基于虚拟现实技术的手指康复系统研究

摘要

随着人们生活水平的提高及社会老龄化程度的加剧,由于脑损伤及外界运动导致的手指僵硬、痉挛及运动功能障碍等病情愈来愈多,严重影响了患者的工作、生活和学习,给患者家庭及社会带来极大的负担。医学研究表明一定程度的辅助训练有助于手指运功功能的恢复,而传统的医师和患者一对一的康复辅助训练存在康复周期长、过程乏味、成本较高及无法进行准确的康复评定等缺陷,研制能够克服上述缺点的手指康复机器人亦显得愈发必要。
　　虚拟现实技术近年来得到迅速的发展,融合了包括计算机图形学、医学图像处理学和人工智能与模式识别在内的多种先进技术,也已应用于医疗影像、娱乐影视等多个领域。虚拟现实技术能够以很强的逼真度和沉浸感让使用者在愉快的心情下完成特定的任务,同时也能对任务中的信息进行功能强大的全面的分析处理。基于虚拟现实技术的手指康复系统便逐步得到重视,获得了长足的发展。本论文从软硬件和机械设计等方面详细介绍了手康复系统的设计与实现。
　　在分析了现存的基于虚拟现实技术的手指康复系统的作用单一、安全性低、结构复杂等缺点的基础上,结合问卷调查、游戏理论和康复评定机理等方案,本论文研制了一种小型轻便、操作简单、融合虚拟现实技术、捏力或握力采集和较准确的康复评定机制于一体的用于临床和家庭治疗的手部外伤后功能康复系统,并通过初步病例实验证实了其康复治疗效果。该系统特点是成本低、易维护、结构简单等,具有重要的社会经济效益和广泛的应用前景。

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1 引言

1.1课题来源及背景

1.2 课题的目的及意义

1.3虚拟现实

1.4 国内外研究现状及其存在的问题

1.5论文的主要研究内容

1.6 本章小结

2 手指康复系统虚拟现实设计

2.1本研究的基本概念

2.2 系统设计

2.3软件库介绍

2.4 本章小结

3 手指康复系统虚拟现实的实现

3.1 虚拟现实界面简介

3.2 手势变换游戏

3.3 坦克射击游戏

3.4 赛车竞速游戏

3.5 本章小结

4.1 设计理念及思路

4.2 机械结构的设计与实现

4.3 传感器数据采集

4.4 本章小结

5 手指运动功能康复评定机制研究

5.1康复评定基本概念

5.2手指康复评定机制设计与实现

5.3 初步试验结果

5.4 本章小结

6 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间获得论文和专利情况