體感技術(shù)在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中的應(yīng)用

體感技術(shù)在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中的應(yīng)用

運(yùn)動(dòng)障礙主要是指運(yùn)動(dòng)功能障礙，動(dòng)作不完整，不能完成，也不能隨意移動(dòng)。腦卒中、帕金森癥、注意缺陷多動(dòng)癥、獲得性腦損傷等都是造成運(yùn)動(dòng)障礙的原因。流行病學(xué)調(diào)查結(jié)果顯示,我國(guó)每年腦卒中發(fā)病率為217/10萬(wàn),患者數(shù)逾150萬(wàn),致殘率高達(dá)86.5%。醫(yī)學(xué)的發(fā)展使其高死亡率有所下降,但目前我國(guó)存活的腦卒中患者約700萬(wàn),其中2/3仍為永久殘疾者。腦卒中所致的肢體功能障礙成為首要的致殘?jiān)?。積極和長(zhǎng)期的康復(fù)訓(xùn)練可使患者的功能最大限度恢復(fù),盡可能提高生活自理、勞動(dòng)、工作和學(xué)習(xí)能力。目前針對(duì)患者運(yùn)動(dòng)功能訓(xùn)練的康復(fù)以治療師的手法操作為主,或在簡(jiǎn)單訓(xùn)練器械的輔助下,進(jìn)行被動(dòng)運(yùn)動(dòng)、輔助運(yùn)動(dòng)、主動(dòng)運(yùn)動(dòng)和抗阻運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練等。在這種康復(fù)模式下,每名治療師在同一時(shí)間僅能對(duì)一名患者進(jìn)行治療,康復(fù)效率低下;而且訓(xùn)練過(guò)程單調(diào)無(wú)趣,不利于患者積極主動(dòng)參與到治療中。治療師也不容易及時(shí)了解其訓(xùn)練程度和效果。針對(duì)傳統(tǒng)康復(fù)訓(xùn)練的各種問(wèn)題,世界各國(guó)都在積極研究康復(fù)訓(xùn)練的新理論、新方法、新手段。體感技術(shù)作為一項(xiàng)新興技術(shù),在康復(fù)領(lǐng)域展現(xiàn)了廣闊的發(fā)展前景。1體感技術(shù)在康復(fù)領(lǐng)域的應(yīng)用體感技術(shù)也稱動(dòng)作感應(yīng)控制技術(shù),是由機(jī)器通過(guò)某些特殊方式對(duì)用戶的動(dòng)作進(jìn)行辨識(shí)、解析,并按照預(yù)定感測(cè)模式,對(duì)相應(yīng)動(dòng)作在機(jī)器端作出反饋,屬于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)范疇。體感技術(shù)按體感方式與原理可分為三大類:慣性感測(cè)、光學(xué)感測(cè)、慣性與光學(xué)聯(lián)合感測(cè)。目前體感技術(shù)在康復(fù)領(lǐng)域的應(yīng)用主要為光學(xué)感測(cè)及慣性與光學(xué)聯(lián)合感測(cè)方式。體感技術(shù)的實(shí)現(xiàn)離不開(kāi)體感設(shè)備。目前,能夠較好應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)康復(fù)的低成本體感設(shè)備并不多見(jiàn)。索尼公司的EyeToy主要通過(guò)光學(xué)傳感器獲取人體影像,再將此人體影像的肢體動(dòng)作與游戲內(nèi)容互動(dòng)。微軟公司的Kinect可捕捉人體3D全身影像,無(wú)需使用任何操作手柄便可達(dá)到體感效果。任天堂的Wii是慣性及光學(xué)聯(lián)合感測(cè)套件。Wii在手柄上安裝一個(gè)重力傳感器以及一個(gè)紅外線傳感器,用以偵測(cè)手部三軸向的加速度和感應(yīng)紅外線發(fā)射器信號(hào),通過(guò)偵測(cè)手部在垂直及水平方向的位移來(lái)操控空間鼠標(biāo)。2基于體感技術(shù)的下肢運(yùn)動(dòng)恢復(fù)2.1體感在治療老年患者中的應(yīng)用EyeToy是索尼公司于2004年4月為PlayStation2游戲主機(jī)推出的動(dòng)作感應(yīng)控制裝置,通過(guò)EyeToy攝像頭可把人物影像投放到游戲中,用肢體動(dòng)作操作游戲。EyeToy以固定頻率采集圖像,通過(guò)對(duì)相鄰兩幀圖像進(jìn)行簡(jiǎn)單處理,得到畫(huà)面中不同的部分,進(jìn)而可以感知是否有運(yùn)動(dòng)物體及運(yùn)動(dòng)物體的一些屬性(大小、位置、顏色等)。自上市以來(lái),基于EyeToy的運(yùn)動(dòng)康復(fù)研究不斷涌現(xiàn)。EyeToy也因其價(jià)格優(yōu)勢(shì)及友好的交互界面?zhèn)涫芾懑煄熐嗖A。Flynn報(bào)道1例有2年腦卒中病史的76歲女性患者,用低成本的SonyPS2EyeToy及配套游戲?qū)颊哌M(jìn)行運(yùn)動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練,訓(xùn)練全程在患者家中進(jìn)行;在4.5周時(shí)間內(nèi),患者完成20次時(shí)長(zhǎng)1h的康復(fù)訓(xùn)練。研究采用配套游戲中的15種體感游戲作為訓(xùn)練項(xiàng)目,要求患者完成基于靶點(diǎn)的上肢運(yùn)動(dòng)、保持站姿和坐姿的動(dòng)態(tài)平衡,以及手眼協(xié)調(diào)性。通過(guò)Fugl-Meyer評(píng)定、貝克抑郁量表、Berg平衡量表等方法證實(shí),患者的上肢運(yùn)動(dòng)功能、平衡功能、協(xié)調(diào)性均相應(yīng)的改善;在訓(xùn)練過(guò)程中,患者未出現(xiàn)跌倒或疼痛加劇的癥狀。以色列Rand等通過(guò)對(duì)健康年輕人、健康老年人和老年卒中患者使用SonyPS2EyeToy虛擬現(xiàn)實(shí)平臺(tái)的實(shí)驗(yàn)研究,證實(shí)EyeToy可用于老年卒中患者的肢體運(yùn)動(dòng)康復(fù)。通過(guò)運(yùn)行那些要求患者在保持身體平衡的同時(shí),用手臂移動(dòng)完成的游戲,如Wishy-Washy、Kung-Foo等,12例處于不同康復(fù)階段的老年腦卒中患者(7例平均年齡63歲,病史1~5年;5例平均年齡73歲,病史1~3個(gè)月)的實(shí)際訓(xùn)練表現(xiàn)及效果表明,該系統(tǒng)可用于不同階段腦卒中患者的康復(fù)訓(xùn)練?？祻?fù)訓(xùn)練的最終目的是幫助患者將訓(xùn)練效果移植到生活中,使患者可以獨(dú)立從事基本的日?；顒?dòng)。加拿大ValterMc-Conville等通過(guò)基于PS2EyeToy的平衡訓(xùn)練驗(yàn)證了此項(xiàng)體感技術(shù)用于運(yùn)動(dòng)康復(fù)的可行性,同時(shí)也對(duì)其訓(xùn)練效果向現(xiàn)實(shí)世界的移植進(jìn)行了評(píng)估。研究采用AntiGray游戲進(jìn)行平衡訓(xùn)練,患者通過(guò)積極的頭部運(yùn)動(dòng)及手臂動(dòng)作控制虛擬人物躲避障礙、獲取代幣或目標(biāo),并利用身體的協(xié)調(diào)控制虛擬人在賽道中滑行的速度和精確度。訓(xùn)練效果移植的評(píng)估主要采用以下3種平衡測(cè)試:平衡板實(shí)驗(yàn)、前后羅姆格實(shí)驗(yàn)、單腿站立實(shí)驗(yàn)。結(jié)果顯示采用PS2EyeToy的實(shí)驗(yàn)組患者平衡能力提高,但在訓(xùn)練過(guò)程中出現(xiàn)了不適癥狀(頭痛、眼疲勞、眩暈等)。此類平衡運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練不適于運(yùn)動(dòng)障礙嚴(yán)重的患者。EyeToy已經(jīng)成功應(yīng)用于康復(fù)訓(xùn)練中,但其二維圖像處理的局限性也制約了此項(xiàng)技術(shù)在康復(fù)領(lǐng)域的發(fā)展。2010年索尼公司推出新產(chǎn)品Move控制器,可以偵測(cè)手部在空間的移動(dòng)及轉(zhuǎn)動(dòng),做到相當(dāng)精確的動(dòng)作感應(yīng)。Move控制器的推出給這項(xiàng)技術(shù)帶來(lái)良好的發(fā)展前景。但目前尚無(wú)該技術(shù)應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)康復(fù)的相關(guān)報(bào)道。2.2傳統(tǒng)護(hù)理訓(xùn)練效果的驗(yàn)證Wii是日本任天堂公司2006年推出的家用游戲主機(jī),包括主機(jī)和模擬控制器兩個(gè)部分。游戲玩家通過(guò)Wii手柄和平衡板來(lái)控制游戲。平衡板中集成了壓力傳感器,用于偵測(cè)用戶運(yùn)動(dòng)的壓力重心,用戶通過(guò)改變重心的位置控制游戲環(huán)境。目前,已經(jīng)有學(xué)者將此項(xiàng)技術(shù)及設(shè)備應(yīng)用于肢體運(yùn)動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練中。Burke等在論述和分析游戲用于康復(fù)訓(xùn)練的有效性、康復(fù)效果的影響因素(如趣味性和挑戰(zhàn)性)的同時(shí),開(kāi)發(fā)出一系列上肢康復(fù)游戲,如基于Wii的電顫琴游戲可以起到對(duì)手腕和手臂的康復(fù)訓(xùn)練作用?；颊呤治誛ii控制器,通過(guò)手臂移動(dòng)和按鈕控制操縱游戲環(huán)境中的虛擬演奏棒,實(shí)現(xiàn)電顫琴的仿真演奏。系統(tǒng)支持多個(gè)控制器同時(shí)使用,可使患者同時(shí)演奏多個(gè)音符或?qū)崿F(xiàn)多人訓(xùn)練。演奏結(jié)束后,系統(tǒng)將根據(jù)患者的訓(xùn)練表現(xiàn)進(jìn)行評(píng)分并給出激勵(lì)信息。不同的演奏曲目對(duì)手臂移動(dòng)的幅度及運(yùn)動(dòng)量有不同要求,考慮到不同患者訓(xùn)練要求的差異,系統(tǒng)在演奏模式的曲目菜單列表后附上了相應(yīng)曲目的提示信息(著重訓(xùn)練的部位及運(yùn)動(dòng)量),患者可根據(jù)理療師的康復(fù)要求選擇合適曲目進(jìn)行訓(xùn)練。在開(kāi)發(fā)基于體感技術(shù)的康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)的同時(shí),有必要對(duì)其實(shí)際臨床康復(fù)效果進(jìn)行驗(yàn)證,通常的方法是與傳統(tǒng)方式的訓(xùn)練效果進(jìn)行對(duì)比。Gil-Gomez等開(kāi)發(fā)了基于電腦和Wii平衡板的康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)——eBaViRSystem,用于姿態(tài)不穩(wěn)及平衡失調(diào)患者的康復(fù)訓(xùn)練。患者通過(guò)控制Wii平衡板完成AirHockey和BalloonBreaker康復(fù)游戲。實(shí)驗(yàn)組及對(duì)照組患者分別完成了20次時(shí)長(zhǎng)1h的游戲訓(xùn)練,通過(guò)訓(xùn)練前后兩組患者靜態(tài)和動(dòng)態(tài)平衡測(cè)試結(jié)果的對(duì)比,評(píng)估了eBaViR系統(tǒng)用于平衡康復(fù)的有效性。Deutsch等將基于Wii的平衡和運(yùn)動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練與傳統(tǒng)護(hù)理進(jìn)行比較。該研究選取2例患病5年以上的腦卒中患者(48歲男性患者,10年腦梗死病史;34歲女性患者,7年蛛網(wǎng)膜下腔出血史),每周進(jìn)行3次時(shí)長(zhǎng)1h康復(fù)訓(xùn)練,持續(xù)4周。其中男性患者進(jìn)行基于Wii的康復(fù)訓(xùn)練,訓(xùn)練內(nèi)容包括拳擊、保齡球、棒球、跳臺(tái)滑雪、障礙滑雪、走鋼絲、弓箭步以及公園漫步;女性患者采用標(biāo)準(zhǔn)護(hù)理,進(jìn)行諸如坐、站、節(jié)拍踏步等常規(guī)平衡和協(xié)調(diào)訓(xùn)練。對(duì)患者訓(xùn)練前、訓(xùn)練結(jié)束時(shí)、訓(xùn)練結(jié)束3個(gè)月后的步速、行走耐力和平衡性進(jìn)行測(cè)試,結(jié)果顯示,在接受訓(xùn)練后,男性患者和女性患者的步速分別提高了19%和12%,計(jì)時(shí)起立-走測(cè)試得分分別提高23%和15%。但使用基于Wii訓(xùn)練系統(tǒng)的患者在訓(xùn)練結(jié)束后對(duì)訓(xùn)練效果的保持不如傳統(tǒng)護(hù)理訓(xùn)練下的患者,原因是基于Wii的訓(xùn)練效果未能很好地移植到日常生活中。兩者的綜合運(yùn)用在未來(lái)運(yùn)動(dòng)康復(fù)應(yīng)用中有良好的發(fā)展前景。眾多研究證實(shí)基于Wii的肢體運(yùn)動(dòng)康復(fù)的可行性。Kaluarachchi等開(kāi)發(fā)的康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)包含兩款康復(fù)游戲(theRol-lyandTreasuregames),旨在為上肢輕癱患者提供積極有效的康復(fù)手段。其中theRollygame要求患者控制手腕及手臂的翻轉(zhuǎn),以保持虛擬環(huán)境中小球在支撐桿上的平衡,目的是增加患者上臂、前臂和手腕的轉(zhuǎn)動(dòng)范圍以及肌力及控制力。理療師可根據(jù)患者病況改變虛擬支持桿的摩擦系數(shù)、小球速度及支撐桿長(zhǎng)度,調(diào)整游戲難度水平以提高訓(xùn)練效果?；颊咄ㄟ^(guò)兩種游戲環(huán)境的訓(xùn)練,可提高反應(yīng)速度和肌肉控制能力。但目前該系統(tǒng)只支持站姿訓(xùn)練,具有一定的局限性。Harley等開(kāi)發(fā)的交互式腦卒中康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng),將Wii控制器的紅外攝像頭裝在天花板上,用以追蹤固定在患臂上的2個(gè)紅外信號(hào)燈,可以實(shí)現(xiàn)患者前臂的二維平面追蹤。系統(tǒng)配有一款以Peggle(幻幻球)為原型的康復(fù)游戲,患者通過(guò)手臂動(dòng)作操縱游戲中的彈珠發(fā)射臺(tái),擊中并消除畫(huà)面中網(wǎng)格狀分布的小球及其他目標(biāo)。游戲可以使患者患臂的活動(dòng)范圍最大化,提高患臂運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性,減小患臂顫動(dòng)。研究對(duì)1例輕度偏癱患者的可用性測(cè)試表明,基于幻幻球的康復(fù)游戲可以用于上肢運(yùn)動(dòng)康復(fù)。目前,各種基于Wii的肢體運(yùn)動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)僅支持依賴Wii控制器紅外攝像頭追蹤能力的二維平面追蹤。任天堂于2009年推出MotionPlus動(dòng)態(tài)感應(yīng)強(qiáng)化器,在原有基礎(chǔ)上增加了三軸陀螺儀感應(yīng)器,可以精確感應(yīng)傾斜、擺蕩的程度,從而可以精確地偵測(cè)人體手腕旋轉(zhuǎn)等動(dòng)作。維多利亞大學(xué)的Li等對(duì)增加了MotionPlus的Wii控制器進(jìn)行相關(guān)研究。研究實(shí)現(xiàn)了對(duì)一些腕部及手臂動(dòng)作的準(zhǔn)確識(shí)別、分類,并指出通過(guò)對(duì)控制器偵測(cè)到的患者動(dòng)作與理療師示范動(dòng)作的差異分析,可以實(shí)現(xiàn)康復(fù)動(dòng)作的評(píng)估。但研究處于初始階段,尚未開(kāi)發(fā)出基于此類技術(shù)的康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)。2.3運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練及旅游產(chǎn)品Kinect是微軟公司2010年11月發(fā)布的一款3D體感設(shè)備,可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)捕捉、影像辨識(shí)、麥克風(fēng)輸入、語(yǔ)音辨識(shí)、社群互動(dòng)等功能。Kinect采用光編碼技術(shù)對(duì)測(cè)量空間進(jìn)行編碼,并通過(guò)芯片運(yùn)算解碼,生成3D深度圖像。識(shí)別3D圖像深度信息后,Kinect通過(guò)渲染數(shù)據(jù),計(jì)算得到人體主要的20個(gè)骨骼位置,以此來(lái)判斷人體姿勢(shì),進(jìn)行骨架追蹤,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)與虛擬環(huán)境的人機(jī)交互。短短兩年多時(shí)間,國(guó)外學(xué)者發(fā)現(xiàn)該技術(shù)在醫(yī)療康復(fù)領(lǐng)域應(yīng)用的巨大潛力,開(kāi)始研究基于Kinect傳感器的肢體運(yùn)動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練技術(shù)。2.3.1上肢運(yùn)動(dòng)基于Kinect的運(yùn)動(dòng)康復(fù)研究中,針對(duì)上肢運(yùn)動(dòng)康復(fù)的研究較多。Chang等通過(guò)Kinect與高保真光學(xué)追蹤系統(tǒng)OptiTrack的性能比較,證明低成本的Kinect可達(dá)到與光學(xué)追蹤系統(tǒng)相衡的動(dòng)作追蹤效果,Kinect可作為臨床或家庭環(huán)境中的肢體運(yùn)動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練工具。Gama等設(shè)計(jì)了一套基于Kinect的針對(duì)肩、肘部運(yùn)動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練的系統(tǒng)。在康復(fù)訓(xùn)練過(guò)程中,患者需要進(jìn)行手臂自下而上的側(cè)舉運(yùn)動(dòng);系統(tǒng)通過(guò)提取Kinect傳感器捕捉的圖像,計(jì)算肩部與肘部在冠狀面內(nèi)的夾角,對(duì)患者進(jìn)行動(dòng)作糾正指導(dǎo)。Chang等開(kāi)發(fā)出Kinerehab運(yùn)動(dòng)障礙訓(xùn)練系統(tǒng)?；颊咴谟?xùn)練過(guò)程中依次完成雙臂的前伸、側(cè)展及上舉。通過(guò)Kinerehab系統(tǒng)可以自動(dòng)探測(cè)患者關(guān)節(jié)位置,判斷動(dòng)作是否標(biāo)準(zhǔn),運(yùn)動(dòng)量是否足夠,并以語(yǔ)音提示、動(dòng)畫(huà)演示形式實(shí)時(shí)反饋(患者動(dòng)作越準(zhǔn)確,動(dòng)畫(huà)中鯨魚(yú)尾部擺動(dòng)越大,歌聲越嘹亮)。該研究以ABAB序列(A代表無(wú)輔助技術(shù)的基本階段、B代表采用Kinere-hab系統(tǒng)的干預(yù)階段),證實(shí)患者在干預(yù)階段完成的正確動(dòng)作數(shù)明顯高于基本階段。美國(guó)猶他大學(xué)的Pastor等對(duì)Kinect和電腦游戲在上肢運(yùn)動(dòng)康復(fù)中的應(yīng)用進(jìn)行了可行性研究。系統(tǒng)采用水平放置的光滑透明支撐板作為手臂活動(dòng)界面,并將Kinect攝像頭向下放置于支撐板上方70cm處,用于追蹤患者的手臂動(dòng)作。患者需根據(jù)系統(tǒng)圖像提示,通過(guò)手臂移動(dòng),將屏幕光標(biāo)移動(dòng)到指定單元,以完成訓(xùn)練動(dòng)作。系統(tǒng)通過(guò)患者手臂位置信息判斷是否完成動(dòng)作,在對(duì)患者動(dòng)作評(píng)分(得分與手臂的移動(dòng)速度成比例關(guān)系)的同時(shí),提示患者下個(gè)目標(biāo)的位置。對(duì)1例48歲女患者(2年病史)訓(xùn)練前后進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查及Fugl-Meyer上肢運(yùn)動(dòng)功能評(píng)分,初步證實(shí)其對(duì)與上肢運(yùn)動(dòng)康復(fù)的可行性。隨著Kinect技術(shù)應(yīng)用的日趨成熟,研究者可根據(jù)康復(fù)部位、目的及相關(guān)要求,搭建各種運(yùn)動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)。若將Kinect與其他技術(shù)相結(jié)合,還可進(jìn)一步增強(qiáng)康復(fù)訓(xùn)練效果及訓(xùn)練過(guò)程的真實(shí)感,如Sadihov等開(kāi)發(fā)的加入增強(qiáng)型觸覺(jué)反饋的虛擬上肢康復(fù)系統(tǒng)。系統(tǒng)將Kinect與觸覺(jué)手套結(jié)合使用,在患者與虛擬康復(fù)訓(xùn)練環(huán)境交互時(shí),觸覺(jué)手套的手掌及手指部位裝有的振動(dòng)馬達(dá)通過(guò)基于運(yùn)動(dòng)的震動(dòng)仿真,為患者提供觸覺(jué)反饋,提高了患者康復(fù)訓(xùn)練的沉浸感。2.3.2平衡康復(fù)Lange等開(kāi)發(fā)了針對(duì)神經(jīng)損傷患者的平衡訓(xùn)練工具。基于Kinect的康復(fù)游戲JewelMine,要求患者通過(guò)自身動(dòng)作控制虛擬環(huán)境中的虛擬人將寶石放入框中,收集寶石越多,得分越高。在游戲過(guò)程中,系統(tǒng)用虛擬人反映患者的形象姿勢(shì)和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)?；颊咄ㄟ^(guò)接收到的反饋信息進(jìn)行肩、肘等部位的平衡調(diào)整,從而提高自身的平衡感知能力。訓(xùn)練游戲的沉浸感及人性化設(shè)計(jì)使得患者輕松專注地投入訓(xùn)練,帶給患者游戲訓(xùn)練的愉悅感,調(diào)動(dòng)了患者的訓(xùn)練積極性。Sun等開(kāi)發(fā)了平衡訓(xùn)練系統(tǒng)以增強(qiáng)患者平衡能力,減少跌倒造成的危害。系統(tǒng)自動(dòng)生成姿態(tài)框架(單腿站立姿態(tài))和虛擬人物,患者需根據(jù)系統(tǒng)生成的姿態(tài)框架結(jié)構(gòu)的形態(tài),控制虛擬人物作出相應(yīng)動(dòng)作。系統(tǒng)會(huì)根據(jù)虛擬人物與姿態(tài)框架的碰撞情況,對(duì)患者的訓(xùn)練表現(xiàn)進(jìn)行量化評(píng)估,以便安排后續(xù)訓(xùn)練任務(wù)。該研究只適用于靜態(tài)平衡訓(xùn)練,不能針對(duì)動(dòng)態(tài)平衡進(jìn)行相關(guān)訓(xùn)練。Garrido等開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)通過(guò)訓(xùn)練患者直線行走的平衡性,幫助患者從平衡功能障礙中恢復(fù)?；颊邚倪h(yuǎn)處直線走向Ki-nect,完成3m直線行走訓(xùn)練任務(wù),通過(guò)對(duì)患者行走過(guò)程中肩部運(yùn)動(dòng)的偵測(cè),評(píng)估患者動(dòng)態(tài)行走的平衡性,給出實(shí)時(shí)反饋信息。該系統(tǒng)適用于患者動(dòng)態(tài)平衡訓(xùn)練。2.3.3特定部位康復(fù)Cordella等實(shí)現(xiàn)了通過(guò)Kinect和基于蒙特卡羅方法的手指追蹤,對(duì)患者運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)進(jìn)行評(píng)估。首先由理療師做出手部動(dòng)作,通過(guò)在手指關(guān)節(jié)安置的標(biāo)記對(duì)手部動(dòng)作進(jìn)行追蹤,并采用貝葉斯估計(jì)方法過(guò)濾,使動(dòng)作追蹤對(duì)背景干擾具有較強(qiáng)的魯棒性。康復(fù)系統(tǒng)將手指關(guān)節(jié)的軌跡作為虛擬手的輸入信息,在虛擬環(huán)境中再現(xiàn)治療師的動(dòng)作,并將患者模擬的動(dòng)作與治療師的動(dòng)作在虛擬環(huán)境疊加,通過(guò)兩者之間的偏差對(duì)患者的運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)進(jìn)行評(píng)估。目前,該項(xiàng)研究并未完善和用于臨床試驗(yàn)。目前,基于Kinect的康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)不斷涌現(xiàn),著重于康復(fù)訓(xùn)練項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)及系統(tǒng)成果評(píng)估。但系統(tǒng)訓(xùn)練項(xiàng)目所測(cè)得的相關(guān)運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)數(shù)據(jù)并不代表患者運(yùn)動(dòng)能力的提升,因此需通過(guò)專業(yè)的康復(fù)評(píng)定方法對(duì)患者進(jìn)行運(yùn)動(dòng)功能評(píng)定。日本青山大學(xué)開(kāi)發(fā)了一套用于康復(fù)效果測(cè)試的康復(fù)評(píng)定系統(tǒng)。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了計(jì)時(shí)起立-走測(cè)試、10m步行測(cè)試及實(shí)時(shí)關(guān)節(jié)活動(dòng)度測(cè)量3項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)康復(fù)評(píng)定項(xiàng)目的搭建。3體感技術(shù)在肢體運(yùn)動(dòng)康復(fù)中的應(yīng)用體感技術(shù)應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)康復(fù)需要有康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)、體感設(shè)備等軟、硬件支持;基于體感設(shè)備的運(yùn)動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)通常配置趣味游戲,使患者忽視自身障礙及訓(xùn)練過(guò)程的無(wú)聊和痛苦,更專注于康復(fù)訓(xùn)練,提高康復(fù)訓(xùn)練效果。Wii、EyeToy、Kinect的運(yùn)動(dòng)控制,使用戶無(wú)需操作過(guò)多的控制按鈕,便可實(shí)現(xiàn)游戲控制及人機(jī)交互,使存在障礙的患者可以輕松訪問(wèn)、參與并受益于康復(fù)游戲?？祻?fù)系統(tǒng)的任務(wù)性訓(xùn)練項(xiàng)目及精確的感覺(jué)反饋,可為患者提供真實(shí)而安全的訓(xùn)練環(huán)境;患者可將虛擬環(huán)境中學(xué)會(huì)的動(dòng)作技能運(yùn)用到現(xiàn)實(shí)生活中。基于體感技術(shù)的康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)所提供的測(cè)評(píng)功能,可量化評(píng)定患者訓(xùn)練前后及訓(xùn)練過(guò)程中的各項(xiàng)指標(biāo),有利于醫(yī)療人員準(zhǔn)確掌握患者的康復(fù)狀態(tài),及時(shí)調(diào)整訓(xùn)練計(jì)劃和訓(xùn)練強(qiáng)度,制定更有針對(duì)性的康復(fù)目標(biāo)。Wii、Eye