骨骼动作，实现主被动协同康复；接收所述虚拟手的位置信息，并判断所述位置信息是否满足预设条件，若是，则控制所述感官反馈系统动作；所述数据手套、所述手康复外骨骼、所述手部姿态视觉监测装置和所述感官反馈系统均与所述控制单元通讯连接。

进一步地，所述基于虚拟现实游戏的多感官刺激手功能康复系统还包括手康复外骨骼控制板，所述手康复外骨骼控制板用于将控制单元接收的健侧手的运动数据由数字信号转化为电压信号。

进一步地，所述虚拟现实游戏为钢琴弹奏虚拟现实音乐游戏，所述钢琴弹奏虚拟现实音乐游戏具有钢琴琴键，所述预设条件为虚拟手摁下琴键；所述感官反馈系统能够产生视觉、听觉和触觉反馈。

进一步地，所述基于虚拟现实游戏的多感官刺激手功能康复系统还包括脑电专注度采集设备，所述脑电专注度采集设备采集偏瘫患者的脑电信号，并计算α、β和γ波的总值，得到所述专注度值；所述脑电专注度采集设备佩戴在所述偏瘫患者的前额；所述控制单元还被配置为：接收所述专注度值，并将所述专注度值与专注度阈值进行比较，若所述专注度值大于所述专注度阈值，则控制数据手套采集健侧手的运动数据。