基于虚拟现实技术的康复训练系统设计与实验验证

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ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅｒｅｈａｖｅｂｅｅｎａｓｅｉｒｅｓｏｆｓｔｕｄｉｅｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｔｏｇｕｉｄｅｔｈｅｐａｔｉｅｎｔｓｃａｒｒｙｉｎｇｏｕｔｔｈｅｋｉｎｅｓｉｏｌｏｇｙｒｅｈａｂｉｌｉｔａｔｉｏｎｔｒａｉｎｉｎｇｉｎ
ＬｉｕＹａｎ
ＸｕＬｉａｎ
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ｄｉｇｉｔａｌｖｉｒｔｕａｌｒｅａｌｉｔｙｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｃａｎｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｒｅｈａｂｉｌｉｔａｔｉｏｎｔｒａｉｎｉｎｇｅｆｆｅｃｔｂｙａｐｐｌｙｉｎｇｔｈｅｆｕｎａｎｄｔｈｅｖｉｓｕｌａａｎｄａｕｄｉｔｏｒｙｓｔｉｍｕｌｉｊｏｉｎｔｌｙ
。（ＤｅｐａｔｒｅｎｍｔｏｆＢｉｏｅｄｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｉｒｎｇｉｎＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｇｉｅｅｎ６ｎｇ，ＳｕｎＹａｔ－ＳｅｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１１４００，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ，Ｃｈｉｎａ）
第３Ｏ卷第７期
２０１３年７月
计算机应用与软件
ＣｏｍｐｕｔｅｒＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓａｎｄＳｏｆｔｗａｒｅ
Ｖ０１．３ＯＮｏ．７
Ｊｕ１．２０１３
基于虚拟现实技术的康复训练系统设计与实验验证
引导受训者进行训练，同时实时追踪受训者，并给予受训效果评估。
关键词
中图分类号
虚拟现实康复训练运动捕捉系统三维重建
ＴＰ３１１文献标识码Ａ
．
．
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－３８６ｘ．２０１３．０７．０２６
ＤＥＳＩＧＮｏＦＶＩＲＴＵＡＬＲＥＡＬＩＴＹ．ＢＡＳＥＤＲＥＨＡＢＩＬＩＴＡＴＩｏＮＴＲＡＩＮＩＮＧ
ＳＹＳＴＥＭＡＮＤＩＴＳＥＸＰＥＲＩＭＥＮＴＡＬＶＥＲＩＦＩＣＡＴＩｏＮ
ＭａＬｅＳｏｎｇ源自Ｒｏｎｇｔｈｒｅｅ．ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｍｏｄｅｌｉｎｖｉｒｔｕａｌｓｐａｃｅａｓｗｅｌｌａｓｔｈｅｉｒｒｅａ１．ｔｉｍｅｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎａｎｄｆｅｅｄｂａｃｋｏｎｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ。ｗｈｉｃｈｉｓａｃｈｉｅｖｅｄｂａｓｅｄｏｎ
用于患者，提高康复训练的效果。主要介绍基于ＯｐｔｉＴｒａｃｋ运动捕捉系统平台，通过自行开发的数据转换传输通道，将实时捕获的受训者的三维坐标数据传送给３ＤＳｔｕｄｉｏＭＡＸ进行三维重建，初步实现真实环境的对象与其在虚拟空间的三维模型实时同步，实现两者在信息上的实时交互和反馈。在此基础上，组建了基于数字虚拟技术的康复训练实验研究系统，开发了虚拟模型人的两个康复训练动作：肘关节屈曲９０。的粗大动作、手臂旋前和旋后的精细动作。经实验验证，该实验研究系统针对上述两个训练动作，可以实施
ｏｎｔｏｔｈｅｔｈｅｍ．Ｗｅｍａｉｎｌｙｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｐｒｉｍａｒｙｒｅａｌｉｓａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｒｅｌａ－ｔｉｍｅｓｙｎｃｈｒｏｎｉｓａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｏｂｊｅｃｔｉｎｉｔｓｒｅａｌ — ｔｉｍｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｎｄｉｔｓ
马乐宋嵘刘燕许莲
（中山大学中山医学院生物医学工程系。（中山大学工学院生物医学５１２程系
广东广州５１００８０）广东广州５１１４００）
摘
要
已有的一系列研究表明，在数字虚拟环境中引导患者进行运动机能的康复训练，可以使趣味性与视觉和听觉刺激联合作