[發明專利]一種沉浸式上下肢康復訓練系統

在審

• 申請號: 202210158042.2
• 申請日: 2022-02-21
• 公開（公告）號: CN114522067A
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: 何丹;林少英;劉妍梅;陳藝聰;陳紅兵;王瑩
• 申請（專利權）人: 中山大學附屬第一醫院
• 主分類號: A61H1/02
• 分類號: A61H1/02;A63B23/04;A63B23/12;A61G10/00;E05F15/616
• 代理公司: 廣州長星專利商標代理事務所(普通合伙) 44662
• 代理人: 張冰清

本發明公開了一種沉浸式上下肢康復訓練系統，包括訓練方艙和康復訓練機構，所述康復訓練機構安裝于訓練方艙內，所述訓練方艙的左側艙板上開設有艙口，且艙口內通過驅動機構密封安裝有艙門，所述康復訓練機構包括視覺傳感器、VR眼罩、上位機控制器、無線上下肢跟蹤套器和VR第三視角顯示器等。該沉浸式上下肢康復訓練系統，訓練系統中的控制中心采用模塊化設計，有利于化整為零精簡設計過程，通過將復雜的電路分解為固定模塊，并對各個模塊進行獨立測試，提高電路設計質量。沉浸式的康復訓練方式采用VR正反饋，其優勢即有主動訓練也有被動訓練，進而使得康復者享受更加完善的上下肢康復治療。

技術領域

本發明涉及康復訓練技術領域，具體為一種沉浸式上下肢康復訓練系統。

背景技術

傳統康復治療需要依賴治療師進行康復訓練，一方面影響康復訓練效率，無法進行居家康復，另一方面，其訓練效果也受到治療師水平的影響。隨著經濟的發展以及機器人技術的完善，使用康復機器人輔助患者進行自主康復已成發展的主流趨勢。例如，針對肩關節康復訓練機器人可基于治療任務，帶動患者上肢做出訓練動作，有利于患者上肢力量的有效恢復以及上肢運動功能的康復。

沉浸式虛擬現實（immersive Virtual Reality ，簡稱IVR）提供參與者完全沉浸的體驗，使用戶有一種置身于虛擬世界之中的感覺。而由于虛擬現實技術具有逼真度高、臨場感強、安全可靠等優勢，已廣泛應用于醫療輔助等領域，將康復訓練與沉浸式虛擬現實結合也是一重大突破。

通過這幾年的研究與發展，上下肢康復機器人領域已取得一些突破和進展，但是依舊存在一些不足。例如現有訓練裝置上的腳踏板，手搖桿等，主要通過主動或被動的單一方式進行，內容枯燥，缺乏正向反饋，降低康復訓練的積極性和訓練效果，又如現有訓練裝置缺乏正向反饋機制，影響患者康復療效，因此，新設計的康復訓練裝置必須在穩定性、安全性、趣味性、可反饋性等方面有所突破，將傳統的物理康復與虛擬現實技術相結合，在肢體功能恢復的不同時期，通過主動和被動訓練相結合的不同組合模式，根據患者肢體活動能力匹配個體化治療方案，同時給予正向反饋，調動病患進行康復訓練的積極性。

為此需要設計一種沉浸式上下肢康復訓練系統，以便于解決上述中提出的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種沉浸式上下肢康復訓練系統，以解決上述背景技術提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種沉浸式上下肢康復訓練系統，包括訓練方艙和康復訓練機構，所述康復訓練機構安裝于訓練方艙內，所述訓練方艙的左側艙板上開設有艙口，且艙口內通過驅動機構密封安裝有艙門；

所述康復訓練機構包括定位基座、訓練座椅、高度角度調節桿、視覺傳感器、VR眼罩、上位機控制器、無線上下肢跟蹤套器和VR第三視角顯示器，所述定位基座固定安裝于括訓練方艙的內底壁，所述訓練座椅可拆式安裝于定位基座上，且康復者坐立于訓練座椅上，由安全帶固定，所述VR眼罩佩戴于康復者的頭上并位于雙目位置，所述訓練座椅的背靠板上固定安裝有高度角度調節桿，且視覺傳感器安裝于高度角度調節桿上，所述高度角度調節桿可調整視覺傳感器的高度和角度；

所述上位機控制器設于定位基座上，所述無線上下肢跟蹤套器套于康復者的雙臂及腳踝上，且無線上下肢跟蹤套器與上位機控制器通過GPS衛星信號連接，所述定位基座上還安裝有定位架，且定位架的頂端安裝有與VR眼罩電連的VR第三視角顯示器，所述VR第三視角顯示器正對康復者。

優選的，所述定位基座的頂部固定連接有承置腿，且承置腿的頂端固定連接有載體，所述上位機控制器置于載體上。