论文部分内容阅读
由于目前关于家庭康复系统的评估和适应性研究尚未考虑到病人康复时的心理、生理状态或环境背景,本文设计了一套综合情境自适应训练方案。首先对手腕运动进行多模态分析,结合动作性能参数建立运动质量评估模型,且在此基础上研究了三种检测算法,分别对训练过程中病人的不同运动状态进行测评,并进一步研究了环境感知型的自适应模型,所设计的模型可基于病人的训练质量、生理和心理状态以及环境情况等多方面因素自行合理调整康复训练任务的参数,如任务难度、训练内容和互动方式等,最后是虚拟环境的构建,对任务导向型虚拟训练任务进行设计开发,并研究了任务运行的自适应流程和交互模式等。作者完成的主要工作如下:1、设计了一个通用的具有情境感知力的自适应虚拟康复训练系统,包括总体结构的设计、患者和治疗师的界面规划,以及核心模块的功能和运作方式,使家庭康复训练可在缺少治疗师监督的情况下得以有效安全的进行。该系统可应用于上肢或下肢康复。2、对上肢康复训练中的手腕运动进行了分析和动作建模,解析了不同运动模式下的动作角度、速度和稳定度,分别测定了在前旋和后旋运动中,当动作角度变化时的速度和稳定度大小,得出了相应的运动规律,为患者训练任务定制和难度分级提供了理论依据。3、基于模糊理论,计算分析了所捕获的运动性能参数,并以此构建了运动质量评估模型,实现了对患者运动能力和训练质量的评估。4、结合患者的运动参数和训练评估情况设计了一套多因素综合条件下的情境自适应算法和相应的数学模型,并通过模型测试,计算病人的训练质量、生理和心理状态以及环境条件等影响参数,构建期望矩阵和相关性矩阵,实现了自动合理的调整训练强度、难度和训练内容,为获得更好的训练体验和效果奠定基础。5、构建虚拟环境,设计了多种具有针对性的任务导向型训练模式,并阐述了基于自适应方法的训练流程,以及治疗师和患者两种类型用户的人机交互过程。远程家庭康复治疗可以使病人早日回归家庭,缓解紧张的医疗资源,降低人工成本,具有较好的灵活性和高效性,是康复训练未来的发展方向。