脑卒中步态康复训练信息采集系统设计与实现

摘要

脑卒中患者运动功能的康复主要依赖于针对患肢的运动训练，虚拟现实技术为传统的康复训练引入了丰富的训练任务和环境。现有的虚拟现实训练多基于仅可沿直线前进的活动平板，而通过自然行走在虚拟环境中漫游却往往受限于活动场地和定位空间的大小。所以，通过对重定向行走方法的深入研究，实现沉浸式虚拟环境中基于完全的自然行走的步态康复训练，对脑卒中患者有着重要意义。已有重定向行走的算法设计和参数测量仅针对健康人群，因而，本课题旨在采集脑卒中患者的步态数据，并以实验测量其对重定向操作的感知阈值，为进一步的研究提供依据。 系统选择Unity作为开发环境、HTC Vive作为虚拟现实硬件设备，按照软件工程方法，首先对系统进行需求分析、总体设计；然后将系统划分为信息采集、信息管理、用户管理三个子系统，并进一步划分为步态信息采集模块、重定向增益感知阈值采集模块，基本信息管理模块、病程信息管理模块、步态信息管理模块、阈值信息管理模块、信息统计模块、用户管理模块和权限控制模块共九个模块，并对每个模块进行详细的功能设计和界面设计；随后使用C#语言和MySQL数据库对系统进行开发和实现，并对系统功能进行测试。 系统通过使用追踪定位技术实现了步态信息的采集，通过使用心理物理学中的调整法提升了重定向增益感知阈值测定实验的效率，为重定向系统控制算法的研究和医学相关性分析提供了数据基础。

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