一种VR关节位置觉评定系统及方法技术方案

本发明专利技术公开一种VR关节位置觉评定系统，通过VR技术对受试者的关节位置觉进行评定，包括：VR交互模块、VR操作模块、分析计算模块；VR交互模块用于对评定操作界面、VR操作模块的空间操作及评定结果进行虚拟显示；VR操作模块用于对受试者的关节活动进行三维空间定位，并将定位信息分别传输到VR交互模块、分析计算模块；分析计算模块根据获取的VR操作模块三维空间定位信息对关节位置觉进行多维度评定；还公开了一种评定方法。实施本发明专利技术，提高了关节位置觉评定的精确性及趣味性，并且还可以对身体的多个关节的位置觉进行评定，解决了现有技术中关节位置觉评定的单一性、不够精确的问题。不够精确的问题。不够精确的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种VR关节位置觉评定系统及方法


[0001]本专利技术涉及虚拟显示康复评定
，特别涉及一种VR关节位置觉评定系统及方法。

技术介绍

[0002]关节位置觉属于本体感觉，本体感觉又称人体的深感觉，是指肌肉、肌腱、关节等运动器官本身在不同状态(如运动或静止)时产生的感觉。关节位置觉是关节静态位置的感知能力，在日常生活活动和体育运动都需要精确的关节位置觉，关节位置觉的评定是评价本体感觉功能的重要指标之一，在康复医学领域的研究和临床应用中具有重要意义。
[0003]对于关节位置觉的测定，目前国内测试的形式与方法多样，尚无广泛认可的客观、精准测定方法。
[0004]传统的关节位置觉(Joint position sense)测试一般仅对单关节进行评定，主要有以下4种不同的方法：被动摆位
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被动复位、被动摆位
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主动复位、主动摆位
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主动复位、辅助摆位
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辅助复位。其中，“被动”是指受试者的肢体活动全程完全靠测试者摆动(主要用于肢体无法进行活动的爱试者)，“主动”是指受试者全过程独立完成肢体摆动(主要用于可以独立进行肢体活动的爱试者)，“辅助”是指全程或者部分过程测试者协助受试者进行肢体摆动(主要用于能够部分完成肢体活动的受试者)。
[0005]关键测试过程包括：受试者戴上眼罩或者其他类似物品以达到遮挡视线目的，被测关节通过被动运动、主动运动或辅助运动摆位于某一目标角度，并记录该目标角度(目标角度A)，再让受试者记忆此角度的感受，然后受试者的关节通过被动运动、主动运动或者辅助运动摆回原位，最后让受试者在视线受阻的情况下，通过身体感觉以及被动运动、主动运动或辅助运动的方式复位至目标角度(目标角度B)(受试者认为目标角度A和目标角度B在同一个位置)。目标角度B的确认主要靠受试者的本体感觉进行判断。目标角度A和目标角度B的差距反映受试者的关节位置觉能力，差距越小，关节位置觉越好，差距越大，关节位置觉越差。角度的测量方式既可以是测试人员使用传统量角器进行手动测量，也可以使用机械设备进行测量。一般临床工作中，会重复测量三次，以平均值的方式，反映关节位置觉的水平。
[0006]传统方法测试维度单一，仅从关节的角度差一个维度评定关节位置觉，这种二维参数评定是不够的，无法精准反映在三维空间运动的关节置的变化。只能测试单个关节的位置觉，无法测试多关节的复合关节位置觉(例如将手掌放置某一位置时需要肩、肘、腕关节共同运动，涉及多关节的关节位置觉)。使用手动量角器进行评定时，评定结果受主观影响，其中的测试者操作过程和受试者主观报告均易产生较大的误差；使用机械进行评定的方式，虽然精准度较高，但机械设备操作较复杂，不够便携，一般用于科研活动，临床的使用较少。

技术实现思路

[0007]现有的关节位置觉评定测试维度单一，测试部位固定，并且受主观因素影响较大，评定不精确，机械评定的设备操作复杂，不够便携。
[0008]针对上述问题，提出一种VR关节位置觉评定系统及方法，通过利用VR技术对受试者的关节活动进行三维空间定位并采集三维空间定位坐标信息，获取的VR操作模块三维空间定位信息，从定位信息的距离平均值、距离标准差及距离变异系数对关节位置觉进行多维度评定，提高了关节位置觉评定的精确性及趣味性，并且还可以对身体的多个关节的位置觉进行评定，解决了现有技术中关节位置觉评定的单一性、不够精确的问题。
[0009]第一方面，一种VR关节位置觉评定系统，用于对受试者的关节位置觉进行评定，包括：
[0010]VR交互模块；
[0011]VR操作模块；
[0012]分析计算模块；
[0013]所述VR交互模块用于对评定操作界面、所述VR操作模块的空间操作及评定结果进行虚拟显示；
[0014]所述VR操作模块用于对受试者的关节活动进行三维空间定位，并将定位信息分别传输到所述VR交互模块、分析计算模块；
[0015]所述分析计算模块根据获取的VR操作模块三维空间定位信息对关节位置觉进行多维度评定；
[0016]所述三维空间定位为受试者在有无VR视觉参与状况下将所述VR操作模块移动到目标位置的不同空间坐标信息；
[0017]所述多维度包括所述不同空间坐标信息的距离平均值、所述距离的标准差及距离的变异系数。
[0018]结合本专利技术所述的VR关节位置觉评定系统，第一种可能的实施方式中，所述VR交互模块包括：
[0019]第一空间定位单元；
[0020]所述第一空间定位单元用于对所述VR交互模块进行六自由度三维空间定位。
[0021]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VR操作模块包括：
[0022]第二空间定位单元；
[0023]数据采集单元；
[0024]所述第二空间定位单元用于对所述VR操作模块进行六自由度三维空间定位；
[0025]所述数据采集单元用于采集所述第二空间定位单元的不同空间坐标信息并将所述不同空间坐标信息传输到所述分析计算模块。
[0026]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，所述距离平均值为：
[0027][0028]其中，d
n
表示第n次重复测试中无VR视觉参与的重置位置坐标与有VR视觉参与的
目标位置坐标之间的距离。
[0029]结合本专利技术第三种可能的实施方式，第四种可能的实施方式中，所述距离标准差S为：
[0030][0031]其中，n表示进行了n次重复测试。
[0032]结合本专利技术第四种可能的实施方式，第五种可能的实施方式中，所述距离变异系数CV为：
[0033][0034]所述关节位置觉与所述距离平均值距离标准差S呈反比。
[0035]第二方面，一种VR关节位置觉评定方法，采用第一方面所述的评定系统，包括：
[0036]步骤100、对评定操作界面及所述VR操作模块的空间操作进行VR显示；
[0037]步骤200、利用所述VR操作模块对受试者的关节活动进行三维空间定位并采集三维空间定位坐标信息。
[0038]步骤300、根据获取的VR操作模块三维空间定位信息对关节位置觉进行多维度评定；
[0039]所述步骤300包括：
[0040]步骤301、利用所述不同空间坐标信息的距离平均值、距离标准差及距离变异系数对关节位置觉进行评定。
[0041]结合本专利技术第二方面所述的VR关节位置觉评定方法，第一种可能的实施方式中，所述步骤200包括：
[0042]步骤210、在VR视觉下受试者将所述VR操作模块放置到三维空间的任意的第一目标位置；
[0043]步骤220、关闭VR视觉，并引导受试者将所述VR操作模块放置到原位；
[0044]步骤230、保持所述VR视觉关闭，受试者主动或者受助将所述VR操作模块放置到第二目标位置；
[0045]步本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种VR关节位置觉评定系统，其特征在于，通过VR技术对受试者的关节位置觉进行评定，包括：VR交互模块；VR操作模块；分析计算模块；所述VR交互模块用于对评定操作界面、所述VR操作模块的空间操作及评定结果进行虚拟显示；所述VR操作模块用于对受试者的关节活动进行三维空间定位，并将定位信息分别传输到所述VR交互模块、分析计算模块；所述分析计算模块根据获取的VR操作模块三维空间定位信息对关节位置觉进行多维度评定；所述三维空间定位为受试者在有无VR视觉参与状况下将所述VR操作模块移动到目标位置的不同空间坐标信息；所述多维度包括所述不同空间坐标信息的距离平均值、距离标准差及距离变异系数。2.根据权利要求1所述的VR关节位置觉评定系统，其特征在于，所述VR交互模块包括：第一空间定位单元；所述第一空间定位单元用于对所述VR交互模块进行六自由度三维空间定位。3.根据权利要求2所述的VR关节位置觉评定系统，其特征在于，所述VR操作模块包括：第二空间定位单元；数据采集单元；所述第二空间定位单元用于对所述VR操作模块进行六自由度三维空间定位；所述数据采集单元用于采集所述第二空间定位单元的不同空间坐标信息并将所述不同空间坐标信息传输到所述分析计算模块。4.根据权利要求3所述的VR关节位置觉评定系统，其特征在于，所述距离平均值为：其中，d
n
表示第n次重复测试中无VR视觉参与的重置位置坐标与有VR视觉参与的目标位置坐标之间的距离。5.根据权利要求4所述的VR关节位置觉评定系统，其特征在于，所述距离标准差S为：其中，n表示进行了n次重复测试。6.根据权利要求5所述的VR关节位置觉评定系统，其特征在于，所述距离变异系数CV为：所述关节位置觉与所述距离平均值距离标准差S呈反比。
7.一种VR关节位置觉评定方法，采用权利要求1
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6任...

【专利技术属性】
技术研发人员：危昔均，吴达爽，谭景安，赖景标，买买提明江，周焕，易汝，秦萍，周萍，
申请(专利权)人：南方医科大学深圳医院，
类型：发明
国别省市：