[发明专利]基于虚拟现实环境双人协同上肢康复训练系统及评估方法

说明书

本发明提出了一种基于虚拟现实环境双人协同上肢康复训练系统及评估方法，所述方法包括：根据两患者的上肢功能评定结果，确定上肢运动方式；根据生成在训练平面上的虚拟场景和虚拟目标，引导两患者分别手持手柄在训练平面上对同一虚拟目标进行操作，并识别并获取两手柄在训练平面上的运动数据，与虚拟现实程序进行交互使两患者共同完成上肢康复训练；训练过程中，根据两手柄的运动数据和虚拟目标的运动轨迹判断虚拟目标的运动轨迹是否偏离预设运动轨迹；若偏离，则统计失误区域；根据训练完成情况及失误区域统计结果分别对两患者的上肢康复情况进行评估。本发明解决了现有技术中只能单人单设备训练的问题，提高了患者对康复训练的兴趣。

技术领域

本发明涉及虚拟现实技术领域，尤其涉及一种基于虚拟现实环境双人协同上肢康复训练系统及评估方法。

背景技术

众多脑卒中、脑外伤、脊髓损伤的患者都存在上肢运动功能障碍和不能站立的问题，严重影响了其生活质量；针对这些患者，需要进行积极的康复治疗才能恢复其功能。目前普遍采用的主要康复措施是患者单人单项目训练，如单人磨砂板训练、单人上肢运动反馈训练系统训练等，这种训练方法存在占用设备多、占用时间长、设备使用效率低等问题，而且由于是单人单设备训练，没有竞争与互动，属于比较枯燥的一种训练方式，难以提高患者对康复训练的兴趣，从而导致康复过程比较漫长和康复效果不明显，而且也无法对患者的康复状态进行科学预估。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出一种基于虚拟现实环境双人协同上肢康复训练系统及评估方法，解决了现有技术中只能单人单设备训练的问题，提高了患者对康复训练的兴趣。

本发明的技术方案是这样实现的：一种基于虚拟现实环境双人协同上肢康复训练评估方法，包括以下步骤：

步骤1，根据两患者的上肢功能评定结果，确定上肢运动方式，所述上肢运动方式包括平面运动和立体运动；

步骤2，根据生成在训练平面上的虚拟场景和虚拟目标，引导两患者分别手持手柄在训练平面上对同一虚拟目标进行操作，并分别识别并获取两手柄在训练平面上的运动数据，与虚拟现实程序进行交互使两患者可相互协助共同完成包括不同难易程度的上肢康复训练；其中，难易程度根据包括虚拟目标的轨迹类型、虚拟目标的大小或多少、手柄的运动区域中的一种或多种因素确定；

步骤3，训练过程中，根据两手柄的运动数据和虚拟目标的运动轨迹判断虚拟目标的运动轨迹是否偏离预设运动轨迹；若偏离，则统计失误区域，所述失误区域为虚拟目标发生偏离时操作手柄弱者方在训练平面上的运动轨迹区域；

步骤4，根据训练完成情况及失误区域统计结果分别对两患者的上肢康复情况进行评估。

可选的，若上肢运动方式为平面运动时，步骤2包括：

步骤201a，根据两患者各自的上肢功能情况，分别选择双手柄运动或单手柄运动；

步骤202a，在虚拟现实游戏程序中预先设置包括静态或动态的虚拟目标和虚拟场景；

步骤203a，分别引导两患者手持手柄在训练平面上移动，以同时对虚拟目标进行操作，并通过上位机程序分别识别并获取两手柄在训练平面上移动时的实时位置数据；

步骤204a，由虚拟现实游戏程序根据两手柄的实时位置数据使虚拟目标、虚拟场景与两手柄之间形成交互，使两患者可相互协助共同完成包括不同难易程度的上肢康复训练；其中，难易程度根据包括虚拟目标的轨迹类型、虚拟目标的大小或多少、手柄的运动区域中的一种或多种因素确定。

可选的，若上肢运动方式为立体运动时，步骤2包括：

步骤201b，根据两患者各自的上肢功能情况，分别选择双手柄运动、减重下单手柄运动或不需要减重单手柄运动；

步骤202b，在虚拟现实游戏程序中预先设置包括静态或动态的虚拟目标和虚拟场景；