基于虚拟现实环境的上肢康复训练方法与系统技术方案

本发明专利技术涉及医学康复训练与评估领域，涉及一种基于虚拟现实环境的上肢康复训练方法，包括：接收患者上肢运动功能评定结果，确定平面运动或立体运动的运动方式；若为平面运动则两手操作单手柄运动或单手操作单手柄运动，获取手柄平面运动的实时位置，与虚拟现实程序交互完成训练；若为立体运动则两手操作单手柄运动或单手操作减重支持的单手柄运动或单手操作不需要减重支持单手柄运动，获取手柄立体运动中的实时位置，与虚拟现实程序交互完成训练。本发明专利技术还提出上肢康复训练系统。本发明专利技术能根据患者上肢瘫痪程度选择不同运动方式与虚拟现实程序交互来完成训练，并在训练中即时评估与反馈，及训练后上肢运动障碍原因的自动分析，明显改善了康复效果。

【技术实现步骤摘要】
基于虚拟现实环境的上肢康复训练方法与系统
本专利技术涉及医学康复训练与评估领域，特别涉及一种基于虚拟现实环境的上肢康复训练方法与系统。
技术介绍
当前上肢康复训练方法多为利用磨砂板进行康复训练。患者手持手柄在磨砂板上移动，进行上肢关节活动度训练和肌力训练。该方法训练较为单调，患者训练枯燥无味，而且利用磨砂板进行康复训练的方式，针对患者训练时的表现也不能即时评估与反馈，显著影响患者上肢的康复训练效果。即缺乏一种有效的技术手段，能够解决现有上肢康复治疗技术的缺陷。
技术实现思路
本专利技术的实施方式旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术的实施方式需要提供一种基于虚拟现实环境的上肢康复训练方法与系统。本专利技术实施方式的一种基于虚拟现实环境的上肢康复训练方法，其特征在于，包括：步骤1，接收患者的上肢运动功能评定结果，确定包括平面运动或立体运动在内的运动方式；步骤2，若运动方式为平面运动，则根据上肢功能情况选择两手操作单手柄运动或单手操作单手柄运动，引导患者手持手柄在平面上移动并获取手柄在平面运动的实时位置，与虚拟现实程序进行交互来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运动目标的速度、运动目标的轨迹类型、运动目标的大小或多少、运动区域中的一种或多种因素确定；步骤3，若运动方式为立体运动，则根据上肢功能情况选择两手操作单手柄运动或单手操作减重支持的单手柄运动或单手操作不需要减重支持单手柄运动，引导患者手持手柄在空中立体移动并获取手柄点击平面的实时位置，与虚拟现实程序进行交互来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运动目标的速度、运动目标的轨迹类型、运动目标的大小或多少、运动区域中的一种或多种因素确定。一种实施方式中，其特征在于，步骤2包括：步骤20，若运动方式为平面运动，则根据上肢功能情况选择两手操作单手柄运动或单手操作单手柄运动；步骤21，在虚拟现实游戏程序中预先设置包括静态或动态的虚拟平面运动目标和虚拟场景；步骤22，引导患者手持手柄在平面上移动，通过上位机程序实时采集手柄在平面运动的实时位置数据；步骤23，由虚拟现实游戏程序根据实时位置数据，匹配游戏内虚拟场景的动作，并根据动作与虚拟平面运动目标的交互产生得分或者作出惩罚，来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运动目标的速度、运动目标的轨迹类型、运动目标的大小或多少、手柄的运动区域中的一种或多种因素确定；步骤24，由虚拟现实游戏程序确定动作交互连续失去虚拟平面运动目标时发出激励提示和/或在虚拟场景中显示效果提示；步骤25，在上肢康复训练结束时由虚拟现实游戏程序上传训练数据至上位机程序；步骤26，通过上位机程序接收训练数据，生成训练分数并分析获取失分的原因。一种实施方式中，其特征在于，步骤21包括以下任意一种：预先设置包括用于让手柄跟随移动的动态虚拟平面运动目标和带固定运动轨迹的虚拟场景，该虚拟平面运动目标可沿着固定运动轨迹运动；或预先设置包括用于让手柄擦除的静态虚拟平面运动目标和虚拟场景，虚拟场景包括可在静态虚拟平面运动目标被擦除后显示被静态虚拟平面运动目标遮盖的内容，并且虚拟场景包括若干区域和固定擦除轨迹；或预先设置包括用于让手柄跟随移动的动态虚拟平面运动目标和带捕捉对象的虚拟场景，该虚拟平面运动目标可通过平面运动完成对捕捉对象的捕捉。一种实施方式中，步骤3包括：步骤30，若运动方式为立体运动，则根据上肢功能情况选择两手操作单手柄运动或单手操作减重支持的单手柄运动或单手操作不需要减重支持单手柄运动；步骤31，在虚拟现实游戏程序中预先设置包括静态或动态的虚拟立体运动目标和虚拟场景；步骤32，引导患者手持手柄完成立体移动，通过上位机程序实时采集手柄在立体运动时手柄点击平面的实时位置数据并下发给虚拟显示游戏程序；步骤33，由虚拟现实游戏程序根据实时位置数据，匹配游戏内虚拟场景的动作，并根据动作与虚拟立体运动目标的交互产生得分或者作出惩罚，来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运动目标的速度、运动目标的轨迹类型、运动目标的大小或多少、手柄的运动区域中的一种或多种因素确定；步骤34，由虚拟现实游戏程序确定动作交互连续失去虚拟立体运动目标时发出激励提示和/或在虚拟场景中显示效果提示；步骤35，在上肢康复训练结束时由虚拟现实游戏程序上传训练数据至上位机程序；步骤36，通过上位机程序接收训练数据，生成训练分数并分析获取失分的原因。一种实施方式中，步骤31包括：在虚拟现实游戏程序中预先设置包括静态或动态的虚拟立体运动目标和虚拟场景，虚拟立体运动目标在虚拟场景中以随机方式出现或者在患者以立体运动方式连续命中虚拟立体运动目标后出现在命中率低于命中率阈值的区域。本专利技术实施方式还提出一种基于虚拟现实环境的上肢康复训练系统，其特征在于，包括：运动方式确定模块，用于接收患者的上肢运动功能评定结果，确定包括平面运动或立体运动在内的运动方式；平面运动训练模块，用于根据运动方式确定模块确定的运动方式为平面运动，则根据上肢功能情况选择两手操作单手柄运动或单手操作单手柄运动，引导患者手持手柄在平面上移动并获取手柄在平面运动的实时位置，与虚拟现实程序进行交互来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运动目标的速度、运动目标的轨迹类型、运动目标的大小或多少、运动区域中的一种或多种因素确定；立体运动训练模块，用于根据运动方式确定模块确定的运动方式为立体运动，则根据上肢功能情况选择两手操作单手柄运动或单手操作减重支持的单手柄运动或单手操作不需要减重支持单手柄运动，引导患者手持手柄在空中立体移动并获取手柄点击平面的实时位置，与虚拟现实程序进行交互来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运动目标的速度、运动目标的轨迹类型、运动目标的大小或多少、运动区域中的一种或多种因素确定。一种实施方式中，平面运动训练模块包括：平面运动选择子模块、虚拟现实游戏程序和上位机程序，其中：平面运动选择子模块，用于根据运动方式确定模块确定的运动方式为平面运动，则根据上肢功能情况选择两手操作单手柄运动或单手操作单手柄运动；虚拟现实游戏程序，用于预先设置包括静态或动态的虚拟平面运动目标和虚拟场景；上位机程序，用于引导患者手持手柄在平面上移动时实时采集手柄在平面运动的实时位置数据；虚拟现实游戏程序，还用于根据实时位置数据，匹配游戏内虚拟场景的动作，并根据动作与虚拟平面运动目标的交互产生得分或者作出惩罚，来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运动目标的速度、运动目标的轨迹类型、运动目标的大小或多少、手柄的运动区域中的一种或多种因素确定；虚拟现实游戏程序，还用于确定动作交互连续失去虚拟平面运动目标时发出激励提示和/或在虚拟场景中显示效果提示；虚拟现实游戏程序，还用于在上肢康复训练结束时上传训练数据至上位机程序；上位机程序，还用于接收训练数据，生成训练分数并分析获取失分的原因。一种实施方式中，虚拟现实游戏程序具体用于以下任意一种：预先设置包括用于让手柄跟随移动的动态虚拟平面运动目标和带固定运动轨迹的虚拟场景，该虚拟平面运动目标可沿着固定运动轨迹运动；或预先设本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于虚拟现实环境的上肢康复训练方法，其特征在于，包括：步骤1，接收患者的上肢运动功能评定结果，确定包括平面运动或立体运动在内的运动方式；步骤2，若运动方式为平面运动，则根据上肢功能情况选择两手操作单手柄运动或单手操作单手柄运动，引导患者手持手柄在平面上移动并获取手柄在平面运动的实时位置，与虚拟现实程序进行交互来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运动目标的速度、运动目标的轨迹类型、运动目标的大小或多少、运动区域中的一种或多种因素确定；步骤3，若运动方式为立体运动，则根据上肢功能情况选择两手操作单手柄运动或单手操作减重支持的单手柄运动或单手操作不需要减重支持单手柄运动，引导患者手持手柄在空中立体移动并获取手柄点击平面的实时位置，与虚拟现实程序进行交互来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运动目标的速度、运动目标的轨迹类型、运动目标的大小或多少、运动区域中的一种或多种因素确定。

【技术特征摘要】
1.一种基于虚拟现实环境的上肢康复训练方法，其特征在于，包括：步骤1，接收患者的上肢运动功能评定结果，确定包括平面运动或立体运动在内的运动方式；步骤2，若运动方式为平面运动，则根据上肢功能情况选择两手操作单手柄运动或单手操作单手柄运动，引导患者手持手柄在平面上移动并获取手柄在平面运动的实时位置，与虚拟现实程序进行交互来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运动目标的速度、运动目标的轨迹类型、运动目标的大小或多少、运动区域中的一种或多种因素确定；步骤3，若运动方式为立体运动，则根据上肢功能情况选择两手操作单手柄运动或单手操作减重支持的单手柄运动或单手操作不需要减重支持单手柄运动，引导患者手持手柄在空中立体移动并获取手柄点击平面的实时位置，与虚拟现实程序进行交互来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运动目标的速度、运动目标的轨迹类型、运动目标的大小或多少、运动区域中的一种或多种因素确定。2.如权利要求1所述基于虚拟现实环境的上肢康复训练方法，其特征在于，步骤2包括：步骤20，若运动方式为平面运动，则根据上肢功能情况选择两手操作单手柄运动或单手操作单手柄运动；步骤21，在虚拟现实游戏程序中预先设置包括静态或动态的虚拟平面运动目标和虚拟场景；步骤22，引导患者手持手柄在平面上移动，通过上位机程序实时采集手柄在平面运动的实时位置数据；步骤23，由虚拟现实游戏程序根据实时位置数据，匹配游戏内虚拟场景的动作，并根据动作与虚拟平面运动目标的交互产生得分或者作出惩罚，来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运动目标的速度、运动目标的轨迹类型、运动目标的大小或多少、手柄的运动区域中的一种或多种因素确定；步骤24，由虚拟现实游戏程序确定动作交互连续失去虚拟平面运动目标时发出激励提示和/或在虚拟场景中显示效果提示；步骤25，在上肢康复训练结束时由虚拟现实游戏程序上传训练数据至上位机程序；步骤26，通过上位机程序接收训练数据，生成训练分数并分析获取失分的原因。3.如权利要求2所述基于虚拟现实环境的上肢康复训练方法，其特征在于，步骤21包括以下任意一种：预先设置包括用于让手柄跟随移动的动态虚拟平面运动目标和带固定运动轨迹的虚拟场景，该虚拟平面运动目标可沿着固定运动轨迹运动；或预先设置包括用于让手柄擦除的静态虚拟平面运动目标和虚拟场景，虚拟场景包括可在静态虚拟平面运动目标被擦除后显示被静态虚拟平面运动目标遮盖的内容，并且虚拟场景包括若干区域和固定擦除轨迹；或预先设置包括用于让手柄跟随移动的动态虚拟平面运动目标和带捕捉对象的虚拟场景，该虚拟平面运动目标可通过平面运动完成对捕捉对象的捕捉。4.如权利要求1所述基于虚拟现实环境的上肢康复训练方法，其特征在于，步骤3包括：步骤30，若运动方式为立体运动，则根据上肢功能情况选择两手操作单手柄运动或单手操作减重支持的单手柄运动或单手操作不需要减重支持单手柄运动；步骤31，在虚拟现实游戏程序中预先设置包括静态或动态的虚拟立体运动目标和虚拟场景；步骤32，引导患者手持手柄完成立体移动，通过上位机程序实时采集手柄在立体运动时手柄点击平面的实时位置数据并下发给虚拟显示游戏程序；步骤33，由虚拟现实游戏程序根据实时位置数据，匹配游戏内虚拟场景的动作，并根据动作与虚拟立体运动目标的交互产生得分或者作出惩罚，来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运动目标的速度、运动目标的轨迹类型、运动目标的大小或多少、手柄的运动区域中的一种或多种因素确定；步骤34，由虚拟现实游戏程序确定动作交互连续失去虚拟立体运动目标时发出激励提示和/或在虚拟场景中显示效果提示；步骤35，在上肢康复训练结束时由虚拟现实游戏程序上传训练数据至上位机程序；步骤36，通过上位机程序接收训练数据，生成训练分数并分析获取失分的原因。5.如权利要求4所述基于虚拟现实环境的上肢康复训练方法，其特征在于，步骤31包括：在虚拟现实游戏程序中预先设置包括静态或动态的虚拟立体运动目标和虚拟场景，虚拟立体运动目标在虚拟场景中以随机方式出现或者在患者以立体运动方式连续命中虚拟立体运动目标后出现在命中率低于命中率阈值的区域。6.一种基于虚拟现实环境的上肢康复训练系统，其特征在于，包括：运动方式确定模块，用于接收患者的上肢运动功能评定结果，确定...

【专利技术属性】
技术研发人员：王俊华，王兆坤，
申请(专利权)人：广州晓康医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44