残疾人无障碍设计和智能康复产品研究

发布时间：2017-09-03 05:16

  本文关键词：残疾人无障碍设计和智能康复产品研究

  更多相关文章： 自然体感交互 情境联觉 无障碍康复 临床验证

【摘要】：据调查,中国的各类残疾人8296万,占总人口的6.34%的比例,包括视力残疾,听力残疾,肢体残疾,智力残疾和残疾,但残疾人后期康复产品的资金投入不足,且这类家庭收入普遍偏低,家庭生活中有很多障碍。近年来,智能技术已广泛应用于家居生活,为人们带来更多的方便,尤其对于残疾人士,如何通过设计与科技互动为残疾人开发智能产品系统,适应残疾的身体状况和生活习惯,以改善与残疾的人的生活质量是本研究的重点。本文重点针对残疾人群无障碍设计研究与行为互动,以捕捉身体信号来推断用户的意图,从而以适当的形式与方式反馈给用户。在这项研究中,关注自然体感导向的互动环境,建立融合生理学、心理学和运动学认识与方法,以解决多源输入条件下感知用户状态和用户自然交互困难的问题,从体感模式机制启动外源性和内源性输入和其他多输入通道采集,分析各种用户行为数据的处理和感知信号,针对此自然体感交互技术支持智能康复产品设计,特别是因中风导致腿部足下垂人员的交互式康复产品设计与临床研究,研究主要分为三个方面进行：第一部分自然体感的无障碍交互研究及关键技术：(1)文化与行为感知模式。(2)行为感知的研究方法及应用讨论(3)行为感知与刺激感知。(4)心电信号及Heart Rate Variability的简介(5)神经损伤足下垂领域研究现状第二部分自然体感康复设计研究方法与对象人群研究：(1) 通用辅助技术研究(2) 设计研究对象-足下垂患者。(3)基于以上两组体验研究成果,得出自然体感互动的技术与方法。第三部分残疾人无障碍腿部康复产品设计与临床实验测试：(1)基于上述成果,针对腿部足下垂人群设计了一套无障碍腿部康复产品系统,丰富了国内残疾人康复治疗理念与设计方法。(2) 完成了智能平衡康复仪实验测试,开展了近一年的系列临床验证,验证本文方法的可行性和实用性。(3) 并用来修正情境联觉的交互设计理论与方法,同时进一步探索新的体感互动研究方向。本文基于对残疾人群的分析研究并根据实验的结果,总结了该人群自身感官缺陷(视觉、听觉、肢体、触觉等),生理缺陷依据引出残疾人生活无障碍的特殊需求,包括行动无障碍、交流无障碍,交流健康无障碍,以及自我价值实现等需求。再根据智能技术状况,分析得到应用于残疾人康复产品的可能性,即研究多传感器融合的环境感知与人机共融实现人机实时规划、智能决策与控制,为残疾人无障碍设计的研究和发展提供客观而科学的依据和方法。研究及I临床报告表明：基于自然体感交互的康复训练能重塑神经通道,显著改善患者肢体运动机能,对比实验研究表明：治疗效果≥传统方法,成本=传统方法的一半,医护人员数量(?),因此,我们成功的在设计中做到技术的新应用,并为残疾人解决实际问题提供了借鉴与方向。研究成果与产品已在全国40多个医院使用,是国内首个通过药品监督局认证的产品。最后对本文的研究工作开展了归纳和瞻望。
【关键词】：自然体感交互 情境联觉 无障碍康复 临床验证
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH789
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-16
• 第1章 绪论16-34
• 1.1 课题背景16-17
• 1.2 研究动机17-18
• 1.3 研究思路18-20
• 1.4 国内外现状20-31
• 1.4.1 自然体感20
• 1.4.2 体感技术20-23
• 1.4.3 交互理论研究23-28
• 1.4.4 无障碍腿部康复产品研究现状28
• 1.4.5 下肢康复训练机器人的研究现状28-31
• 1.5 论文组织结构31-33
• 1.6 本章小结33-34
• 第2章 基于自然体感的无障碍交互研究及关键技术34-56
• 2.1 文化与行为感知模式34-36
• 2.2 行为感知的研究方法及应用讨论36-45
• 2.2.1 体感和基于多模态信息融合的相互作用36-37
• 2.2.2 体感信号的感知与处理37-39
• 2.2.3 体感的呈现模式与机理39-45
• 2.3 行为感知与刺激感知45-47
• 2.4 心电信号及Heart Rate Variability简介47-49
• 2.4.1 HRV的测量方法和分析方法48-49
• 2.4.2 HRV在情感认知中的应用体验49
• 2.5 神经损伤足下垂领域研究现状49-55
• 2.5.1 神经损伤足下垂病症49-50
• 2.5.2 足下垂康复训练辅助器具现状50-53
• 2.5.3 电刺激治疗发展状况53-55
• 2.6 本章小结55-56
• 第3章 自然体感康复设计研究方法与对象人群研究56-68
• 3.1 通用辅助技术56-64
• 3.1.1 基于体感的新型多模态互动理论57-61
• 3.1.2 体感信号的感知与处理61-62
• 3.1.3 体感的呈现模式与机理62-64
• 3.1.4 腿部足下垂病人群中基于体感交互的原型系统64
• 3.2 设计研究对象-足下垂患者64-67
• 3.2.1 残疾的定义64
• 3.2.2 下肢残疾人心理分析64-67
• 3.3 本章小结67-68
• 第4章 无障碍腿部康复产品设计68-113
• 4.1 设计过程68-69
• 4.2 系统结构69-71
• 4.3 系统功能和特点71-79
• 4.3.1 系统性能特点71
• 4.3.2 系统功能介绍71-72
• 4.3.3 系统原理框图72-75
• 4.3.4 系统软件框图75-79
• 4.4 系统软件源代码79-103
• 4.4.0 函数声明变量定义79-88
• 4.4.1 步态检测、脉冲控制源代码88-94
• 4.4.2 EEPROM读写源代码94-98
• 4.4.3 上位机通讯源代码98-103
• 4.5 助行器外观与结构设计103-106
• 4.6 助行器数据端106-112
• 4.6.1 数据端界面设计与功能说明106-110
• 4.6.2 实际应用110-112
• 4.7 本章小结112-113
• 第5章 智能平衡康复仪实验测试113-138
• 5.1 实验方法113-118
• 5.1.1 病种、病例总数113-114
• 5.1.2 实验治疗方案114-115
• 5.1.3 疗效观察指标115-117
• 5.1.4 治疗效果判定标准117-118
• 5.2 基线分析(前测)118-126
• 5.2.1 人口学基本参数118-119
• 5.2.2 生命体征119-121
• 5.2.3 一般病情121-124
• 5.2.4 疗效评价指标基线124-126
• 5.3 疗效指标测量(后测)126-135
• 5.3.1 疗效指标的治疗前后比较126-130
• 5.3.2 治疗前后差值的组间比较130-135
• 5.4 试验效果分析135-137
• 5.4.1 人口学分析及一般情况功能评估指标135-137
• 5.4.2 试验结论137
• 5.5 本章小结137-138
• 第6章 总结与展望138-141
• 6.1 本文完成的主要研究工作138-139
• 6.2 本文的主要贡献及创新点139-140
• 6.3 未来研究工作140-141
• 附录A：智能平衡康复仪的评价问卷141-142
• 附录B：医生,患者使用调查表142-143
• 参考文献143-151
• 攻读博士学位期间主要研究成果151-153
• 致谢153

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本文编号：783064