使用频率高、运动损伤（如摔跤）、疾病（如脑中风）等都可能导致腕关节功能性障碍。腕关节康复训练在促进功能障碍恢复中起着重要作用。AR（Augmented Reality,增强现实）技术是一种借助相关技术把虚拟对象无缝叠加到真实世界中,从而实现对真实世界环境增强补充的技术。将AR技术和腕关节康复相结合,把计算机生成的虚拟指导训练信息叠加到病患腕关节真实训练过程中,让病人清晰、明确地看到自己当前肢体动作和训练目标的真实差异,并通过引导患者反复训练从而有效地实现康复目标。AR腕关节康复虚实融合关键技术的研究在一定程度上为AR技术应用于康复医学腕关节治疗提供了建模方法,同时为多学科交叉研究提供了解决思路。因此论文工作具有一定的理论和应用价值。AR技术应用到康复训练领域已成为当前理论研究和应用实践热点,虚实叠加是要解决的关键问题之一。近几年国内外工作取得了一定成果,但通过深度调研和分析发现AR虚实融合技术在腕关节康复领域研究中还存在部分局限性:大多数虚实叠加场景缺乏针对性强的专业训练,没有构建针对腕关节康复训练的模型;在虚实叠加效果方面,场景生成时几何一致性、动作一致性和时间一致性效果差;虚实叠加场景显示采用头戴显示器和投影仪等昂贵设备。论文工作将解决以上三个问题,重点针对第二个问题进行解决。论文工作主要目标是基于AR技术生成的虚实叠加场景能帮助患者有效地进行手腕关节活动度训练。一方面渲染的虚拟场景应该能指导患者的训练过程,另一方面虚实叠加场景要能够评估训练状态并自适应调整。论文主要进行了以下三个方面的研究工作:首先,分析并建模虚实对象。基于手腕临床康复领域背景知识,从人体解剖角度深度分析腕关节运动行为,确认了MEMS传感器的佩戴位置,确定了虚拟对象锚定点并建立已佩戴传感器的腕关节运动行为数学模型。然后在康复训练ROM（Range of Motion,关节活动度）评定基础上分析处方这一虚拟对象并建模。此外,为了能评估患者训练状态又建立处方自适应调整模型。其次,实现虚实融合及显示算法。在虚实对象分析及建模基础上,应用AR虚实融合方法与技术,确定算法的实现思想。从静态和动态的角度描述并分析虚实融合算法并,同时给出了虚实融合场景显示算法描述及分析。算法实现了虚实叠加的一致性。然后,设计并实现基于Android平台的原型系统,选择实验对象并实施实验方案。最后进行实验数据分析和主观比较分析。一方面,数据分析分批次进行:第一批次确定阈值;第二批次共进行三轮实验,将其可视化后对比分析验证虚实叠加一致性效果。另一方面,将论文工作和研究现状中的现有系统进行比较分析。实验分析结果均验证了论文工作提出的虚实融合算法具有较好的几何一致性、动作一致性和时间一致性。论文研究工作特色从理论创新角度看,主要体现在以下三方面:（1）融合AR技术、医疗康复领域背景知识、传感器技术和计算机图形学等多学科知识,生成的虚实叠加场景以一种自然的人机交互方式支持患者康复训练。（2）提出了一种新的针对腕关节康复训练的虚实融合算法,具有更好的几何一致性、动作一致性和时间一致性。（3）虚实融合算法中建模具有自适应调整功能的智能处方,能够对患者腕关节康复训练状态进行评估并自动调整。论文工作具有好的应用创新价值。设计和实现的AR腕关节康复训练原型系统运行于Android智能手机,只需要外接一个MEMS可穿戴传感器,成本低且便携。一方面,该系统当前已可支持医学临床试用,工程应用价值高;另一方面,患者可使用其居家康复训练,这有助于缓解当前医疗资源紧缺的问题,具有较好的社会效益。论文工作达到了预期目标,但是在实验过程中发现腕关节运动时常常带动前臂的关节一起运动,一定程度上会影响腕关节行为数据采集的准确性。因此下一步工作则是针对腕关节和前臂关节的关联运动分析,从而更好地支持患者腕关节的康复训练。