一种基于VR设备的脑外伤上肢运动障碍康复系统技术方案

本发明专利技术实施例公开了一种基于VR设备的脑外伤上肢运动障碍康复系统，包括：VR设备，用于根据患者的当前诊断信息以及目标患者的身体信息，向患者规划上肢运动康复虚拟模型，进而对患者的上肢运动进行虚拟引导；捕捉模块，用于捕捉患者基于虚拟引导的跟随动作；传感交互模块，用于获取患者在上肢运动康复过程中的交互信息；反馈模块，用于根据交互信息以及跟随动作，判断患者的上肢运动的标准性，并基于标准性，确定对患者的康复反馈信息，并反馈到VR设备进行呈现，供目标患者观看调整。通过对患者在康复过程中的康复轨迹进行引导以及跟踪，来提高训练效率，且通过反馈康复信息，可进一步提高康复效果。步提高康复效果。步提高康复效果。

A rehabilitation system of upper limb dyskinesia after brain injury based on VR equipment

【技术实现步骤摘要】
一种基于VR设备的脑外伤上肢运动障碍康复系统


[0001]本专利技术涉及医疗康复
，尤其涉及一种基于VR设备的脑外伤上肢运动障碍康复系统。

技术介绍

[0002]脑外伤常引起不同程度的永久性功能障碍。这主要取决于损害是在脑组织的某个特定区域(局灶性)还是广泛性的损害(弥散性)。不同区域的脑损害可引起不同的症状，本专利技术以上肢症状为例，在传统的康复训练过程中，一般是康复医生监督患者康复，但是，在康复过程中，由于单调、枯燥，患者容易对训练失去兴趣，而且容易疲劳，导致训练效率低下，但是，随着VR技术的快速发展，V R虚拟现实技术的应用范围也越来越广，尤其是随着周边硬件技术和内核开发软件技术的发展，使得VR显示技术更加成熟和完善，虽然出现的智能康复训练设备，可以提高患者对训练的积极性，但是，在训练过程中，缺少对患者训练的监督以及对训练的反馈，可能会导致患者训练达不到较佳的康复效果。
[0003]因此，本专利技术提出一种基于VR设备的脑外伤上肢运动障碍康复系统。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要针对上述问题，提出了一种基于VR设备的脑外伤上肢运动障碍康复系统。
[0005]本专利技术提供一种基于VR设备的脑外伤上肢运动障碍康复系统，包括：
[0006]VR设备，用于根据脑外伤上肢运动障碍的目标患者的当前诊断信息以及所述目标患者的身体信息，向所述目标患者规划上肢运动康复虚拟模型，并基于所述康复虚拟模型对所述目标患者的上肢运动进行虚拟引导；
[0007]捕捉模块，用于捕捉所述目标患者基于所述虚拟引导的跟随动作；
[0008]传感交互模块，用于获取所述目标患者在上肢运动康复过程中的交互信息；
[0009]反馈模块，用于根据所述交互信息以及跟随动作，判断所述目标患者的上肢运动的标准性，并基于所述标准性，确定对所述目标患者的康复反馈信息，并反馈到所述VR设备进行呈现，供所述目标患者观看调整。
[0010]优选的，所述交互信息包括：语音交互、动作交互、指令交互以及画面交互。
[0011]优选的，还包括：
[0012]分配模块，用于按照诊断分析模型对所述目标患者的当前诊断信息进行分析，得到关联身体检测指标，并向每个关联身体检测指标匹配检测单元；
[0013]筛选模块，用于按照每个关联身体检测指标的指标属性，获取相同诊断信息的历史检测方式，并筛选最高频次检测方式；
[0014]检测模块，用于将所述最高频次检测方式传输到所述检测单元对对应身体关联部位进行检测，同时，在检测过程中，对所述检测单元进行信号侦测，并判断单元运行线程是否满足预设合格性；
[0015]当满足所述预设合格性时，将对应检测单元的检测结果保留；
[0016]当不满足预设合格性时，对所述检测单元的输出检测信号的第一检测频率以及接收检测信号的第二检测频率；
[0017]分析模块，用于对所述第一检测频率以及第二检测频率进行分析，判断是否满足预设频率，若满足，将对应检测单元的检测结果保留；
[0018]若不满足预设频率，获取不满足的检测频率，并对所述不满足的检测频率的当下适配参数进行异常管理，并结合信号侦测结果，确定异常可消除性；
[0019]若所述异常可消除性不小于预设消除性，将对应检测单元进行复位，并重新检测，获取新的检测结果并保留；
[0020]若所述异常可消除性小于预设消除性，按照异常管理结果，向对应检测单元发送调节指令，在调节之后进行重新检测，并获取新的检测结果并保留；
[0021]信息生成模块，用于根据保留的检测结果以及对应的关联身体指标，构建身体列表，得到所述目标患者的身体信息。
[0022]优选的，所述VR设备，包括：
[0023]第一建立单元，用于获取与所述当前诊断信息相关的关联身体检测指标，并对所述关联身体检测指标的指标权重进行确定，同时，还按照所述关联身体检测指标分别获取所述身体信息中的第一信息，并建立所述关联身体检测指标、指标权重与对应第一信息的第一对应关系；
[0024]第二建立单元，用于基于所述关联身体检测指标对所述当前诊断信息进行信息匹配，获取对应的第二信息，同时，确定每个第二信息的信息权重，建立所述关联身体检测指标、信息权重以及对应第二信息的第二对应关系；
[0025]向量获取单元，用于获取所述当前诊断信息中的关键诊断信息，并建立第一待康复向量，同时基于所述第一对应关系以及第二对应关系，建立第二待康复向量；
[0026]网格部署单元，用于获取所述目标患者的上肢构架，并网格部署在初始虚拟模型上；
[0027]线路获取单元，用于获取所述初始虚拟模型上的构架的初网格集合以及终网格集合，并建立所述初网格集合的每个初网格与终网格集合中的每个终网格的一一对应关系，并得到网格线路；
[0028]模型确定单元，用于按照所述上肢构架的适配度，对所述网格线路的长短以及宽窄进行调整，并基于调整后的线路基于所述上肢构架的附着位置，确定附着权重，并得到待优化模型；
[0029]模型获取单元，用于在所述待优化模型上，基于向量规划规则，对所述第一待康复向量以及第二待康复向量进行康复规划，得到所述康复虚拟模型。
[0030]优选的，所述模型获取单元，包括：
[0031]从模型文件数据库中，匹配并获取所述待优化模型的第一文件；
[0032]基于所述向量规划规则，确定对所述第一文件的规划引导部署；
[0033]获取所述第一待康复向量以及第二待康复向量基于不同的关联身体检测指标的待康复特征；
[0034]根据所述规划引导部署中每个引导块的引导属性，建立所述待康复特征构建误差
函数，并判断所述误差函数是否收敛；
[0035][0036]其中，G表示建立的与待康复特征个引导属性相关的当下函数；G0表示初始函数；G
‑
G0表示误差函数；γ表示梯度误差调整因子，且取值范围为(0.6，0.7)；Y
1i
(s
yin
)表示第i个引导属性s
yin
对应的引导参数；Y
2i
(s
te
)表示第i个待康复特征s
te
对应的待康复参数；表示基于同组引导参数与待康复参数对应的梯度误差函数，其中，s
yin
与s
te
一一对应；μ表示平衡误差的影响因子；
[0037]当所述误差函数满足引导约束条件时，判定所述误差函数收敛，并得到所述康复虚拟模型；
[0038]否则，判定所述误差函数不收敛，对所述规划引导部署进行迭代优化，直到对应的误差函数收敛，得到所述康复虚拟模型。
[0039]优选的，所述康复虚拟模型是包括若干引导式的康复动作在内的，且基于所述VR设备将引导式的康复动作进行呈现。
[0040]优选的，所述捕捉模块，包括：
[0041]位置设置单元，用于基于所述当前诊断信息，设本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于VR设备的脑外伤上肢运动障碍康复系统，其特征在于，包括：VR设备，用于根据脑外伤上肢运动障碍的目标患者的当前诊断信息以及所述目标患者的身体信息，向所述目标患者规划上肢运动康复虚拟模型，并基于所述康复虚拟模型对所述目标患者的上肢运动进行虚拟引导；捕捉模块，用于捕捉所述目标患者基于所述虚拟引导的跟随动作；传感交互模块，用于获取所述目标患者在上肢运动康复过程中的交互信息；反馈模块，用于根据所述交互信息以及跟随动作，判断所述目标患者的上肢运动的标准性，并基于所述标准性，确定对所述目标患者的康复反馈信息，并反馈到所述VR设备进行呈现，供所述目标患者观看调整。2.如权利要求1所述的基于VR设备的脑外伤上肢运动障碍康复系统，其特征在于，所述交互信息包括：语音交互、动作交互、指令交互以及画面交互。3.如权利要求1所述的基于VR设备的脑外伤上肢运动障碍康复系统，其特征在于，还包括：分配模块，用于按照诊断分析模型对所述目标患者的当前诊断信息进行分析，得到关联身体检测指标，并向每个关联身体检测指标匹配检测单元；筛选模块，用于按照每个关联身体检测指标的指标属性，获取相同诊断信息的历史检测方式，并筛选最高频次检测方式；检测模块，用于将所述最高频次检测方式传输到所述检测单元对对应身体关联部位进行检测，同时，在检测过程中，对所述检测单元进行信号侦测，并判断单元运行线程是否满足预设合格性；当满足所述预设合格性时，将对应检测单元的检测结果保留；当不满足预设合格性时，对所述检测单元的输出检测信号的第一检测频率以及接收检测信号的第二检测频率；分析模块，用于对所述第一检测频率以及第二检测频率进行分析，判断是否满足预设频率，若满足，将对应检测单元的检测结果保留；若不满足预设频率，获取不满足的检测频率，并对所述不满足的检测频率的当下适配参数进行异常管理，并结合信号侦测结果，确定异常可消除性；若所述异常可消除性不小于预设消除性，将对应检测单元进行复位，并重新检测，获取新的检测结果并保留；若所述异常可消除性小于预设消除性，按照异常管理结果，向对应检测单元发送调节指令，在调节之后进行重新检测，并获取新的检测结果并保留；信息生成模块，用于根据保留的检测结果以及对应的关联身体指标，构建身体列表，得到所述目标患者的身体信息。4.如权利要求1所述的基于VR设备的脑外伤上肢运动障碍康复系统，其特征在于，所述VR设备，包括：第一建立单元，用于获取与所述当前诊断信息相关的关联身体检测指标，并对所述关联身体检测指标的指标权重进行确定，同时，还按照所述关联身体检测指标分别获取所述身体信息中的第一信息，并建立所述关联身体检测指标、指标权重与对应第一信息的第一对应关系；
第二建立单元，用于基于所述关联身体检测指标对所述当前诊断信息进行信息匹配，获取对应的第二信息，同时，确定每个第二信息的信息权重，建立所述关联身体检测指标、信息权重以及对应第二信息的第二对应关系；向量获取单元，用于获取所述当前诊断信息中的关键诊断信息，并建立第一待康复向量，同时基于所述第一对应关系以及第二对应关系，建立第二待康复向量；网格部署单元，用于获取所述目标患者的上肢构架，并网格部署在初始虚拟模型上；线路获取单元，用于获取所述初始虚拟模型上的构架的初网格集合以及终网格集合，并建立所述初网格集合的每个初网格与终网格集合中的每个终网格的一一对应关系，并得到网格线路；模型确定单元，用于按照所述上肢构架的适配度，对所述网格线路的长短以及宽窄进行调整，并基于调整后的线路基于所述上肢构架的附着位置，确定附着权重，并得到待优化模型；模型获取单元，用于在所述待优化模型上，基于向量规划规则，对所述第一待康复向量以及第二待康复向量进行康复规划，得到所述康复虚拟模型。5.如权利要求4所述的基于VR设备的脑外伤上肢运动障碍康复系统，其特征在于，所述模型获取单元，包括：从模型文件数据库中，匹配并获取所述待优化模型的第一文件；基于所述向量规划规则，确定对所述第一文件的规划引导部署；获取所述第一待康复向量以及第二待康复向量基于不同的关联身体检测指标的待康复特征；根据所述规划引导部署中每个引导块的引导属性，建立所述待康复特征构建误差函数，并判断所述误差函数是否收敛；其中，G表示建立的与待康复特征个引导属性相关的当下函数；G0表示初始函数；G
‑
G0表示误差函数；γ表示梯度误差调整因子，且取值范围为(0.6，0.7)；Y
1i
(s
yin
)表示第i个引导属性s
yin
对应的引导参数；Y
2i
(s
te
)表示第i个待康复特征s
te
对应的待康复参数；表示基于同组引导参数...

【专利技术属性】
技术研发人员：王思伦，南雅诗，
申请(专利权)人：深圳市铱硙医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：