基于虛擬現(xiàn)實(shí)的網(wǎng)絡(luò)化步態(tài)訓(xùn)練康復(fù)機(jī)器人系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、醫(yī)學(xué)研究表明，及早對(duì)下肢殘障患者進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練能增強(qiáng)關(guān)節(jié)活動(dòng)度，明顯提高下肢運(yùn)動(dòng)能力的最終康復(fù)程度?？祻?fù)機(jī)器人是機(jī)器人技術(shù)在醫(yī)療方面的新應(yīng)用?；谔摂M現(xiàn)實(shí)的步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人系統(tǒng)不僅可以利用機(jī)器人對(duì)病人進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練、數(shù)據(jù)記錄、分析和掌握病人的康復(fù)情況，而且采用基于虛擬現(xiàn)實(shí)的輔助訓(xùn)練軟件，通過虛擬環(huán)境來鼓勵(lì)患者積極主動(dòng)地參與康復(fù)訓(xùn)練，可以進(jìn)一步地提高康復(fù)訓(xùn)練的效果。本文工作在是中科院合肥智能機(jī)械研究所機(jī)器人傳感器實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)的國家863項(xiàng)目網(wǎng)

2、絡(luò)化多個(gè)老人殘障者遠(yuǎn)程上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人(No.2008AA04020)的資助下完成。本文的主要內(nèi)容如下:
　　 (1)網(wǎng)絡(luò)化步態(tài)訓(xùn)練康復(fù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)?？祻?fù)訓(xùn)練系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)軌跡是基于人體正常行走時(shí)踝關(guān)節(jié)的運(yùn)行軌跡設(shè)計(jì)的。系統(tǒng)提供主被動(dòng)兩種訓(xùn)練模式，每種模式下均設(shè)有四種不同難度的級(jí)別，以便患者不同階段的訓(xùn)練。網(wǎng)絡(luò)化康復(fù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了一名醫(yī)生同時(shí)指導(dǎo)訓(xùn)練多名患者的模式，病患端的運(yùn)動(dòng)速度、力、脈搏、肌張力等生理信息，實(shí)際訓(xùn)練模式、訓(xùn)練難度、工

3、況等訓(xùn)練信息和現(xiàn)場(chǎng)訓(xùn)練的視頻，這些都能實(shí)時(shí)地在遠(yuǎn)程醫(yī)生端顯示出來，并且醫(yī)生端可以實(shí)時(shí)監(jiān)控指導(dǎo)病患的實(shí)際訓(xùn)練。
　　 (2)基于虛擬現(xiàn)實(shí)的康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。引入cocos2d游戲引擎作為整個(gè)虛擬世界的創(chuàng)建基礎(chǔ)，將患者訓(xùn)練時(shí)的運(yùn)動(dòng)速度作為游戲中角色的速度，在患者參與虛擬游戲的同時(shí)，粗略的評(píng)測(cè)出下肢運(yùn)動(dòng)能力和康復(fù)情況。
　　 (3)網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)、虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)、康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)的融合設(shè)計(jì)。以康復(fù)訓(xùn)練設(shè)備為病患訓(xùn)練時(shí)的實(shí)體基礎(chǔ)，分別在

4、醫(yī)生端和病患端運(yùn)行不同的軟件，互相之間實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化通信。病患端軟件引入虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，虛擬游戲以線程方式在系統(tǒng)中運(yùn)行，以單例設(shè)計(jì)模式為主要模式，通過與病患端主軟件協(xié)同合作，對(duì)病人的速度等生理信息進(jìn)行快速合理有效的讀取操作，并實(shí)時(shí)形象化的反映在游戲中。
　　 本文的創(chuàng)新之處是，充分融入了網(wǎng)絡(luò)化遠(yuǎn)程監(jiān)控操作，建立了以虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)為輔助軟件的步態(tài)訓(xùn)練康復(fù)機(jī)器人系統(tǒng)，既提高了病患參與康復(fù)訓(xùn)練的積極性，也實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化一對(duì)多康復(fù)訓(xùn)練指導(dǎo)的模式，