本發(fā)明涉及虛擬現(xiàn)實領(lǐng)域，具體涉及一種面向適老化認知訓(xùn)練和基于手勢交互的虛擬現(xiàn)實康復(fù)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
1、輕度認知功能障礙(mild?cognitive?impairment，mci)起病隱匿，發(fā)病特征辨識度低，如果能在mci階段進行有效康復(fù)，可以有效減緩認知功能衰退。基于虛擬現(xiàn)實(virtual?reality，vr)的認知康復(fù)系統(tǒng)是實現(xiàn)對mci患者認知干預(yù)的重要途徑。然而，現(xiàn)有的vr認知訓(xùn)練存在多感官協(xié)同不足、缺乏反饋、適老化設(shè)計不足等問題。此外，手勢交互的方式具有多感官協(xié)同、老人使用更便捷等優(yōu)點。因此，提出多感官、強交互、適老化的手勢交互vr認知康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)具有重要意義。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本申請基于背景技術(shù)中存在的問題，提出了一種面向適老化認知訓(xùn)練和基于手勢交互的虛擬現(xiàn)實康復(fù)系統(tǒng)。
2、為了實現(xiàn)上述目的，本申請采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：
3、第一方面，本申請?zhí)岢鲆环N認知康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)，包括：
4、s1.場景加載完畢，自動進入“手勢動作訓(xùn)練”任務(wù)，根據(jù)提示進行手勢動作訓(xùn)練；
5、s2.通過手勢交互點擊菜單按鈕，場景跳轉(zhuǎn)進入“顏色匹配”任務(wù)；
6、s3.通過手勢交互點擊菜單按鈕，場景跳轉(zhuǎn)進入“形狀與大小匹配”任務(wù)；
7、s4.通過手勢交互點擊菜單按鈕，場景跳轉(zhuǎn)進入“益智積木拼搭(3×3)”任務(wù)，成功后進入下一難度“4×4”。
8、進一步地，所述步驟s1包括以下步驟：
9、s12.受試者拍下按鈕，開始倒計時，在面前的一系列虛擬手勢動作(提示手勢的外輪廓標(biāo)黑)的指示下，左右手分別完成對應(yīng)的姿勢；
10、s22.每只手每次正確完成一個動作會出現(xiàn)該動作的提示動畫和對應(yīng)的提示音，同時計分板(分左右手兩個計分板)對應(yīng)位置的分數(shù)會相應(yīng)增加；
11、s23.會實時導(dǎo)出受試者的任務(wù)用時和得分數(shù)據(jù)。
12、所述步驟s2包括以下步驟：
13、s21.受試者拍下按鈕，開始倒計時，需要將對應(yīng)顏色的小球放到對應(yīng)顏色的圓心軌道光圈上；
14、s22.每放置正確一個小球至對應(yīng)顏色的軌跡光圈中計分板會計1分，規(guī)定時間(倒計時結(jié)束前)得到4分(即四個小球的顏色匹配均正確)即視為訓(xùn)練成功完成；
15、s23.會實時導(dǎo)出受試者的任務(wù)用時和得分數(shù)據(jù)。
16、所述步驟s3包括以下步驟：
17、s31.受試者拍下按鈕，開始倒計時，需要將對應(yīng)大小形狀的物品放到對應(yīng)的圓軌道光圈上；
18、s32.每放置正確一個物體至對應(yīng)形狀與大小的軌跡光圈中計分板會計1分，規(guī)定時間(倒計時結(jié)束前)得到4分(即四個物體的形狀與大小匹配均正確)后即視為訓(xùn)練成功完成；
19、s33.會實時導(dǎo)出受試者的任務(wù)用時和得分數(shù)據(jù)。
20、所述步驟s4包括以下步驟：
21、s41.受試者拍下按鈕，開始倒計時，需對照“示例區(qū)”的白色積木塊(已拼搭完成的成功示例)的形狀，用手抓取“待完成區(qū)”的三個積木塊進行拼搭，拼至“示例區(qū)”的形狀一致；
22、s42.在規(guī)定時間內(nèi)達到和左邊范例積木塊擺放一致后認定闖關(guān)成功，跳轉(zhuǎn)至下一關(guān)：4×4規(guī)格；
23、s43.會實時導(dǎo)出受試者的任務(wù)用時和得分數(shù)據(jù)。
24、第二方面，本申請?zhí)岢鲞m老化認知訓(xùn)練的手勢交互、聲音交互、動畫交互設(shè)計，包括：
25、s5.系統(tǒng)摒棄傳統(tǒng)vr項目中的手柄交互，改為手勢交互，受試者與場景中物體手勢交互的形式包括捏合、抓握、點觸、按壓、自由抓取等；
26、s6.在訓(xùn)練任務(wù)中設(shè)置了按鈕提示音、倒計時提示音、任務(wù)成功/失敗提示音、抓取物體的聲音等；
27、s7.在訓(xùn)練任務(wù)中加入動畫，提示受試者如何正確完成任務(wù)，提升其完成任務(wù)的積極性。
28、第三方面，本申請?zhí)岢鲆粋€數(shù)據(jù)收集與分析模塊，包括：
29、s8.受試者填寫“受試者接受度調(diào)查問卷”和“受試者任務(wù)體驗調(diào)查問卷”兩份問卷；
30、s9.針對受試者在訓(xùn)練中產(chǎn)生的得分和用時數(shù)據(jù)，以及問卷信息，進行分析。
31、相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的優(yōu)點如下：
32、(1)人機交互技術(shù)融合與多感官協(xié)同刺激的訓(xùn)練模式：
33、通過與臨床醫(yī)生交流并結(jié)合患者自身偏好，在系統(tǒng)中使用人機交互技術(shù)，涵蓋手勢、聲音、動畫等多感官協(xié)同刺激，設(shè)計并構(gòu)建沉浸式的適老化vr場景和交互方式?？梢愿鶕?jù)患者的具體情況和訓(xùn)練反饋調(diào)整訓(xùn)練模式，更有效地滿足不同患者的需求。
34、(2)手勢交互的適老化認知訓(xùn)練任務(wù)設(shè)計：
35、統(tǒng)脫離傳統(tǒng)vr項目中的手柄交互，改為手勢交互，患者可以使用手勢直接與場景中物體進行交互。使用手勢追蹤和交互技術(shù)，設(shè)計并實現(xiàn)“手勢動作訓(xùn)練”“顏色匹配”“形狀與大小匹配”“益智積木”“超市購物”五個認知訓(xùn)練任務(wù)，涵蓋五大認知域，突破了傳統(tǒng)vr認知訓(xùn)練模式單一、交互性差、較少考慮適老化的局限。
36、(3)任務(wù)設(shè)計綜合五大認知域，促進mci疾病的早篩與康復(fù)：
37、該系統(tǒng)可用于對mci患者進行認知功能的評估，包括記憶、注意力、執(zhí)行功能等方面的評估。通過quest3手勢交互，系統(tǒng)可以提供一系列認知任務(wù)和游戲，幫助患者進行認知功能訓(xùn)練，延緩病情進展。
38、(4)vr認知康復(fù)臨床研究的創(chuàng)新：
39、經(jīng)過臨床驗證和數(shù)據(jù)分析，項目可有效用于認知康復(fù)訓(xùn)練，激發(fā)受試者訓(xùn)練主動性，為適老化vr認知康復(fù)臨床研究提供參考。
1.一種面向適老化認知訓(xùn)練和基于手勢交互的虛擬現(xiàn)實康復(fù)系統(tǒng),其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向適老化認知訓(xùn)練和基于手勢交互的虛擬現(xiàn)實康復(fù)系統(tǒng)，其特征在于，虛擬現(xiàn)實訓(xùn)練場景，虛擬現(xiàn)實康復(fù)訓(xùn)練任務(wù)包括用于適老化認知康復(fù)訓(xùn)練的“手勢動作訓(xùn)練”“顏色匹配”“形狀與大小匹配”和“益智積木拼搭”這四大任務(wù)，包括以下步驟：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的面向適老化認知訓(xùn)練和基于手勢交互的虛擬現(xiàn)實康復(fù)系統(tǒng)，其特征在于，面向適老化認知訓(xùn)練和基于手勢交互的虛擬現(xiàn)實康復(fù)任務(wù)，步驟s1包括以下步驟：
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的面向適老化認知訓(xùn)練和基于手勢交互的虛擬現(xiàn)實康復(fù)系統(tǒng),其特征在于，步驟s2包括以下步驟：
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的面向適老化認知訓(xùn)練和基于手勢交互的虛擬現(xiàn)實康復(fù)系統(tǒng),其特征在于，步驟s3包括以下步驟：
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的面向適老化認知訓(xùn)練和基于手勢交互的虛擬現(xiàn)實康復(fù)系統(tǒng),其特征在于，步驟s4包括以下步驟：
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向適老化認知訓(xùn)練和基于手勢交互的虛擬現(xiàn)實康復(fù)系統(tǒng),其特征在于，手勢交互、聲音交互、動畫交互設(shè)計，包括：
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向適老化認知訓(xùn)練和基于手勢交互的虛擬現(xiàn)實康復(fù)系統(tǒng),其特征在于，所述系統(tǒng)還包括一個數(shù)據(jù)收集與分析模塊，用于記錄受試者的問卷數(shù)據(jù)和任務(wù)訓(xùn)練中的數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計學(xué)分析，以評估訓(xùn)練效果，其特征在于，包括：