[发明专利]一种用于脑卒中患者主动康复的虚拟游戏康复系统及方法

权利要求书

1.一种用于脑卒中患者主动康复的虚拟游戏康复系统，其特征在于，所述用于脑卒中患者康复的虚拟游戏康复系统具有连接康复辅具的接口，所述用于脑卒中患者康复的虚拟游戏康复系统包括：

训练记录模块，游戏场景模块和游戏康复训练模块；

其中，所述训练记录模块包括训练时间记录模块，训练完成情况记录模块，训练分数记录模块以及完成次数记录模块，分别用于记录所述脑卒中患者每次的训练时间，每次训练的完成情况，每次训练的得分以及不同康复游戏完成的次数；

所述游戏场景模块包括游戏场景搭建模块，游戏场景存储模块以及游戏场景调度模块；所述游戏场景搭建模块用于搭建虚拟手部模型，搭建虚拟游戏背景，三维物体建模，制作交互特效以及三维物体移动轨迹控制编程；所述游戏场景存储模块中存储有用于脑卒中患者训练的多个游戏场景，每个所述游戏场景包括不同的康复动作、康复肌肉部位以及康复训练强度；所述游戏场景调度模块根据所述脑卒中患者输入所述虚拟游戏康复系统中的患病等级选择并组合不同难度的部分或所有游戏场景，构成或调整针对不同脑卒中患者治疗的个性化游戏康复方案；

所述游戏康复训练模块包括手势读取模块和游戏操作模块；所述手势读取模块用于获取手部关键点坐标；所述游戏操作模块根据所述手势读取模块中的手部位置形态与所述游戏场景模块中的物体进行交互，实时操控虚拟游戏中的所述虚拟手部模型，实现虚拟场景中物体的抓取、物体移动、转动的视觉效果。

2.根据权利要求1所述的一种用于脑卒中患者主动康复的虚拟游戏康复系统，其特征在于，所述训练记录模块中所述每次训练的完成情况包括对所述游戏场景中物体初始和移动过程的角度值、三维坐标值、运动轨迹以及与预设位置体积重合的记录。

3.根据权利要求2所述的一种用于脑卒中患者主动康复的虚拟游戏康复系统，其特征在于，所述游戏康复训练模块中所述手部关键点坐标包括指尖位置坐标、手的方向向量、手掌平面法向量、手心位置、手心移动速度和手握球体半径的数据信息。

4.根据权利要求3所述的一种用于脑卒中患者主动康复的虚拟游戏康复系统，其特征在于，还包括评估模块，所述评估模块用于从多个维度的评价指标评价脑卒中患者康复状态，并根据所述康复状态确定是否发送所述个性化游戏康复方案的调整指令，所述评估模块包括生物信号采集模块、生物信号处理模块、评估计算模块以及执行模块。

5.根据权利要求4所述的一种用于脑卒中患者主动康复的虚拟游戏康复系统，其特征在于，所述游戏场景包括五个游戏，包括：

游戏1：柱形抓握：抓握柱状杯子移动至指定位置，所用康复手势为柱形抓握；

游戏2：球形抓握：抓握球形物移动至圆形圈内，所用康复手势为球形抓握；

游戏3：托举/球形抓握：根据提示在规定时间内转动转盘至划定角度范围内，所用康复手势为托举、球形抓握；

游戏4：二指尖捏：捏小型细长物体移动至不同隔断空间内；所用康复手势为二指尖捏；

游戏5：综合手势：抓握具有不同形状的物体移动至矩形框中并调整角度位置进行摆放。

6.根据权利要求5所述的一种用于脑卒中患者主动康复的虚拟游戏康复系统，其特征在于，所述输入所述虚拟游戏康复系统中的患病等级包括：重度病人、中度病人和轻度病人，对应的个性化游戏康复方案为对于所述重度病人为镜像治疗，对于所述中度病人和轻度病人为助动治疗。

7.根据权利要求6所述的一种用于脑卒中患者主动康复的虚拟游戏康复系统，其特征在于，对于轻度病人、中度病人和重度病人，所述生物信号采集模块为图像采集模块和肌电信号采集模块，对于中度病人和轻度病人，所述肌电信号采集模块用于采集患侧肌电信号，对于重度病人，所述肌电信号采集模块用于采集健侧肌电信号；所述图像采集模块用于采集患者康复运动的手势图像。