一种基于虚拟现实的上肢康复训练系统的制作方

本发明涉及人机交互，具体涉及一种基于虚拟现实的上肢康复训练系统。背景技术：1、脑卒中患者在康复过程中面临上肢功能受损的问题，传统的康复治疗方法存在着许多限制，如单调性、受空间和时间限制，导致康复效果有限，虚拟现实技术在医疗领域的应用逐渐成熟，其具有创造逼真、可控、安全的虚拟环境的能力，为康复治疗提供了新的可能性，基于虚拟现实技术的康复装置能够提供更加多样化和个性化的训练内容，使康复过程更具吸引力和趣味性。2、目前一种基于虚拟现实的上肢康复训练系统可能存在以下问题：1、现有的上肢康复虚拟环境训练系统在创建和呈现虚拟现实环境过程中，缺乏对患者身体状态信息的准确获取和分析，从而造成了康复训练环境的不适应性，无法提供符合患者个体需求的虚拟现实环境，从而降低康复训练的有效性和患者的参与度，以及在实时状态监测模块的过程中，缺乏对患者实时生理指标的监测和准确评估，会导致无法及时发现患者的生理变化和康复训练中的潜在风险，增加康复过程中的安全隐患，甚至可能导致康复训练的失败。3、2、少数基于虚拟现实的上肢康复训练系统，在分析各患者对应的上肢康复训练效果过程中，缺乏对训练效果评分信息的准确获取和分析，会使康复专业人员无法量化评估患者的康复训练效果，难以发现训练中存在的问题和改进空间，从而影响康复训练的效果和进展。技术实现思路1、本发明的目的在于提供的一种基于虚拟现实的上肢康复训练系统，解决了背景技术中存在的问题。2、为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：本发明提供一种基于虚拟现实的上肢康复训练系统，包括：虚拟环境模块，用于获取各患者对应的身体状态信息，分析各患者在进行上肢康复训练时对应的虚拟功能，进而在康复训练设备上创建和呈现虚拟现实环境。3、实时状态监测模块，用于当各患者进行上肢康复训练时，通过各患者佩戴的传感器设备，结合生物反馈技术，监测各患者对应的实时生理指标，进而计算各患者在进行上肢康复训练过程中完成各训练动作时对应的生理激活评估系数。4、训练效果评分获取模块，用于在各患者的上肢康复训练结束时，显示各患者对应的上肢康复训练结果，通过图像设备和传感器设备，获取各患者在进行上肢康复训练时对应各训练动作的训练效果评分信息，训练效果评分信息包括动作完成时长评分、动作标准度评分、动作力量评分，进而计算各患者在完成上肢康复训练时各训练动作对应的训练效果评估系数。5、综合效果分析模块，用于根据各患者在进行上肢康复训练过程中完成各训练动作时对应的生理激活评估系数、各患者在进行上肢康复训练时各训练动作对应的训练效果评估系数，进而计算各患者在进行上肢康复训练完成各训练动作时对应的综合评估系数，由此分析各患者在完成各训练动作进行上肢康复训练对应的训练效果是否符合要求。6、进度跟踪分析模块，用于根据各患者在进行上肢康复训练时对应的虚拟环境训练难度、各训练动作对应的综合效果评估系数、训练频率，从而分析各患者对应的上肢康复训练进展。7、预警终端，用于当得到各患者在进行上肢康复训练时对应的动作执行情况时，进行预警提示，当得到各患者对应的上肢康复训练进展时，进行预警提示。8、优选地，所述分析各患者在进行上肢康复训练时对应的虚拟功能，具体分析过程如下：a1、在上肢康复训练设备中设置对应的相关虚拟训练设计，相关虚拟训练设计包含有各环境训练、各患者之间的互动训练、趣味性训练活动；9、a2、在上肢康复训练设备对应的各虚拟环境设置过程中，通过设置日常生活场景、户外运动场所、办公场所、娱乐休闲场所，从而确定各虚拟环境，在各虚拟环境中增加互动功能，当各患者在选择了相同的虚拟环境进行上肢康复训练，并确定使用互动功能时，将各患者分配至同一虚拟环境中进行互动训练；10、a3、在各虚拟环境中设置各种类趣味性训练活动，以及在训练过程中设置游戏化的训练任务；11、a4、在各患者进行虚拟现实的上肢康复训练前，检查各患者对应的身体状态信息，以及从各患者对应的病例单中获取病例信息，当各患者进行上肢康复训练时，根据各患者对应的身体状态信息，从而在上肢康复训练设备的功能选择界面显示与各患者身体状态信息对应的上肢康复虚拟训练环境。12、优选地，所述计算各患者在进行上肢康复训练过程中完成各训练动作时对应的生理激活评估系数，具体监测过程如下：b1、各患者在进行上肢康复训练过程中配戴传感器设备，根据设定的监测时间点，从而实时监测得到各患者在完成各训练动作时对应的实时生理指标，实时生理指标包括心率、皮肤电阻值，以及肌电图幅值，将各患者完成各训练动作在各检测时间点对应的心率、皮肤电阻值通过均值计算，由此得到各患者在完成各训练动作时对应的心率、皮肤电阻值；13、b2、从数据库中获取历史数据中各患者进行上肢康复训练过程中各训练动作时对应的标准生理指标，标准生理指标包括标准心率、标准皮肤电阻值、标准肌电图幅值；14、通过计算公式，得到各患者在进行上肢康复训练过程中完成各训练动作时对应的生理激活评估系数，为各患者对应的编号，，为大于的任意整数，为各训练动作对应的编号，，为大于的任意整数，其中分别表示为第个患者在进行上肢康复训练执行第个训练动作时对应的心率、皮肤电阻值、肌电图幅值，分别表示为标准心率、标准皮肤电阻值、标准肌电图幅值，分别为设定的心率对应的权重因子、皮肤电阻值对应的权重因子、肌电图幅值对应的权重因子。15、优选地，所述获取各患者在进行上肢康复训练时对应各训练动作的训练效果评分信息，具体获取过程如下：c1、使用摄像头对各患者进行拍摄监测，在各患者进行上肢康复训练时，使用计算机视觉技术，检测得到各患者在完成各训练动作对应的开始时间点和结束的时间点，从而获取各训练动作对应的动作完成时长，将各训练动作对应的完成时长与设定的标准完成时长进行比较，由此得到各训练动作对应的动作完成时长评分；16、c2、通过运动作捕捉设备，根据设定的监测时间点，实时获取各患者完成各训练动作在各检测时间点对应的关节角度，将各患者完成各训练动作在各检测时间点对应的关节角度与设定的标准关节角度进行比较，得到各患者完成各训练动作在各检测时间点对应的动作标准度评分，将各训练动作在各检测时间点对应的标准度评分通过均值计算，并根据设定的动作标准度评分标准，由此得到各训练动作对应的动作标准度评分；17、c3、通过肌电图设备，实时监测各患者完成各训练动作在各监测时间点肌肉活动和力量输出，将各患者完成各训练动作在各监测时间点对应的肌肉收缩情况、力量输出数据分别与设定的标准肌肉收缩情况、标准力量输出数据进行比较，得到各患者完成各训练动作在各检测时间点对应的动作力量评分，将各训练动作在各检测时间点对应的动作力量评分通过均值计算，并根据设定的动作力量评分标准，由此得到各患者完成各训练动作对应的动作力量评分。18、优选地，所述计算各患者在进行上肢康复训练时各训练动作对应的训练效果评估系数，具体计算过程如下：从数据库中获取历史数据中各患者在进行上肢康复训练时对应的标准训练效果评分信息，标准训练效果评分信息包括标准动作完成时长评分、标准动作标准度评分、标准动作力量评分；19、通过计算公式，得到各患者在进行上肢康复训练时各训练动作对应的训练效果评估系数，其中分别表示为第个患者在进行上肢康复训练执行第个训练动作时对应的动作完成时长评分、动作标准度评分、动作力量评分，、、分别表示为标准动作完成时长评分、标准动作标准度评分、标准动作力量评分，分别为设定的动作完成时长评分对应的权重因子、动作标准度评分对应的权重因子、动作力量评分对应的权重因子。20、优选地，所述计算各患者在进行上肢康复训练完成各训练动作时对应的综合评估系数，具体计算过程如下：根据各患者在进行上肢康复训练过程中完成各训练动作时对应的生理激活评估系数、各患者在进行上肢康复训练时各训练动作对应的训练效果评估系数，通过计算公式，得到各患者在进行上肢康复训练完成各训练动作时对应的综合评估系数，其中分别为设定的生理激活评估系数对应的权重因子、训练效果评估系数对应的权重因子。21、优选地，所述分析各患者在完成各训练动作进行上肢康复训练对应的训练效果是否符合要求，具体分析过程如下：将各患者在进行上肢康复训练完成各训练动作时对应的综合评估系数与预设的综合评估系数阈值进行比较，若某患者在进行上肢康复训练执行某训练动作时对应的综合评估系数大于或者等于预设的综合评估系数阈值，则说明该患者在执行该训练动作进行上肢康复训练对应的训练效果符合要求，若某患者在进行上肢康复训练执行某训练动作时对应的综合评估系数小于预设的综合评估系数阈值，则说明该患者在执行该训练动作进行上肢康复训练对应的训练效果不符合要求，由此分析各患者在完成各训练动作进行上肢康复训练对应的训练效果是否符合要求。22、优选地，所述分析各患者对应的上肢康复训练进展，具体分析过程如下：从数据库中获取各患者对应的上肢康复训练频率、各患者在各次上肢康复训练过程中选择的虚拟训练环境，以及各虚拟训练环境对应的训练难度等级，并根据各患者在进行上肢康复训练完成各训练动作时对应的综合评估系数，通过计算机软件绘制各患者在各次上肢康复训练时对应的康复训练效果图，由此得到各患者对应的上肢康复训练进展；23、根据各患者对应的上肢康复训练进展和各虚拟训练环境对应的训练难度等级，进而当各患者进行后续的上肢康复训练时，上肢康复训练设备管理平台在功能选择界面显示符合各患者上肢康复训练进展对应的虚拟训练环境。24、本发明的有益效果在于：1、本发明提供的一种基于虚拟现实的上肢康复训练系统，通过分析各患者的身体状态信息和病例单，确定合适的虚拟训练环境和互动功能，增加患者对康复训练的兴趣和积极性，提高训练效果和治疗效果，通过实时监测患者的生理指标，有利于及时发现患者的生理变化，确保康复训练的安全性和有效性，结合生物反馈技术，能够根据患者的实时生理状态调整训练方案，实现个性化康复训练，通过将动作完成时长评分、动作标准度评分和动作力量评分进行量化评估，有助于康复专业人员客观地评估患者的训练效果，在康复训练结束时即时显示训练结果，为康复专业人员提供及时反馈，帮助调整训练方案。25、2、本发明实施例通过结合生理激活评估系数和训练效果评估系数，从而全面分析患者的康复训练效果，为康复专业人员提供综合性的评估依据，以及通过康复训练效果图直观展示患者的训练进展，使康复专业人员更好地了解患者的康复状况，根据患者的康复训练进展和虚拟训练环境的难度等级，智能推荐适合患者的训练环境，提高康复训练的针对性和有效性。