[發明專利]上肢功能測試系統及其方法

有效

• 申請號: 201410459623.5
• 申請日: 2014-09-11
• 公開（公告）號: CN104239713A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發明（設計）人: 錢志勤;楊純;鞠衛國;朱煜;章文俊;管陽太;李則摯
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00;A61B5/11
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司 31227
• 代理人: 劉朵朵

1.一種上肢功能測試系統，其特征在于，包括任務存儲模塊，任務選擇模塊、顯示屏、運動軌跡輸入裝置，處理模塊，位置獲取模塊和分析模塊；

所述任務存儲模塊，用于存儲測試任務以及與之相應的三維場景；

所述任務選擇模塊，用于選擇任務存儲模塊中存儲的測試任務，并將于選中的測試任務相應的三維場景顯示在顯示屏上；

所述運動軌跡輸入裝置與被測者的手部相連，用于捕捉被測者手部的實際運動狀態，并轉換成相應的運動參數輸入到處理模塊中；

所述處理模塊，用于處理接收到的運動參數，將被測者的手部運動對應于三維場景中虛擬球的運動，使虛擬球隨被測者手部的運動作相應的運動，并顯示在三維場景中；

所述位置獲取模塊，用于獲取三維場景中虛擬球的位置信息，并將該位置信息輸入到分析模塊中；

所述分析模塊，用于對接收到的虛擬球的位置信息進行分析，并將分析結果顯示在三維場景中。

2.根據權利要求1所述的上肢功能測試系統，其特征在于，所述任務存儲模塊中存儲有兩個測試任務，分別為通過隧道任務和跟隨圓圈任務；

所述通過隧道任務對應的三維場景中的虛擬球以位于矩形的虛擬隧道底部為初始位置；

所述跟隨圓圈任務對應的三維場景中的虛擬球以位于虛擬圓圈的圓周底部為初始位置。

3.根據權利要求2所述的上肢功能測試系統，其特征在于，執行所述通過隧道任務時，所述分析模塊用于計算出虛擬球的運動路線的長度和虛擬球與虛擬隧道的碰撞次數，并將結果顯示在三維場景中。

4.根據權利要求2所述的上肢功能測試系統，其特征在于，執行所述跟隨圓圈任務時，所述分析模塊用于計算出虛擬球的運動路線的長度和將該長度與虛擬圓圈的圓周長作差，并將結果顯示在三維場景中。

5.根據權利要求1所述的上肢功能測試系統，其特征在于，還包括前臂支撐裝置；所述前臂支撐裝置為左、右側面為相互平行的上底短、下底長的等腰梯形以及上、下表面和前、后側面分別為矩形的實心的支撐塊；所述支撐塊自其前側面往后側面方向開有斜向下的供前臂穿過的通孔。

6.根據權利要求5所述的上肢功能測試系統，其特征在于，所述通孔的軸線與下側面之間的夾角為30度至45度之間，通孔的孔端與前、后側面之間通過小圓弧過渡。

7.根據權利要求5所述的上肢功能測試系統，其特征在于，所述通孔的孔壁上覆有一層彈性材料。

8.一種上肢功能測試方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)選擇任務存儲模塊中存儲的測試任務，并顯示出所選測試任務對應的三維場景；

(2)被測者根據選擇的測試任務，使用運動軌跡輸入裝置執行測試任務規定的動作，所述運動軌跡輸入裝置將被測者的實時運動狀態轉換成運動參數輸入到處理模塊中；

(3)處理模塊根據接收到的運動參數，將被測者的運動與三維場景中的虛擬球的運動相對應，使被測者的運動在三維場景中以虛擬球運動的方式顯示出來；

(4)位置獲取模塊獲取三維場景中虛擬球的位置信息，并將該位置信息輸入到分析模塊中；

(5)分析模塊對接收到的虛擬球的位置信息進行分析，并將結果顯示在三維場景中。

9.根據權利要求8所述的上肢功能測試方法，其特征在于，所述測試任務包括通過隧道任務和跟隨圓圈任務；

所述通過隧道任務以被測者的掌心朝下，手臂保持伸直，手掌與手臂保持水平為起始位置，手指以握筆姿勢在運動軌跡輸入裝置上，移動運動軌跡輸入裝置，使與運動軌跡輸入裝置對應的三維場景中的虛擬球自虛擬隧道底部垂直向上運動，直至虛擬球通過隧道；所述分析模塊計算出虛擬球的運動路線的長度和虛擬球與虛擬隧道的碰撞次數，并將結果顯示在三維場景中；

所述跟隨圓圈任務的起始位置為被測者的掌心朝下，肘保持在屈曲90度，手指以握筆姿勢在運動軌跡輸入裝置上，通過手腕的轉動移動運動軌跡輸入裝置，使運動軌跡輸入裝置對應的三維場景中的虛擬球自虛擬圓圈的圓周底部沿圓周運動，直至虛擬球回到虛擬圓圈的圓周底部；所述分析模塊計算出虛擬球的運動路線的長度和將該長度與虛擬圓圈的圓周長作差，并將結果顯示在三維場景中。

10.根據權利要求9所述的上肢功能測試方法，其特征在于，所述被測者通過將前臂穿過前臂支撐裝置上的通孔，使肘保持在屈曲90度。