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一种支持代偿运动识别的上肢虚拟训练方法
目的:为了建立正常的上肢运动功能,识别虚拟康复训练中的代偿运动问题,形成可量化的上肢运动训练评估.方法:利用多个微型角度传感器获取虚拟训练中上肢的各部位角度数据,在虚拟环境下交互驱动操作物以进行训练.提出代偿运动率的概念以及代偿运动识别算法对基本动作训练中的代偿运动进行判断和量化.借助自研的上肢虚拟训练平台,让3位上肢功能正常者分别通过正常动作运动模式和几种代偿模式完成腕伸基本动作模拟训练,验证代偿运动识别算法的有效性.结果:对比试验中,虚拟训练平台分别获取训练者在正常运动和代偿运动模式下的代偿率结果,该值与实际代偿运动情况具有一致性.结论:该康复训练方法中的代偿运动识别算法对上肢基本动作训练的代偿运动识别有效,代偿运动率的引入可使训练量化评估更具完整性.
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基于虚拟现实技术手功能康复训练系统的设计及临床应用
目的:根据手外伤后手功能障碍的特点,基于虚拟现实技术研制出一种增强手部肌力和协调性的手功能康复训练系统.方法:通过贴片式压力传感器实时采集患手的力学信息,将其输入到虚拟现实环境中驱动虚拟环境的运行,该系统能够智能设置虚拟环境中执行任务的难度,根据采集到的力学信息作出相应的康复评价.本文从总体构思,系统的组成和功能设计,系统实现所采用的力传感器模块、采集模块、虚拟现实模块和评估模块开发等方面进行介绍,并进行了初步的临床对照试验.结果:研制出基于虚拟现实技术的手功能康复系统;通过2周的临床试验,试验组在侧捏力(0.64±0.75N vs 0.09±0.21N)、握力(2.14±1.57N vs 0.81±1.00N)、ADL评分(3.44±2.45 vs 0.67±2.82)方面改善均优于对照组(P＜0.05).结论:该系统具有成本低、结构简单、易于维护、安全性高等特点,有助于推动虚拟现实技术在手功能康复治疗领域中的应用.
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面向虚拟训练的脑卒中患者康复策略
目的:为了应对老龄化社会带来的数量日益剧增的脑卒中患者在康复训练上面临的严峻挑战,探讨基于虚拟现实的训练策略和方法对其功能康复的影响.方法:通过分析虚拟世界和物理世界的特点与联系,并结合脑卒中患者的病理性特征,提出了一种基于虚拟现实的任务导向式的多模式康复训练策略.结果:在该训练策略的基础上,开发了一套针对脑卒中患者上肢康复训练的可视化平台.结论:初步形成了一套针对脑卒中患者康复训练的策略和理论,对基于虚拟现实的康复训练系统开发有一定的指导意义.
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一种新型智能交互式上肢康复机器人研究
目的:针对现有的上肢康复机器人的不足,设计一款新型的智能交互式上肢康复机器人帮助脑卒中偏瘫患者完成上肢康复训练.方法:设计一种新型3个自由度的上肢康复机器人机械结构,利用套筒和弧齿锥齿轮组成的传动系统进行动力传输,所有电气系统元件统一安装于机器人底部机箱内减少噪音.设计电气控制系统,完成系统实验对样机进行验证,并用Unity3D引擎设计一款专用于本机器人的虚拟现实游戏使患者的训练更具有趣味性.结果:该机器人能按设计要求完成3自由度的运动,能很好地完成规划的预定动作并实现噪音小的设计目标.虚拟现实训练能够有效地提高康复训练的质量和效率.结论:该上肢康复机器人能基本实现预期功能和效果,帮助偏瘫患者进行训练达到康复的目的.
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虚拟现实技术对脑卒中偏瘫患者上肢功能康复疗效的meta分析
目的:系统评价虚拟现实技术对脑卒中患者偏瘫上肢功能康复的临床疗效.方法:检索国内外有关虚拟现实上肢康复训练与常规康复训练对比治疗脑卒中患者偏瘫上肢运动障碍的临床随机对照试验,计算FMA-UE的加权均数差(WMD),运用RevMan4.2软件对符合条件的所有结果进行meta分析.结果:终纳入7篇临床随机对照试验.meta分析结果显示,治疗前虚拟现实组与常规组FMA-UE评分差异不具有显著性:WMD=1.38,95％CI为[-2.39,5.15]；治疗前后虚拟现实组FMA-UE评分差异具有显著性:WMD=-9.95,95％ CI为[-13.92,-5.89],虚拟现实组的FMA-UE评分治疗后明显高于治疗前；治疗后虚拟现实组与常规组FMA-UE评分差异具有显著性:WMD=4.99,95％CI为[2.40,7.57],治疗后虚拟现实组的FMA-UE评分明显高于常规组.结论:虚拟现实上肢康复训练能有效地促进脑卒中患者偏瘫上肢功能的康复,并比常规康复训练更加有效.但是,目前关于虚拟现实上肢康复训练的高水平临床研究较少,故需要进一步进行大样本的临床随机对照试验来证实其疗效.
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虚拟现实康复训练程序在早期帕金森病患者中的应用
目的:促使早期帕金森病患者维持治疗,巩固疗效,阻止疾病进展,提高患者生命质量.方法:对2010年5月-2012年5月在我院住院的帕金森病患者52例,在住院期间通过对患者运用虚拟现实康复训练治疗,康复训练前后进行运动功能评估,治疗1个月后观察患者的临床疗效,采用改良的webster症状评分表及统一的评定量表 (UPDRS)评分,再进行疗效评定评价.发放调查表,包括患者病情进展情况、生活质量情况、患者及家属的满意度情况,将此康复训练前后的评估结果和调查结果进行比较.结果:虚拟现实康复训练后,患者运动功能较前均有较大进步,此法改善了帕金森病患者的运动功能,提高了患者的生活质量,患者家属的满意度100%.结论:虚拟现实康复训练在帕金森病的综合治疗中占有重要地位,具有重要的临床意义,值得推广.
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体层次迭代发射算法
本文介绍体层次迭代发射算法,它用于虚拟现实图形演示的体放射法.基于体单元对光线的发射、吸收、漫射、反射和散射基础上的体放射法,适用于复杂景物的生成和演示,在真实感图形演示中具有重要地位.本文首先介绍体放射法的主要技术细节,如光线计算,体放射方程,光线生成参数,接着说明体层次发射算法的机理,后给出了本算法生成的实例.同时对算法还做了评估.
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一种虚拟现实系统接触交互接口
研究基于人手的人机接触交互接口,介绍一种新型的"力觉反馈数据手套".该"力觉反馈数据手套"同时具有数据手套和手指力觉反馈功能,不但可以使用户以比较自然的方式实现对虚拟环境的操作,而且用户可以从中得到与操作过程中接触信息保持一致的力觉反馈信息.因此它是一种理想的人机接触交互接口.
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基于VR技术的遥操作仿真技术研究
本文给出一个基于VR技术的遥操作仿真演示系统,该系统使操作人员通过与虚拟环境中的运动客体进行交互,达到远程遥控真实世界中受控物体的目的.
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仿真内窥镜系统的原理与功能
介绍了一个典型的仿真内窥镜系统的原理、功能与应用.该系统的特点是:(1)依靠自己的研究与技术积累,自行研究,自主开发;(2)基于造价低廉、普及面很宽的微机环境和微软,容易推广;(3)基于通用图形平台OpenGL,可以利用大量的图形加速卡来提高系统效率;(4)应用面宽:本技术可用于人体各种空腔器官的内窥,可用于疾病诊断、手术指导、辅助教学等.
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建立我国虚拟现实医疗中心的研究和设计
在全球范围内,焦虑症患者的数量逐步增加,尤其在我国,由于社会高速发展,无论在成人中还是儿童中都或多或少的存在这样的现象.于是,如何在传统治疗方法的基础上更有效地治疗焦虑症显得尤为重要.随着虚拟现实技术的发展,将其应用在焦虑症诊疗和相关的医学教育等领域已成为可能,本文就是针对这一问题,结合我国具体国情进行了系统研究,并给出了如何在我国建立虚拟现实医疗中心(VRMC)的设计设想.
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虚拟现实技术在医学中的应用研究与设计
虚拟现实技术作为一门包括计算机和网络技术、传感器技术等的综合技术,被广泛应用于医学教学和诊疗中.本文主要研究了虚拟现实技术及其在医学教学、临床诊断和治疗领域的具体应用情况,并设计了相应的实现步骤和设计方案.
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应用虚拟现实技术对室间隔缺损三维超声诊断的实验研究
目的应用虚拟现实(VR)技术,实现室间隔缺损(VSD)的心内三维超声虚拟现实诊断.方法建立10个新鲜离体猪心VSD模型,采集三维超声图像进行三维重建和可视化,建立心内三维超声VR系统.结果应用VR技术后,显示缺损的形态、部位、数目和邻近解剖结构间的关系,均与与解剖后观察结果一致.测量三维重建并虚拟显示后的VSD面积、大径和小径,结果测得数据与实测值高度相关(r＞0.95,P＜0.01).结论 VR为小儿先天性心脏病三维超声诊断提供了一种新方法.
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动态心内三维超声虚拟现实诊断方法研究
目的应用虚拟现实(VR)技术,通过临床初步应用研究,评价小儿先天性心脏病心内三维虚拟现实诊断方法的可行性.方法正常小儿20例、先天性心脏病患儿30例(ASD 10例、VSD 9例、TOF 11例),分别进行全心三维图像重建,实现动态三维超声虚拟现实显示,对虚拟心内结构进行三维空间定位观察,显示心内结构异常者与心导管术后或手术后诊断或三维超声诊断进行比较,确定该方法的空间定位及空间结构关系判断的准确性.结果动态心内三维超声虚拟显示技术能正确显示正常及先天性心脏病患儿的心内结构,诊断心内结构异常者与心导管术后或手术后诊断或三维超声诊断一致.结论动态心内三维超声虚拟现实技术为小儿先天性心脏病无创性三维超声诊断提供了一种新方法.
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基于虚拟现实的女性盆腔可视化及手术仿真
目的 实现基于虚拟现实的女性盆腔可视化及手术仿真.方法 选取中国可视人体数据集的盆腔部分作为数据源,对盆腔中的重要器官进行分割处理,并在此基础上进行基于VRML的盆腔可视化以及基于Dextrobeam系统的虚拟手术仿真研究.结果 成功构建了基于虚拟现实的女性盆腔网络化模型和手术模型,可清晰显示各盆腔器官结构,并进行手术仿真操作.结论 虚拟现实技术的运用可有效地推动解剖教学与手术设计,为医学教育与培训提供逼真的模拟实践平台.
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建立下肢动脉血管有限元模型及模拟计算流体力学
下肢动脉疾病已成为危害大众健康的重要疾病之一.对于下肢动脉的血流动力学研究由来已久,有学者[1]使用硅胶玻璃或生物材料制作仿生血管建立血管模型,却不能达到完全的仿真效果,且实验参数也仅限于速度、压力等,无法满足临床要求.近年来,很多学者开始尝试以数字模拟的方法研究下肢动脉血液流体力学,但现有模型大部分均是经过简化处理或利用CAD技术绘制而成[2],基于这些模型得到的计算结果无法真实反映下肢动脉的血流动力学特点[3];且大部分研究[4-5]将流体假设为理想流体,流体性质为定常流,偏离了生理实际.
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虚拟现实技术在数字人体数据集中的应用
目的 研究虚拟现实技术在数字人体数据集上的应用.方法 基于中国第一例数字化女虚拟人数据集的重建结果,运用虚拟现实整合软件开发解剖教学系统及虚拟手术室漫游.结果 开发出了一个3D 解剖图谱及一个虚拟手术室漫游系统.结论 虚拟现实技术增强了可视化效果,具有较强的交互性,拓宽了虚拟人体数据集的应用范围.
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数字人体的虚拟与仿真技术
本文首先介绍了数字人体虚拟与仿真技术的基本概念;然后讨论了数字人体虚拟现实系统的基本类型、技术系统的结构、虚拟VR-(IS技术特点与应用、数字人体虚拟系统的关键理论、虚拟系统模型;后阐述了虚拟现实技术的发展、虚拟现实系统的类型和构成.
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脑瘫患儿家庭远程康复的研究进展
脑性瘫痪简称脑瘫,是患儿在妊娠期及出生后1个月内发生的非进行性脑损伤,临床表现主要为运动障碍和姿势异常,常合并癫痫、惊厥、智力障碍、言语障碍、情绪异常等健康问题.全球脑瘫发病率约为1 ‰～5 ‰,2013年对我国12个省的研究[1]显示,我国脑瘫发病率为2.48 ‰,约有400万～500万脑瘫患儿.研究[2-4]指出,脑瘫虽不能治愈,但长期康复治疗可延缓患儿畸形的发展,改善患儿的生活质量.研究[1,5-6]显示,我国脑瘫患儿康复多集中在医院,住院康复花费的人力、财力和时间较多,大部分脑瘫患儿来自农村,其家庭经济能力不足、就医途径不便导致患儿无法维持长期的住院康复治疗.将康复引入家庭并与远程通信技术相结合,在患儿日常生活中融入康复训练,由专业康复治疗师远程指导患儿家长康复训练方法,既能保证患儿康复训练持续、正确、有效地进行,又能在一定程度上减轻家庭经济负担和家长的压力[7-8].因此,发展脑瘫患儿家庭远程康复对患儿、患儿家庭及社会有重大意义.
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乳腺癌患者术后康复训练虚拟现实系统的设计及应用
利用并集成高性能的计算机软硬件及各类先进的传感器,开发了乳腺癌患者术后康复训练虚拟现实系统,根据淋巴水肿的变化和运动功能的情况,将康复训练分为4期.选取浙江省某三级甲等医院的单侧或双侧乳腺癌改良根治术后患者76例作为研究对象,按照患者住院号的单双号分为试验组与对照组,每组各38例.试验组通过虚拟现实系统协助患者进行患肢功能康复训练;对照组采用护士示范结合乳腺癌康复操相关视频进行患肢功能康复训炼.观察两组患侧肢体功能恢复情况、康复训练的依从性和患侧肢体水肿情况.结果表明,试验组肩关节活动度明显优于对照组,差异有统计学意义(P＜0.01);试验组康复训练的依从性及患侧肢体水肿程度优于对照组,差异有统计学意义(P＜0.05).虚拟现实系统辅助治疗以游戏参与的形式控制患者的肢体训练过程,可帮助患者肢体功能恢复.
