一种脑卒中患者康复虚拟平衡评定系统及方法技术方案

本发明专利技术公开一种脑卒中患者康复虚拟平衡评定系统，用于对脑卒中患者的平衡功能状况进行精确评定，包括空间定位装置、操作装置、第一显示装置及控制主机；空间定位装置将操作装置空间位置及姿态信息发送到控制主机；操作装置用于伴随患者手部，获取患者身体动作信息，进行虚拟评定；第一显示装置用于向患者显示虚拟评定环境和虚拟评定结束后的评定结果；控制主机用于调用虚拟模型，提醒患者进行评定操作，并将虚拟模型及运行传输到第一显示装置上；还公开了一种评定方法。通过对虚拟操作过程中的各项参数进行精确测量，降低了测量者的个体差异及主观性对评定结果的影响，沉浸式评定空间，降低了评定干扰，提高了评定效果。提高了评定效果。提高了评定效果。

【技术实现步骤摘要】
一种脑卒中患者康复虚拟平衡评定系统及方法


[0001]本专利技术涉及平衡障碍恢复
，特别涉及一种脑卒中患者康复虚拟平衡评定系统及方法。

技术介绍

[0002]中国是全球卒中发生风险最高的国家，每年新增脑卒中患者超200万人，其中70％～80％因为残疾不能独立生活。脑卒中患者生存质量的高低主要取决于偏瘫肢体运动功能恢复的程度。因此，如何促进偏瘫患者运动功能的恢复，最大程度地提高自理能力，改善生存质量，成为目前康复研究的重点。
[0003]平衡功能障碍是脑卒中患者在恢复身体机能的各阶段都必将面临的问题，不管是坐位平衡还是站位平衡，准确的平衡能力评估是预后判断、制定治疗计划和疗效反馈的关键。
[0004]目前，康复临床工作者评估患者平衡功能主要利用各项平衡量表、平衡测试仪及虚拟现实技术。平衡量表例如Berg平衡量表、Fulg
‑
Meyer运动评价量表、功能性前伸测试(Functional Reaching Test，FRT)等，平衡量表是通过对患者进行一系列从易到难或者从难到易的平衡测试来对患者进行评定并得出具有代表性的平衡功能评定结果。平衡仪通过记录脑卒中患者重心变化并形成力图来进行功能评测，能较好地反映出患者在静态平衡中整体重心在脚掌的主要落点，从而直覌展现脑卒中患者全身质量在双下肢的分配，有助于及时了解患者的病情变化并为后续治疗计划的制定提供依据。虚拟现实技术在平衡方面则大多是通过非沉浸式技术引导患者进行平衡活动，通过红外传感器获取患者的平衡数据。
[0005]平衡量表类的评估无法做到对测量结果的精确性，存在不可避免的人为操作误差。如功能性前伸测试，单一维度的测量依据除人为操作误差外，亦无法全面、多维度评估患者的平衡功能。平衡仪则更多地关注在患者的静态平衡功能和踝部策略上，而不能很好地体现出在作为整体参与日常生活活动中的大范围活动及可能产生的不可预知风险下的动态平衡稳定。现有的虚拟现实技术还多用在对脑卒中患者平衡功能的训练上，在功能评定上的应用也只是以平衡仪的同种原理即记录活动中足底压力中心的轨迹位置作为依据，除此之外大多虚拟现实技术只是以屏幕来显示虚拟场景，整体还处在二维视角，缺乏沉浸式的真实体验感，且主要依靠红外传感设备捕捉的身体平衡信息，存在较大误差。

技术实现思路

[0006]在现有的脑卒中患者平衡评定技术中，平衡量表类的评估无法做到对测量结果的精确性，存在不可避免的人为操作误差。平衡仪不能很好地体现出作为整体参与日常生活活动中的大范围活动及可能产生的不可预知风险下的动态平衡稳定。现有的虚拟现实技术缺乏沉浸式的真实体验感，且通过红外传感器的身体动作捕捉，误差较大。
[0007]针对上述问题，提出一种脑卒中患者康复虚拟平衡评定系统及方法，通过在虚拟环境调用虚拟模型并提醒患者进行虚拟操作，对虚拟操作过程中的各项参数进行精确测
量，降低了测量者的个体差异及主观性对评定结果的影响。沉浸式的虚拟评定空间，使得评定干扰最小化。虚拟环境的趣味性提高了评定效果。
[0008]一种脑卒中患者康复虚拟平衡评定系统，用于对脑卒中患者的平衡性康复状况进行精确评定，包括：
[0009]空间定位装置；
[0010]操作装置；
[0011]第一显示装置；
[0012]控制主机；
[0013]所述空间定位装置与所述控制主机及操作装置通讯连接，用于跟踪所述操作装置，将所述操作装置空间位置及姿态信息发送到控制主机；
[0014]所述操作装置佩戴在患者手部，与所述控制主机通讯连接，用于伴随患者手部，获取患者身体动作信息，以进行虚拟评定；
[0015]所述第一显示装置佩戴在患者头部，与所述控制主机通讯连接，用于显示虚拟评定环境并在虚拟评定结束后将平衡评定结果显示给患者；
[0016]所述控制主机用于根据患者操作装置空间位置、姿态信息及程序设定，运行虚拟程序，调用虚拟模型，提醒患者进行评定操作，并将所述虚拟模型及运行信息传输到第一显示装置上；
[0017]其中，所述平衡评定结果包括虚拟平衡评定结果参数，所述虚拟平衡评定结果参数至少包括患者动作的启动时间、动作距离、动作速度、动作加速度、轨迹标准差、轨迹变异系数、轨迹偏离程度中的一种；
[0018]所述虚拟模型至少包括第一虚拟模型、第二虚拟模型、第三虚拟模型中的一种，所述第一虚拟模型用于提示患者需要触碰的标的，第二虚拟模型用于标记身体中立位下测试手向前方或者侧方可触碰的最远距离，所述第三虚拟模型用于标记身体前倾或者侧倾最大程度弯腰时测试手的最大触碰范围。
[0019]结合本专利技术所述的虚拟平衡评定系统，第一种可能的实施方式中，所述虚拟平衡评定系统还包括：
[0020]第二显示装置；
[0021]所述第二显示装置与所述控制主机通讯连接，用于同步向测试者显示患者虚拟评定操作过程，以进行监督提醒。
[0022]结合本专利技术第一种可能的实施方式，第二种可能的实施方式中，所述控制主机包括：
[0023]提示单元；
[0024]所述提示单元用于根据患者评定动作分阶段完成情况对患者进行语音提示。
[0025]结合本专利技术第二种可能的实施方式，第三种可能的实施方式中，所述虚拟平衡评定至少包括：
[0026]患侧动作虚拟平衡评定；
[0027]患侧动作虚拟平衡评定：所述控制主机按阶段顺序调用第一虚拟模型、第二虚拟模型用于患侧顺序进行身体中立位动作
[0028]或者
[0029]所述控制主机按阶段顺序调用第一虚拟模型、第二虚拟模型及第三虚拟模型用于患侧顺序进行身体中立位动作、前方或者侧方弯腰动作。
[0030]结合本专利技术第二种可能的实施方式，第四种可能的实施方式中，所述虚拟平衡评定至少包括：
[0031]患侧动作虚拟平衡评定、健侧动作虚拟平衡评定；
[0032]患侧动作虚拟平衡评定：所述控制主机按阶段顺序调用第一虚拟模型、第二虚拟模型用于患侧顺序进行身体中立位动作
[0033]或者
[0034]所述控制主机按阶段顺序调用第一虚拟模型、第二虚拟模型及第三虚拟模型用于患侧顺序进行身体中立位、前方或者侧方弯腰动作；
[0035]健侧动作虚拟平衡评定：所述控制主机按阶段顺序调用第一虚拟模型、第二虚拟模型用于健侧顺序进行身体中立位作
[0036]或者
[0037]所述控制主机按阶段顺序调用第一虚拟模型、第二虚拟模型及第三虚拟模型用于健侧顺序进行身体中立位动作、前方或者侧方弯腰动作。
[0038]结合本专利技术第二种可能的实施方式，第五种可能的实施方式中，所述虚拟平衡评定至少包括：
[0039]患侧动作虚拟平衡评定、健侧动作虚拟平衡评定及身体前方或者侧方动作虚拟平衡评定；
[0040]患侧动作虚拟平衡评定：所述控制主机按阶段顺序调用第一虚拟模型、第二虚拟模型用于患侧顺序进行身体中立位动作
[0041]或者
[0042]所述控制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种脑卒中患者康复虚拟平衡评定系统，用于对脑卒中患者的平衡功能状况的精确评定，其特征在于，包括：空间定位装置；操作装置；第一显示装置；控制主机；所述空间定位装置与所述控制主机及操作装置通讯连接，用于跟踪所述操作装置，将所述操作装置空间位置及姿态信息发送到控制主机；所述操作装置佩戴在患者手部，与所述控制主机通讯连接，用于伴随患者手部，获取患者身体动作信息，以进行虚拟评定；所述第一显示装置佩戴在患者头部，与所述控制主机通讯连接，用于显示虚拟评定环境并在虚拟评定结束后将平衡评定结果显示给患者；所述控制主机用于根据患者操作装置空间位置、姿态信息及程序设定，运行虚拟程序，调用虚拟模型，提醒患者进行评定操作，并将所述虚拟模型及运行信息传输到第一显示装置上；其中，所述平衡评定结果包括虚拟平衡评定结果参数，所述虚拟平衡评定结果参数至少包括患者动作的启动时间、动作距离、动作速度、动作加速度、轨迹标准差、轨迹变异系数、轨迹偏离程度中的一种；所述虚拟模型包括第一虚拟模型、第二虚拟模型、第三虚拟模型，所述第一虚拟模型用于提示患者需要触碰的标的，第二虚拟模型用于标记身体中立位下测试手向前方或者侧方可触碰的最远距离，所述第三虚拟模型用于标记身体前倾或者侧倾最大程度弯腰时测试手的最大触碰范围。2.如权1所述的虚拟平衡评定系统，其特征在于，所述虚拟平衡评定系统还包括：第二显示装置；所述第二显示装置与所述控制主机通讯连接，用于同步向测试者显示患者虚拟评定操作过程，以进行监督提醒。3.如权2所述的虚拟平衡评定系统，其特征在于，所述虚拟平衡评定至少包括：患侧动作虚拟平衡评定；患侧动作虚拟平衡评定：所述控制主机按阶段顺序调用第一虚拟模型、第二虚拟模型用于患侧顺序进行身体中立位动作或者所述控制主机按阶段顺序调用第一虚拟模型、第二虚拟模型及第三虚拟模型用于患侧顺序进行身体中立位动作、前方或者侧方弯腰动作。4.如权2所述的虚拟平衡评定系统，其特征在于，所述虚拟平衡评定至少包括：患侧动作虚拟平衡评定、健侧动作虚拟平衡评定；患侧动作虚拟平衡评定：所述控制主机按阶段顺序调用第一虚拟模型、第二虚拟模型用于患侧顺序进行身体中立位动作或者所述控制主机按阶段顺序调用第一虚拟模型、第二虚拟模型及第三虚拟模型用于患侧
顺序进行身体中立位、前方或者侧方弯腰动作；健侧动作虚拟平衡评定：所述控制主机按阶段顺序调用第一虚拟模型、第二虚拟模型用于健侧顺序进行身体中立位作或者所述控制主机按阶段顺序调用第一虚拟模型、第二虚拟模型及第三虚拟模型用于健侧顺序进行身体中立位...

【专利技术属性】
技术研发人员：危昔均，朱柯，谭景安，熊磊，邱汉文，王晓明，韦亦茜，
申请(专利权)人：阿凡达康复科技深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：