基于虚拟现实的手部康复训练系统设计与实现文献综述
2020-04-14 17:23:31
“脑卒中”(cerebral stroke)又称“中风”、“脑血管意外”(cerebralvascular accident,CVA)。是一种急性脑血管疾病,调查显示,城乡合计脑卒中已成为我国第一位死亡原因,也是中国成年人残疾的首要原因,脑卒中具有发病率高、死亡率高和致残率高的特点。严重威胁着国人的生命健康。近年来,虽然随着医疗技术的不断发展和进步,我国中风幸存者数量也随之增长,但其中仍有极大比例患有不同程度的运动功能障碍,尤其是手部的运动功能障碍,严重致残率高达10%。手是大脑功能的延伸,在大量神经的支配下,手能完成很多精细活动和工作。伸手还是重要的感觉器官,有着精细的敏感度,偏瘫患者的手部运动功能障碍大大降低了患者的生存治疗,加重了患者与家属的经济负担和精神负担。
研究表明,运动康复训练有助于促进偏瘫患者自发性神经功能修复,有助于偏瘫患者恢复中枢神经对肢体运动的支配与控制,还可以预防肌肉“废用性”萎缩,有助于恢复偏瘫患者的肢体运动功能。
目前,临床康复训练一般是按照神经发育的规律,先从肩关节开始,逐渐过渡到肘关节、腕关节和手指功能训练,等肩、肘、腕关节功能恢复后再进行手功能训练往往已经错过了最佳康复治疗时间,往往使得脑卒中患者偏瘫侧到底手部运动功能恢复进程缓慢、恢复效果有限。
研究表明,偏瘫患者的手部功能的康复训练应该在积极的环境下进行,被动或者不积极的训练,对患者脑功能重塑和手部运动功能的康复效果很不明显。所以,偏瘫患者在积极的环境下进行正确的手部康复训练,能加快患者脑功能重塑和手部运动功能康复训练,能加快 患者脑功能重塑和手部运动功能恢复,收到良好的康复效果。
利用虚拟现实技术为偏瘫患者设计合适的手部康复训练系统,使患者在训练过程中能沉浸在虚拟环境中,增强康复过程的趣味性和安全性。从系统应实现的结构来考虑,虚拟现实手部康复训练系统主要由三个部分组成:人机交互设备、人机交互软件和虚拟现实环境。通过人机交互软件,实现用户管理、数据采集、手势信号分类及分类结果显示、实时手势识别测试的功能。通过人机交互设备实现手部状态的数据传入,实时监测手部状态变化情况。通过虚拟环境平台,搭建训练游戏场景,使患者在虚拟游戏中接受康复训练运动,如在“虚拟”的世界中完成任务的同时体会来自真实世界的反馈。变机械枯燥的运动为主动积极的游戏,使偏瘫患者享受康复训练,从而达到理想的康复效果。
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2. 研究的基本内容与方案
{title}2.1基本内容
人机交互设备:5DT Data Glove 14 Ultra数据手套
人机交互软件:使用Visual Studio 2017,基于MFC编程实现了人机交互软件
虚拟环境:Flash游戏,通过MFC和Flash间的通讯使病人通过手势进行游戏控制
2.2设计目标