【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及医疗康复，具体地说，是一种搭载在坐卧式下肢机器人上的针对下肢运动障碍患者的基于虚拟现实的康复过程主动参与诱导系统。
技术介绍
1、随着国家医疗事业进步和人民生活水平提高，医疗康复被重视起来，越来越多的康复患者积极寻求康复训练改善生活质量。其中有下肢运动障碍康复需求的患者众多。传统的康复训练通常是由治疗师或患者家属辅助患者完成运动训练内容，并且枯燥重复。由此患者进行康复训练的主观能动性弱，训练效果不甚如意。
2、近年来，有研究人员将虚拟现实技术和产品游戏化引入康复训练中，增加了康复训练的趣味性和人机交互友好性。但是大部分虚拟现实训练系统使用的是简单的视觉刺激和听觉刺激，忽视患者心理特征，缺乏实时激励机制，不能有效促使患者在训练过程中始终保持高水平的主动参与度。
技术实现思路
1、为了改善现有虚拟现实康复训练系统不能促使患者保持高水平主动参与度的不足，本专利技术提供了一种搭载在坐卧式下肢机器人上的基于虚拟现实的康复过程主动参与诱导系统，旨在促使患者的主动参与度在训练过程中始终保持在高水平状态。
2、本专利技术为实现上述目的所采用的技术方案是：
3、一种基于虚拟现实的康复训练过程主动参与诱导系统，包括实时脑电信号采集设备、主动参与度量化评价模块、主动参与度监测模块和人机交互模块；所述实时脑电信号采集设备，用于采集患者在进行下肢运动训练时的前额区域和枕叶区域大脑皮层的实时脑电信号数据；所述主动参与度量化评价模块，与所述实时脑电信号采集设备连
4、进一步，所述实时脑电信号数据采集设备包括脑电帽、信号放大器和usb信号接收器；所述脑电帽和所述信号放大器之间以磁吸形式连接，再通过所述usb信号接收器与所述主动参与度量化评价模块实现串口通讯。
5、再进一步，所述人机交互模块包括人机交互电脑，所述人机交互电脑内置训练系统模式预设单元、训练系统指导单元和训练系统训练单元；所述训练系统模式预设单元，用于生成合适的预设训练模式，共有三个预设训练场景可选，每个预设训练场景有默认的刺激参数和训练参数；所述训练系统指导单元，分别与所述训练系统训练单元、所述主动参与度监测模块连接，用于根据所述主动参与度监测模块发送的相关指令生成改变或保持系统刺激参数和训练参数的指令；所述系统训练单元分别与所述训练系统模式预设单元和所述训练系统指导单元连接，用于在所述训练系统模式预设单元选定训练模式的基础上，实时根据所述训练系统指导单元的指令，调整系统的刺激参数和训练参数，刺激参数改变的具体形式是在患者主动参与度处于高水平时保持现状，在患者主动参与度处于低水平时生成的新的视听联合刺激并伴有特殊奖励。
6、优选的，所述人机交互模块还包括vr虚拟现实眼镜，所述vr虚拟现实眼镜分别与所述系统指导单元和系统训练单元进行信息交互。
7、所述主动参与度量化评价模块、所述主动参与度监测模块和人机交互电脑集成为一体；所述主动参与度监测模块通过共享内存方式获取所述主动参与度量化评价模块处理得到的主动参与度水平评价结果，并在进行康复训练时，通过tcp协议与所述人机交互模块进行数据通讯。
8、本专利技术的有益效果主要表现在：
9、1、通过对患者心理特征进行挖掘，建立用户原型，依据用户原型设计康复训练游戏。在提供康复训练的同时，增加了对患者心理因素的关注，根据患者不同阶段的心理特征设计了三个关卡，并订制了不同的训练机制和刺激机制。
10、2、通过实时监测患者的脑电信号，判断患者注意力是否集中在训练上。当患者注意力集中时，刺激策略和训练策略不变。当患者注意力不集中时，刺激策略和训练策略改变，通过生成新的视听联合刺激，促使患者在训练过程中保持高水平的主动参与度，以最终实现提高训练效果的目的。
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1.一种基于虚拟现实的康复训练过程主动参与诱导系统，其特征在于，所述系统包括实时脑电信号采集设备、主动参与度量化评价模块、主动参与度监测模块和人机交互模块；所述实时脑电信号采集设备，用于采集患者在进行下肢运动训练时的前额区域和枕叶区域大脑皮层的实时脑电信号数据；所述主动参与度量化评价模块，与所述实时脑电信号采集设备连接，用于获取实时脑电信号并通过主动参与度量化评价模型处理得到主动参与度评价结果；所述主动参与度监测模块，分别与所述主动参与度量化评价模块和所述人机交互模块连接，用于获取主动参与度量化评价结果，并根据结果输出相关系统控制指令；所述相关系统控制指令包括改变系统刺激参数和训练参数的指令以及系统保持现状指令；所述人机交互模块，与所述主动参与度监测模块连接，用于显示系统的虚拟场景训练画面，以及根据所述主动参与度监测模块发出的相关指令显示生成的新的视觉听觉联合刺激或保持现状不变。
2.如权利要求1所述的一种基于虚拟现实的康复训练过程主动参与诱导系统，其特征在于，所述实时脑电信号数据采集设备包括脑电帽、信号放大器和USB信号接收器；所述脑电帽和所述信号放大器之间以磁吸形
3.如权利要求1或2所述的一种基于虚拟现实的康复训练过程主动参与诱导系统，其特征在于，所述人机交互模块包括人机交互电脑，所述人机交互电脑内置训练系统模式预设单元、训练系统指导单元和训练系统训练单元；所述训练系统模式预设单元，用于生成合适的预设训练模式，共有三个预设训练场景可选，每个预设训练场景有默认的刺激参数和训练参数；所述训练系统指导单元，分别与所述训练系统训练单元、所述主动参与度监测模块连接，用于根据所述主动参与度监测模块发送的相关指令生成改变或保持系统刺激参数和训练参数的指令；所述系统训练单元分别与所述训练系统模式预设单元和所述训练系统指导单元连接，用于在所述训练系统模式预设单元选定训练模式的基础上，实时根据所述训练系统指导单元的指令，调整系统的刺激参数和训练参数，刺激参数改变的具体形式是在患者主动参与度处于高水平时保持现状，在患者主动参与度处于低水平时生成的新的视听联合刺激并伴有特殊奖励。
4.如权利要求1或2所述的一种基于虚拟现实的康复训练过程主动参与诱导系统，其特征在于，所述人机交互模块还包括VR虚拟现实眼镜，所述VR虚拟现实眼镜分别与所述系统指导单元和系统训练单元进行信息交互。
5.如权利要求3所述的一种基于虚拟现实的康复训练过程主动参与诱导系统，其特征在于，所述主动参与度量化评价模块与、所述主动参与度监测模块内置于和人机交互电脑中集成为一体；所述主动参与度监测模块通过共享内存方式获取所述主动参与度量化评价模块处理得到的主动参与度水平评价结果，并在进行康复训练时，通过TCP协议与所述人机交互模块进行数据通讯。
...【技术特征摘要】
1.一种基于虚拟现实的康复训练过程主动参与诱导系统，其特征在于，所述系统包括实时脑电信号采集设备、主动参与度量化评价模块、主动参与度监测模块和人机交互模块；所述实时脑电信号采集设备，用于采集患者在进行下肢运动训练时的前额区域和枕叶区域大脑皮层的实时脑电信号数据；所述主动参与度量化评价模块，与所述实时脑电信号采集设备连接，用于获取实时脑电信号并通过主动参与度量化评价模型处理得到主动参与度评价结果；所述主动参与度监测模块，分别与所述主动参与度量化评价模块和所述人机交互模块连接，用于获取主动参与度量化评价结果，并根据结果输出相关系统控制指令；所述相关系统控制指令包括改变系统刺激参数和训练参数的指令以及系统保持现状指令；所述人机交互模块，与所述主动参与度监测模块连接，用于显示系统的虚拟场景训练画面，以及根据所述主动参与度监测模块发出的相关指令显示生成的新的视觉听觉联合刺激或保持现状不变。
2.如权利要求1所述的一种基于虚拟现实的康复训练过程主动参与诱导系统，其特征在于，所述实时脑电信号数据采集设备包括脑电帽、信号放大器和usb信号接收器；所述脑电帽和所述信号放大器之间以磁吸形式连接，再通过所述usb信号接收器与所述主动参与度量化评价模块实现串口通讯。
3.如权利要求1或2所述的一种基于虚拟现实的康复训练过程主动参与诱导系统，其特征在于，所述人机交互模块包括人机交互电脑，所述人机交互电脑内置训...
【专利技术属性】
技术研发人员：都明宇，姚艺赟，范冰飞，蔡世波，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：
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