[發明專利]一種基于虛擬現實和慣性動捕的腦卒中康復訓練系統

有效

• 申請號: 201810748613.1
• 申請日: 2018-07-10
• 公開（公告）號: CN108854034B
• 公開（公告）日: 2020-08-21
• 發明（設計）人: 莊建軍;李雨軒;邱正;馬輝;劉晗桐;楊柳;曾慶宇;鄧宇翔
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: A63B71/06
• 分類號: A63B71/06;G06F3/01;G16H20/30
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 唐紹焜

1.一種基于虛擬現實和慣性動捕的腦卒中康復訓練系統，其特征在于：包括動作捕捉設備、虛擬現實人機交互設備以及反饋設備；所述動作捕捉設備與所述虛擬現實人機交互設備通信連接，所述虛擬現實人機交互設備與所述反饋設備通信連接；

所述動作捕捉設備包括數據采集單元、數據傳輸單元和數據處理單元；所述數據采集單元為安裝在患者各個關節部位的節點慣性傳感器；所述數據傳輸單元安裝在所述數據采集單元上；所述數據處理單元通過所述數據傳輸單元與所述數據采集單元連接；所述數據處理單元根據反向運動學算法處理所述數據采集單元采集的數據，通過Unity 3D軟件建立起對應患者實時動作狀態的三維模型；

所述虛擬現實人機交互設備包括用戶信息錄入模塊、游戲任務訓練模塊和訓練效果評估模塊；所述用戶信息錄入模塊用來注冊患者檔案和登陸訓練系統，患者檔案包括患者信息：年齡、性別、身高、體重、肢體長度、患病時間及訓練次數；訓練系統根據患者檔案中用戶的實際身體數據調整虛擬場景中的虛擬人物的大小和比例；患者通過所述游戲任務訓練模塊選定需要康復的肢體部位及相應的游戲任務進行康復訓練，所述游戲任務為康復訓練任務，其中，所述游戲任務訓練模塊選定的需要康復的肢體部位包括左右側肢體或上下肢，所述游戲任務中的游戲動作的設定源于常規中風訓練動作，參考中風康復醫師的指導；所述訓練效果評估模塊對患者康復訓練的過程進行評分；實時采集所述數據處理單元建立的患者實時動作狀態的三維模型，對比患者實時動作狀態與標準動作的相似程度并進行評估；

所述反饋設備對患者的訓練效果評估結果進行反饋。

2.根據權利要求1所述的腦卒中康復訓練系統，其特征在于：所述反饋設備為PC、手機、平板、VR眼鏡中的一種或多種。

3.根據權利要求1所述的腦卒中康復訓練系統，其特征在于：所述虛擬現實人機交互設備內設有不同的訓練場景，根據患者個人喜好選擇。

4.根據權利要求1所述的腦卒中康復訓練系統，其特征在于：所述游戲任務訓練模塊設有訓練難度，分為ABC三個等級；所述訓練難度由動作幅度和動作頻率決定，由醫師或者患者根據個人情況自由選擇。

5.根據權利要求1所述的腦卒中康復訓練系統，其特征在于：所述訓練效果評估模塊包括：比對單元，用于比對采集的肢體動作數據與預設的標準動作數據之間的相似度，得到相似度值并打分；計時單元，用于計算患者完成一次訓練的時間；評估單元，用于根據游戲關卡的動作相似度、動作難度等級和完成動作耗費時間評估所述患者的訓練效果，得到評估報告。