[發明專利]基于虛擬現實的上肢康復訓練設備

有效

• 申請號: 201711328714.5
• 申請日: 2017-12-13
• 公開（公告）號: CN109907936B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 沈麗云;嚴佳玲
• 申請（專利權）人: 上海電氣集團股份有限公司
• 主分類號: A61H1/02
• 分類號: A61H1/02;A63B23/12;A63B21/00;A63B71/06
• 代理公司: 上海弼興律師事務所 31283
• 代理人: 薛琦;羅朗

本發明公開了一種基于虛擬現實的上肢康復訓練設備，包括人機交互系統、虛擬現實系統、控制系統和康復機器臂，康復機器臂設于患者的待訓練的上肢上；人機交互系統用于獲取上肢的上肢數據，并根據上肢數據選擇與患者對應的訓練模式；控制系統用于獲取在訓練模式下進行訓練時康復機器臂的運動數據并發送至虛擬現實系統；虛擬現實系統用于根據上肢數據選擇與患者對應的訓練場景，還用于將運動數據與訓練場景融合生成三維圖像。本發明的上肢康復訓練設備能夠覆蓋患者的整個康復周期、多種訓練模式選擇以及融入生活情景的虛擬現實場景，虛擬現實技術可以輕松地引導患者完成特定的動作任務，提高患者的訓練效果。

技術領域

本發明屬于康復機器人領域，特別涉及一種基于虛擬現實的上肢康復訓練設備。

背景技術

我國現有腦卒中患者數量巨大，大約75％腦卒中患者在發病后會留下不同程度的后遺癥，在眾多的后遺癥中，以偏癱發生率最高，在偏癱的康復中，又以上肢功能的康復最為困難。醫學理論和臨床醫學證明，除手術治療和藥物治療外，科學的康復訓練對腦卒中偏癱患者的肢體功能康復起著無比重要的作用。

上肢康復訓練設備，融合了傳感、控制、信息等，能夠輔助腦卒中偏癱患者進行術后康復訓練，依據現代循證醫學(Evidence Based Medicine，EBM)和連續被動運動(Continuous Passive Motion，CPM)理論，可以使患者在盡可能短的時間內恢復健康，而目前市場上銷售的上肢康復訓練設備結構、功能和訓練模式較為單一，不能滿足對全康復周期的訓練要求，一些虛擬現實系統已經在實際中有所應用，如美國伊利諾大學的CAVE系統、Motek的CAREN系統等，但是這些系統存在諸多問題，如成本高、占地面積大，且多為沉浸式虛擬現實系統，不適于國內大部分醫院的推廣及腦卒中偏癱患者的康復訓練。

發明內容

本發明是為了克服現有技術中采用虛擬現實方式的上肢康復訓練設備和訓練模式較為單一的缺陷，提供一種基于虛擬現實的上肢康復訓練設備。

本發明通過以下技術方案來解決上述問題：

一種基于虛擬現實的上肢康復訓練設備，包括人機交互系統、虛擬現實系統、控制系統和康復機器臂，所述康復機器臂設于患者的待訓練的上肢上；

所述人機交互系統用于獲取所述上肢的上肢數據，并根據所述上肢數據選擇與所述患者對應的訓練模式；

所述控制系統用于獲取在所述訓練模式下進行訓練時所述康復機器臂的運動數據并發送至所述虛擬現實系統；

所述虛擬現實系統用于根據所述上肢數據選擇與所述患者對應的訓練場景，還用于將所述運動數據與所述訓練場景融合生成三維圖像。

較佳地，所述人機交互系統包括數據獲取模塊、評估模塊、模式設置模塊和第一數據交互模塊；

所述數據獲取模塊用于獲取所述上肢數據并發送至所述評估模塊；

所述評估模塊用于對所述上肢數據進行評估，并生成評估結果發送至所述模式設置模塊；

所述模式設置模塊用于根據所述評估結果選擇對應的所述訓練模式，并將所述訓練模式發送至所述第一數據交互模塊；

所述第一數據交互模塊用于接收所述訓練模式并發送至所述控制系統。

較佳地，所述人機交互系統還包括報告存儲模塊；

所述評估模塊還用于將所述評估結果發送至所述報告存儲模塊；

所述報告存儲模塊用于接收并存儲所述評估結果。

較佳地，所述控制系統包括第二數據交互模塊和機器臂監管模塊；

所述第一數據交互模塊用于將所述訓練模式發送至所述第二數據交互模塊，所述第二數據交互模塊用于將所述訓練模式發送至所述機器臂監管模塊；