论文部分内容阅读
脑卒中疾病是导致我国老年人死亡和残疾的重要原因。康复治疗是为了帮助患者恢复因脑卒中造成的运动障碍,然而,当前传统的康复手段在临床应用上存在佩戴式设备复杂、价格昂贵、康复训练内容乏味等诸多弊端。因此研究者提出一种可以激励患者的主观能动性和改善康复治疗效果的康复系统,即为虚拟康复环境与上肢康复技术相结合的虚拟康复系统该系统具有交互性和趣味性,能提高患者对康复训练的积极性和主动性,提升康复训练效率同时改善康复治疗效果。基于以上的背景研究以及患者后期的康复训练的需求,本文将Kinect传感器与虚拟康复训练环境相结合,设计了适用于机器人辅助康复训练的系统,具体工作如下:本文首先对脑卒中导致运动障碍的原因和运动康复理论的理论依据进行阐述,并且针对Kinect体感技术在临床医学上的国内外应用进行了研究分析,由此建立了基于K inect体感技术的机器人辅助虚拟康复训练系统的总体结构和方案设计。其次,介绍了Kinect传感器的工作原理以及硬件组成,并依据Kinect系统体系框架开发出对人体上肢的骨骼关节追踪以及简单手势跟踪模块。再次,针对康复治疗中后期的康复需求以及结合几何与图像相混合的建模技术设计并开发具有高沉浸感的人机交互康复训练任务,包括水平面康复运动环境和三维空间康复运动环境,从而对患者肩部、肘部以及腕部的整体协调性进行强化训练。最后,以康复机器人和Kinect传感器为硬件平台,构建虚拟康复训练系统实验平台,分别对水平面康复运动以及三维空间康复运动进行实验研究,并且对以健康受试者为实验对象所得运动数据进行分析,以此为依据来验证基于Kinect体感技术的机器人辅助康复训练系统的有效性和可行性。