基于Kinect虚拟现实下肢游戏的临床设计及应用

发布时间：2017-06-07 16:04

  本文关键词：基于Kinect虚拟现实下肢游戏的临床设计及应用，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本研究旨在基于Kinect体感交互技术与虚拟现实技术结合,开发出针对下肢功能训练的游戏,为脑卒中后下肢运动功能障碍的患者提供具有吸引力又有效的治疗手段。研究分为两个部分组成:基于Kinect的虚拟现实下肢功能康复训练游戏的临床设计、基于Kinect的虚拟现实下肢功能康复训练游戏对于脑卒中患者下肢运动功能的疗效评估。第一部分:基于Kinect针对下肢功能的虚拟现实游戏的临床设计目的:针对脑卒中下肢运动功能障碍的特点,利用Kinect体感交互技术与虚拟现实技术结合设计出一款有针对性的康复训练游戏,探讨此游戏在临床上运用的可行性。方法:利用Kinect体感交互技术捕捉人体姿势及动作并进行识别,结合3D建模技术创造虚拟现实训练场景,根据中枢神经系统的可塑性、运动再学习等理论,收集患者、治疗师、医师等意见搭建基于Kinect的虚拟现实游戏并进行样机评价;结果:针对脑卒中患者下肢运动功能障碍的特点,设计出“跺跺乐”的虚拟现实训练游戏,收集患者、治疗师、医师等反馈意见进行调整后再从实用性、注意力、吸引力、愉悦性、控制力五个方面收集11位患者的评分。结果:“跺跺乐”游戏的样机问卷调查评价平均分较高,开放性问题收集建议反馈较好。结论:运用Kinect体感交互技术与虚拟现实游戏的结合,“跺跺乐”游戏可用于临床上对脑卒中下肢功能障碍患者的功能训练。第二部分:基于Kinect的虚拟现实游戏对脑卒中患者下肢运动功能的疗效评估。目的:对脑卒中患者的传统治疗方法结合虚拟现实下肢游戏系统的训练,观察两者结合的方法对于脑卒中下肢功能的改善是否较单一传统治疗方法更加有效。方法:首次脑卒中患者22例随机分配到实验组和对照组。对照组进行每次60分钟,每周5次,共4周的传统康复治疗;实验组采用基于Kinect的虚拟现实游戏对实验者进行针对性下肢功能康复训练,实验组在传统康复治疗的基础上加上每次30分钟,每周5次,共4周的虚拟现实游戏训练。实验前后收集患者训练前和训练四周后的下肢FMA、Berg平衡量表、患腿支撑时间、患腿抬高高度。结果:两组年龄、身高、体重、发病病程及受教育水平的差异均无显著性,实验组与对照组具有可比性,经过重复测量设计方差分析结果显示,交互作用具有统计学意义,实验组下肢Fugl-Meyer评定评分、Berg平衡评分、患腿抬腿高度及患腿单腿支撑时间的上升幅度均大于对照组(P0.05)。结论:基于Kinect体感交互技术的虚拟现实游戏与传统治疗的结合较传统治疗能够更加有效的提高脑卒中下肢功能障碍患者的下肢运动功能以及平衡功能。
【关键词】：Kinect 虚拟现实 脑卒中 下肢功能 康复
【学位授予单位】：暨南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R743.3;R49
【目录】：

• 中文摘要3-5
• Abstract5-9
• 前言9-10
• 第一章 虚拟现实系统的应用及进展10-24
• 1 虚拟现实技术10-12
• 1.1 概念10
• 1.2 发展历史10-11
• 1.3 虚拟现实的应用11
• 1.4 虚拟现实的特点11-12
• 2 虚拟现实系统的组成12-13
• 3 虚拟现实系统在脑卒中康复中的应用13-14
• 4 基于Kinect体感交互技术14-17
• 4.1 Kinect概念14-15
• 4.2 Kinect传感器在脑卒中康复中运用的空间准确率评估15
• 4.3 基于Kinect的虚拟现实训练对于脑卒中患者功能影响的应用15-17
• 5 虚拟现实游戏运用于脑卒中患者中的理论基础17-19
• 5.1 脑损伤后中枢神经系统的可塑性17
• 5.2 运动再学习理论17-18
• 5.3 姿势控制理论18-19
• 6 虚拟现实游戏平台的搭建19-24
• 6.1 游戏平台的搭建19-20
• 6.2 游戏平台的硬件部分20-22
• 6.3 游戏平台的软件部分22-24
• 第二章 基于Kinect的针对下肢功能的虚拟现实游戏的设计24-34
• 1 游戏设计思路24
• 2 游戏设计的基本原则24-25
• 3 游戏设计原型25-30
• 4 游戏设计调整30-31
• 5 游戏设计调整后问卷调查反馈31-33
• 6 总结33-34
• 第三章 基于Kinect的虚拟现实下肢康复游戏对脑卒中患者下肢运动功能障碍的治疗的有效性34-46
• 1 研究目的34
• 2 研究对象34-35
• 2.1 入选标准34
• 2.2 排除标准34-35
• 3 研究方法35
• 4 实验方法35-36
• 4.1 对照组35
• 4.2 实验组35-36
• 5 评定方法36-38
• 5.1 Fugl-Meyer下肢功能评定（Fugl-Meyer Assessment，FMA）36
• 5.3 Berg平衡量表（Berg Balance Scale,BBS）36-37
• 5.4 患腿抬高高度（Height）37
• 5.5 患腿单腿支撑时间（Time）37-38
• 6 统计分析38
• 6.1 统计描述38
• 6.2 统计方法38
• 7 结果38-42
• 7.1 实验组和对照组研究对象临床资料的比较38-39
• 7.2 实验组与对照组治疗前后下肢FMA、BBS、Height、Time情况39-42
• 8 讨论42-45
• 9 综合结论45-46
• 第四章 本实验的创新与展望46-47
• 1 创新之处46
• 2 展望46-47
• 参考文献47-54
• 附录一54-55
• 附录二55-56
• 在校期间发表论文清单56-57
• 致谢57-58

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