本发明专利技术公开了一种面向中枢整合康复治疗技术的虚拟现实训练系统，包括非穿戴的体感检测模块、PC主机端、VR一体机训练端、共享显示终端。体感检测模块与PC主机端通过数据线连接，PC主机端与VR一体机训练端模块通过无线局域网连接，VR一体机训练端模块与共享显示终端通过无线局域网连接。医生通过本系统配置符合患者康复需求的能够进行康复训练治疗的动态虚拟环境。本发明专利技术将中枢整合康复治疗技术与新一代信息技术相融合，使中枢整合康复治疗技术及其治疗过程实现智能化，实现了训练环境的动态配置，满足康复需求的多样化，实现治疗过程数据的采集，满足康复评估的客观性，助力中枢整合康复治疗技术的应用推广与使用。合康复治疗技术的应用推广与使用。合康复治疗技术的应用推广与使用。
【技术实现步骤摘要】
一种面向中枢整合康复治疗技术的虚拟现实训练系统
[0001]本专利技术涉及虚实交互控制领域、辅助康复医学的
，具体涉及一种面向中枢整合康复治疗技术的虚拟现实训练系统。
技术介绍
[0002]中枢整合康复技术是一种新的中风康复理念，是一种患者基于自身的认知能力，在医生与训练环境的刺激下，经过患者大脑中枢获取并整合当前的环境信息(听觉信息、视觉信息等)，理解当前的训练环境，进而激发患者进行主动运动的康复训练方法。基于中枢整合的康复理念中，康复训练环境的设置应接近日常生活活动(ADL)，并且每个患者的康复训练环境不完全一致，医生需要依据患者不同的康复需求不断的调整训练环境，同时还要考虑到PT大厅(运动治疗大厅)人多、嘈杂的环境特点或者病房空间狭小、压抑的环境特点对患者的注意力和心理情绪的影响。
[0003]申请号为CN201810748613.1、专利技术名称为“一种基于虚拟现实和惯性动捕的脑卒中康复训练系统”将虚拟现实技术和动作捕捉技术结合并运用于中风病人的康复治疗过程，为中风病人的长期康复提供了一种新的途径。该专利技术中涉及的人体动作捕捉设备为穿戴式，穿戴不便且易引起中风患者排斥心理，该专利技术涉及的虚拟环境无法由医生依据患者康复需求进行动态配置和调整。
[0004]申请号为CN201910890197.3、专利技术名称为“一种基于虚拟现实技术的中风康复训练系统及其使用方法”涉及的人体数据采集为穿戴式，穿戴不便且易引起中风患者排斥心理，该专利技术强调了患者的家庭康复训练方法，忽略了康复训练的虚拟环境对患者的影响，并且不支持医生虚拟环境的动态配置调整。
[0005]申请号为CN202010249686.3、专利技术名称为“一种脑卒中的肢体功能评估和康复训练系统及方法”能够远程没有地域限制对各个不同的患者进行肢体功能评估和康复训练，并且能够实时观察到患者的实际动作状态，使医生有一个直观的判断，并且能够让医生跟患者实时互动，矫正错误姿势，提高训练动作的准确度，提高训练效果，并且让医生能直观的判断患者是否能够进一步加深加强训练程度，而且能将患者的动作全部记录在案，能够反复观察进行更加准确的判断，为下一步康复训练做出准确的预案。该方法中提到的人体动作捕捉装置为同样为穿戴式，易引起患者不适，训练环境为虚拟现实互动游戏，医生对训练游戏的控制或者配置自由度仍受到限制。
[0006]申请号为CN202010639300.X、专利技术名称为“一种基于虚拟现实的上肢智能康复系统”通过更人性化、智能化、低成本的交互体验，为运动障碍患者提供更加简易、舒适的运动康复环境，以提高患者康复效果，缩短患者康复时间；同时，根据本专利技术系统能够有效准确的将手臂运动和双手精细运动相融合，从而使得运动障碍患者可以更加综合有效地进行康复训练恢复。该系统同样限制了医生对虚拟环境的配置自由度。
[0007]申请号为CN202010752710.5、专利技术名称为“一种基于Kinect的上肢主动康复训练方法”通过计算机控制器在直接目标性运动训练期间，为患者上肢提供持续的、精确的、丰
富的、无疲劳性的训练，能在不同的功能模式下计划要完成的任务，同时还包含了许多功能训练，将枯燥的训练变得趣味性，调动病人的主观能动性，它还能用于评估、记录运动的范围等。该系统同样限制了医生对虚拟环境的配置自由度。
[0008]基于以上当前已有的基于虚拟现实技术的针对脑卒中患者的康复训练方法普遍存在以下问题：
[0009](1)、没有针对中枢整合康复理念进行虚拟训练环境的设计以及训练方法的开发。
[0010](2)、医生无法依据患者的康复需求实时的动态配置调整虚拟训练环境。
[0011](3)、康复训练虚拟环境的设计与日常生活活动相差较大，由于中风患者的认知能力较差，一部分患者无法将在训练环境中学习的训练动作应用于日常生活活动中。
[0012](4)、患者与虚拟环境的交互感知设备为佩戴式，易引起患者的不适与排斥，影响康复效果。
技术实现思路
[0013]针对上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种面向中风患者进行中枢整合康复治疗的虚拟现实训练系统，通过本专利技术的技术方案能够解决以下技术问题：
[0014]中枢整合康复治疗技术要求患者的康复训练环境接近于日常生活活动，并且训练环境具备与日常生活活动相似的多样化，同于需要满足患者康复需求的个性化。本专利技术基于虚拟现实技术开发虚拟环境来代替真实的训练环境，并实现虚拟环境的动态配置，能够解决患者康复训练环境所要求的多样化与个性化的问题。
[0015]中枢整合康复治疗技术强调患者康复训练的主动性，通过训练环境对患者的刺激，使患者能够在训练环境中主动的、下意识的进行运动。本专利技术通过对日常生活活动环境的仿真建模，设计具备视觉、听觉等多种感觉信息输出的虚拟环境，能够解决中枢整合康复治疗技术所要求的患者在训练环境的刺激下进行主动运动的问题。
[0016]虚拟环境设计接近日常生活活动，能够实现患者所学即所用，减少因为认知能力而产生的训练效果不佳的问题。
[0017]利用无需穿戴的体感传感器，使患者在进行康复训练时能够无负担地与虚拟环境实现自然交互。
[0018]基于无线局域网通信的主从系统，解决带线缆的VR头盔对中风患者运动的影响，包括线缆问题与因传输延迟导致的眩晕问题。
[0019]为实现上述目的，本专利技术是根据以下技术方案实现的：
[0020]一种面向中枢整合康复治疗技术的虚拟现实训练系统，其特征在于，包括：非穿戴的体感检测模块、PC主机端、VR一体机训练端、共享显示终端，所述体感检测模块与所述PC主机端通过数据线连接，所述PC主机端与所述VR一体机训练端模块通过无线局域网连接，所述VR一体机训练端模块与所述共享显示终端通过无线局域网连接。
[0021]所述PC主机端将场景配置参数和所述体感检测模块的数据传输至所述VR一体机训练端，所述VR一体机训练端将接收到的数据进行解析后再根据配置参数进行配置场景，患者依据配置场景在医生的辅助指导下进行康复治疗，患者康复训练的在虚拟环境中的第一人称视角实时显示在所述共享显示终端。
[0022]在上述技术方案中，所述体感检测模块包括第一光学传感器和第二光学传感器，
所述第一光学传感器采集中风患者的手势，并将采集到的数据传输至所述PC主机端进行数据处理与识别，使患者能够使用自然手势与虚拟环境进行交互，所述第二光学传感器采集患者的人体骨骼数据，并通过数据线将数据传输至所述PC主机端，所述PC主机端对数据进行平滑处理，并将数据在VR一体机训练端实时同步呈现。
[0023]在上述技术方案中，所述第一光学传感器选择Leap Motion体感控制器，所述第二光学传感器选择Kinect传感器。
[0024]在上述技术方案中，所述PC主机端模块包括虚拟环境选择端、用户信息管理端、训练数据保存与处理端，所述虚拟环境选择端通过多个接近日常生活活动的虚拟环境组成，医生通过选择虚拟环境并根据患者的训练状况、康复需求进行虚拟本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种面向中枢整合康复治疗技术的虚拟现实训练系统，其特征在于，包括：非穿戴的体感检测模块、PC主机端、VR一体机训练端、共享显示终端，所述体感检测模块与所述PC主机端通过数据线连接，所述PC主机端与所述VR一体机训练端模块通过无线局域网连接，所述VR一体机训练端模块与所述共享显示终端通过无线局域网连接；所述PC主机端将场景配置参数和所述体感检测模块的数据传输至所述VR一体机训练端，所述VR一体机训练端将接收到的数据进行解析后再根据配置参数进行配置场景，患者依据配置场景在医生的辅助指导下进行康复治疗，患者康复训练的在虚拟环境中的第一人称视角实时显示在所述共享显示终端。2.根据权利要求1所述的虚拟现实训练系统，其特征在于，所述体感检测模块包括第一光学传感器和第二光学传感器，所述第一光学传感器采集中风患者的手势，并将采集到的数据传输至所述PC主机端进行数据处理与识别，使患者能够使用自然手势与虚拟环境进行交互，所述第二光学传感器采集患者的人体骨骼数据，并通过数据线将数据传输至所述PC主机端，所述PC主机端对数据进行平滑处理，并将数据在VR一体机训练端实时同步呈现。3.根据权利要求2所述的虚拟现实训练系统，其特征在于，所述第一光学传感器选择Leap Motion体感控制器，所述第二光学传感器选择Kinect传感器。4....
【专利技术属性】
技术研发人员：李泽伟，胡兆勇，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：
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