[发明专利]一种基于虚拟现实技术的脑卒中认知训练系统及其操作方法

说明书

本发明公开了一种基于虚拟现实的脑卒中认知训练系统及其操作方法，包括上位机、VR设备、人体运动捕捉设备、医生端和患者端，所述患者端、人体运动捕捉设备、上位机、医生端依次连接，所述上位机还与VR设备、患者端依次连接。本发明还公开了一种基于虚拟现实技术的脑卒中认知训练系统的操作方法。本发明采用虚拟现实技术，构建多种具有医学意义的虚拟场景以提高脑卒中患者在认知能力，并为医生提供患者步态特征参数和分析结果，辅助医生评价患者认知能力和制定后续康复计划。

技术领域

本发明属于康复医学与计算机科学交叉技术领域，具体地说，涉及一种基于虚拟现实技术的脑卒中认知训练系统及其操作方法。

背景技术

脑卒中患者经康复训练后，其肢体运动能力具有较好地改善，而认知能力的训练效果往往不尽人意。具体表现为，即便脑卒中患者具备了较好的肢体运动能力，但仍难以独立完成复杂任务，更难以适应日常活动。如：受周边声音、行人、车辆的影响，患者不能独立完成“过马路”的任务。

根据调查发现，以上现象的原因大多是因为脑卒中患者的认知能力有限，导致患者不具备处理大量的、复杂的信息的能力，使其难以应对多样的、复杂的环境。因而常常会出现患者在环境单一的医院下能较好地完成任务，而回到复杂的现实环境中却陷入不知所措的状态的现象。

场景单一是脑卒中患者认知能力得不到明显改善的重要原因之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于虚拟现实技术的脑卒中认知训练系统及其操作方法，采用虚拟现实技术，构建多种具有医学意义的虚拟场景对脑卒中患者进行认知训练，并为医生提供患者步态特征参数和分析结果，辅助医生评价患者认知能力和制定后续康复计划。

其技术方案如下：

一种基于虚拟现实技术的脑卒中认知训练系统，包括上位机、VR设备、人体运动捕捉设备、医生端和患者端，所述患者端、人体运动捕捉设备、上位机、医生端依次连接，所述上位机还与VR设备、患者端依次连接；

所述上位机用于构建虚拟场景，对VR设备控制，数据分析与结果显示；

所述VR设备用于将上位机提供的VR场景投影在设备，是用户体验VR环境的关键设备；

所述人体运动捕捉设备用于实时捕获人体关节的空间坐标，用于步态的实时分析；

所述医生端用于观察与评价医院康复训练室中患者的运动状况，并由步态相似度与步态特征值，对患者认知能力进行评价；

所述患者端用于为系统使用者提供相应步态信息并进行认知训练。

一种基于虚拟现实技术的脑卒中认知训练系统的操作方法，包括以下步骤：

(1)开启虚拟设备，患者进入虚拟场景。

(2)患者观察虚拟场景，在开始任务前预先适应环境，等待任务指令。

(3)医生选择任务与任务模式，任务模式包括：有指令模式，无指令模式，步态分析模式。前两种模式下，医生预先给患者交代任务。有指令模式下，系统将对患者发出相应指令(语音和文字)，对患者进行指导。无指令模式下，将不再有指令提示，由患者独立完成任务。步态分析模式下，系统将对患者训练过程的步态信息进行采集、分析。

(4)患者进入虚拟场景，并按要求，开始执行相应任务。

(5)有、无指令模式下，系统对患者的任务完成情况，给出评分。

(6)步态分析模式下，进入子流程，做步态分析，最后给出评分。

进一步，所述子流程具体为：

(1)开启动作捕捉设备，实时采集人体下肢关节的空间坐标，获取步态信息。