[發明專利]基于虛擬現實技術的認知訓練和恢復系統

有效

• 申請號: 201811280247.8
• 申請日: 2018-10-30
• 公開（公告）號: CN109558003B
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發明（設計）人: 郭錦濤;豪梅·洛佩斯·卡瓦略;馬圖·斯伯特·卡薩薩亞斯
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01;G06T13/20;A61B5/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 吳學穎

本發明公開了一種基于虛擬現實技術的認知訓練和恢復系統，包括登陸模塊、任務模塊、動畫模塊、控制模塊和數據庫；登陸模塊用于任務執行前的準備階段，根據控制面板進行參數設置，設置完成后進行場景切換，切換完成后使用save在控制面板進行存儲；任務模塊主要包括任務的生成、任務結果判斷和任務結果反饋三個功能；動畫模塊分為動畫設置和動畫觸發兩個部分；控制模塊分為控制觸發、控制設置和控制存儲三個部分；數據庫將所有數據存儲到數據庫中，滿足對不同條件的增刪修改，從數據庫導出每次實驗結果到日志文件中。本發明可以幫助醫護人員記錄患者在運算和認知方面的情況，并通過固定訓練和問卷進行改善。

技術領域

本發明屬于虛擬現實技術領域，更具體的說，是涉及一種基于虛擬現實技術的認知訓練和恢復系統。

背景技術

虛擬現實技術是一種可以創建和體驗虛擬世界的計算機仿真系統，它利用計算機生成一種模擬環境，是一種多源信息融合的、交互式的三維動態視景和實體行為的系統仿真使用戶沉浸到該環境中。

虛擬現實技術(VR)主要包括模擬環境、感知、自然技能和傳感設備等方面。模擬環境是由計算機生成的、實時動態的三維立體逼真圖像。感知是指理想的VR應該具有一切人所具有的感知。除計算機圖形技術所生成的視覺感知外，還有聽覺、觸覺、力覺、運動等感知，甚至還包括嗅覺和味覺等，也稱為多感知。自然技能是指人的頭部轉動，眼睛、手勢、或其他人體行為動作，由計算機來處理與參與者的動作相適應的數據，并對用戶的輸入作出實時響應，并分別反饋到用戶的五官。傳感設備是指三維交互設備。VR已不僅僅被關注于計算機圖象領域，它已涉及更廣的領域，如電視會議、網絡技術和分布計算技術，并向分布式虛擬現實發展。虛擬現實技術已成為新產品設計開發的重要手段。而隨著HTCVive,GoogleOcclus等虛擬現實設備的成熟，我們可以使用這些設備進行研究并編寫一些可用的應用程序。

為了能夠進行虛擬現實應用開發，現在已經有很多種用于VR系統開發的工具包和API，如SteamVR等。在該系統中，我們使用unity開發引擎并采用SteamVR插件。SteamVR是一個VR插件，通過它可以讓我們很容易在unity或unreal引擎編寫虛擬現實應用程序。通過使用3dsmax建模和制作動畫，我們將所有的模型和音頻資源以腳本的形式整合到場景中幫助用戶(也就是腦癱患者)進行訓練。

目前在國內在虛擬現實方面研究和應用已經取得了一些進展，但是基于虛擬現實系統的針對腦癱患者認知測試和訓練的系統比較少見，2007年在美國有人申請了Virtualreality tools and techniques for measuring cognitive ability and cognitiveimpairmen，但是該系統并沒有實現患者的與環境交互功能，交互性相對較差，只能針對患者的認知障礙進行評估而不能改善。

我們通過創建不同的三維模型和動畫作為患者完成訓練的干擾，而這些干擾包括視覺，聽覺以及視聽三方面的干擾，通過不同的刺激時間、位移長度完成對患者的干擾。而患者需要在場景中完成我們預先設置的任務。該系統會根據患者的表現輸出相應的日志文件以便測試人員進行調節和評估。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術中的不足，幫助患者改善他們的認知障礙，提出一種針對腦癱患兒的基于虛擬現實技術的認知訓練和恢復系統，可以幫助醫護人員記錄患者在運算和認知方面的情況，并通過固定訓練和問卷進行改善。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的。

本發明的基于虛擬現實技術的認知訓練和恢復系統，包括登陸模塊、任務模塊、動畫模塊、控制模塊和數據庫；

所述登陸模塊用于任務執行前的準備階段，根據控制面板進行參數設置，包括設置計算任務的運算符號、運算是否進位、幾位運算，設置完成后進行場景切換，切換完成后使用save在控制面板進行存儲；