體表運動感知設備在運動康復中的應用研究

蘇鐵柱 劉博峰

摘要：隨著我國運動障礙患者的人數不斷增多，對其進行運動康復治療能夠對病情有所緩解。體表運動感知設備作為一種新型的科技設備，與傳統的運動康復治療相比，其增加了趣味性，能夠激發患者的運動康復治療積極性。文章將研究體表運動感知設備在運動康復中的應用。通過對體表運動感知設備進行介紹，分析其進行運動康復的工作流程。然后通過實驗研究的方法，將體表運動感知設備運用于患者身上進行運動康復治療。運用SPSS軟件對數據進行分析，研究結果表明，與傳統的運動康復治療相比，運用體表運動感知設備的患者其運動康復效果更加明顯。

關鍵詞：體表運動感知設備;運動康復;應用

中圖分類號：G818 文獻標識碼：A 文章編號：1001-5922（2019）12-0057-04

運動障礙就是人們不能夠自發的進行運動，其動作按照由輕到重為動作不連貫，有的動作不能夠完成，最壞的就是喪失了運動能力。在我國，造成運動障礙的有很多，比如帕金森患者、腦損傷患者、腦卒中患者等。而且經有關調查表明，我國的腦卒中患者比較多，每10萬人中每年就會有200多人患有腦卒中。截止目前為止，我國已經有150萬多的腦卒中患者，而且發生腦卒中后特別容易造成運動障礙，概率在80%以上。王利燕等人研究了腦卒中致殘的原因，發現肢體功能障礙是主要的致殘原因[1]，患者要能夠積極的并且長期的進行運動康復訓練，可以達到非常大程度的恢復。

就目前而言，對患有運動障礙的患者進行的康復訓練是通過治療師的手法進行緩解的，用治療師的手法進行恢復是主要的方式，也會通過一些簡單的訓練機械作為輔助方式，用這種方式雖然也可以達到一定的治療效果，但是一位治療師只能夠對一個患者進行康復訓練，而且治療師也不能連續的工作，對患者的康復治療效率比較低。另外，用該方法進行治療，對于患者來講是完全提不起興趣的，治療過程比較乏味，也會降低患者治療的積極性，而且治療師也不能及時了解到訓練的效果，需要過段時間才能看出效果。所以，隨著科學技術、醫療器械的快速發展，全世界都在對康復訓練進行優化、創新。體感技術是當代一種新興技術，將體感技術運用于康復訓練的醫療設備中，可以發揮重要的作用。體表運動感知設備就是利用體感技術所實現的一種專門針對運動障礙的運動康復訓練設備。文章將研究體表運動感知設備在運動康復中的應用。

1 體表運動感知設備在運動患者中的應用

1.1體表運動感知設備的組成

體表運動感知設備的組成包含著攝像頭、傳動馬達、投影機、麥克風、顯示器和主機等，其中還包含著各種運動康復系統程序。其中攝像頭的作用就是得到患者運動康復訓練的視頻數據，傳動馬達的作用就是對傳感器進行調整，調整它的仰角和俯角，投影儀和攝像頭這兩個設備的作用就是獲得相應景深數據。顯示器的作用就是患者進行康復訓練學習的屏幕，主機用來存儲運動康復訓練的數據。體表運動感知設備的場景布置如圖1所示，患者在通過該設備進行運動康復訓練時，可以獲得20個身體關節的信息，并且該信息是可以實時獲取的。如圖2所示，就是人體20個關節。

1.2體表運動感知設備的運動姿勢識別

患者根據體表運動感知設備進行相關運動，為了保證運動康復效果的良好進行，患者的運動姿勢是非常關鍵的。運動姿勢不對，就達不到較好的訓練效果，所以體表運動感知設備的姿勢識別能夠幫助患者提高姿勢的準確性。患者運動姿勢是否標準的依據就是與屏幕上標準姿勢進行比較，當然，這是通過體表運動感知設備自行進行的。姿勢識別的界面如圖3所示，圖3中最左邊的人的動作是標準動作，然后患者模仿該動作，體表運動感知設備會對現實中患者的動作進行捕獲，中間的人是獲得到的實際患者的運動姿勢，體表運動感知設備會自動進行兩個動作的比較，最右邊顯示姿勢識別的結果，如果患者的模仿姿勢是正確的，就會出現“Good”，否則會出現“Error”。圖4即為體表運動感知設備的姿勢識別流程圖。

1.3體表運動感知設備的運動康復游戲設置

體表運動感知設備有各種各樣的游戲，當運動障礙患者在進行運動訓練時，即玩游戲時，這些游戲的時間長短會根據不同的患者患病程度進行科學、合理的分配，由醫生進行設置規定，當時間設置完成后，患者的游戲時間會在到時間后自動退出。不同的游戲還會有關卡設置，由易到難，適合不同的人群和不同的患病程度患者，為了激勵患者完成游戲的運動康復訓練，當游戲成功完成之后就會有相應的獎勵。在患者進行游戲時，屏幕上還會顯示游戲規定多長時間完成，還剩余多長游戲時間，方便患者玩游戲時對游戲時間的掌控。患者的各種運動康復訓練、是否每天完成了訓練和完成時間等信息都會通過體表運動感知設備傳送到醫院的數據庫。

1.4體表運動感知設備在運動康復治療的流程

體表運動感知設備運用于運動康復中的流程是：通過不同患者設置合適的動作標準或者康復游戲，設置完成后會在屏幕上進行顯示，然后患者通過模仿屏幕上的動作，或者完成相應的游戲，體表運動感知設備會對患者的動作進行實時抓獲，最后通過患者的運動數據進行評估，然后將運動康復結果反饋出來，即完成了相應的運動康復流程。如圖5所示，就是體表運動感知設備的運動康復流程圖。

2 體表運動感知設備運用效果實驗研究

2.1實驗方法

體表運動感知設備相對于傳統治療模式更能夠吸引患者，讓患者保持一顆積極的心態去完成運動康復治療，還能夠提高患者治療效率。為了檢驗體表運動感知設備運用于運動康復的治療效果，本文進行了一個對比試驗。

選擇了40名患有運動障礙的患者，這40名患者的年齡、學歷、職業性質、性別、發病側別、病程、病變部位、疾病性質和運動功能障礙程度等差異無統計學意義（P>0.05）[2]。然后將這40名患者隨機分成兩組，其中一組的運動康復訓練由傳統訓練方式進行治療，該組為對照組，另外一組是則為觀察組，該組的運動康復訓練是通過體表運動感知設備進行。

對照組在每次的運動康復訓練中，醫生會從患者的身體狀況和嚴重程度選擇游戲。該體表運動感知設備一共有三類的游戲，每個類別的游戲下面還有很多小的游戲，醫生從每類游戲中選擇一個，然后讓該組患者進行輪流完成，每位患者需要完成三個游戲，完成一個游戲之后休息5min再進行下一個游戲。患者在進行游戲過程中的一個原則就是不能讓患者感覺到乏味，不然就失去了體表運動感知設備的運動康復治療效果，所以要根據患者的實際情況而制定游戲。對于兩組的患者，每次每個患者訓練的時間為30min，每周進行3次的訓練，連續訓練12周。

2.2評定標準

對兩組患者進行觀察時需要記錄他們的日常生活能力、運動功能和平衡功能，通過對這三個指標的比較，看觀察組是否更有利于患者的運動康復治療。每一個指標都需要對訓練之前的結果進行記錄，然后再對運動訓練4周、8周、12周的進行結構記錄。其中日常生活能力的評定標準是通過Barthel指數進行判斷，總分值為100，日常生活能力越好，分數越高[3]。其中，運動功能的評定標準通過Fugl-Meyer運動功能量進行判斷，總分值為100，運動能力越好，其分數越高[4]。其中，平衡功能的評定標準通過Berg平衡量表進行判斷，總分值為56分，每項動作的滿分為4分，平衡能力越好，其分數越高[5]。

2.3實驗結果

相關的數據使用SPSS軟件進行統計。統計結果：表1為日常生活能力的分數，表2和表3為上肢運動功能和下肢運動功能的分數，表4為平衡功能的分數。

從表1可以看出，P<0.05，對照組和觀察組通過運動康復訓練后，比之前的效果好很多，當在訓練后，與對照組比較4周、8周和12周的康復效果，使用體表運動感知設備進行康復治療的平衡能力更強，但是由于P>0.05，差異不具有統計學意義。

從表2、表3、表4可以看出，分數的變化和P值的大小其趨勢是相同的，所以運動功能分數和平衡功能分數比訓練之前的分數都高，其P值<0.05，具有統計學意義。兩組都進行到第4周時，運動功能和平衡功能分數差異無統計學意義，其P值>0.05，當訓練時間延長之后，到8周和12周，觀察組的運動功能和平衡功能明顯高于對照組，其P值<0.05。

3 結語

綜上所述，通過實驗研究的方法，將體表運動感知設備在運動康復中運用，與傳統的運動康復相比，其更能增加患者的運動康復治療的積極性，讓患者在枯燥、痛苦的治療過程中感受到樂趣，由于體表運動感知設備含有不同的游戲，更重要的是體表運動感知設備能夠提高患者的治療效率。總的來說，將體表運動感知設備運用于運動康復能夠很大程度上提高治療效果。隨著我國醫學水平的不斷發展，將來還會出現更多先進的運動康復治療設備，這需要我們為之不斷的努力。

參考文獻

[1]王利燕，袁長海，李廣元.我國腦卒中的經濟負擔及影響因素分析——臨床決策要關注病人的經濟負擔[J].醫學與哲學，2006，27（18）：4-7.

[2]朱祥，王尚書，任丹丹，等.體感交互技術Kinect在腦卒中后下肢功能康復的應用[J].河北聯合大學學報（醫學版），2015 （4）：54-56.

[3]林強，陳安亮，程凱，等.針刺療法對腦卒中患者的運動功能、平衡功能及日常生活活動能力的影響[J].中國康復醫學雜志，2015，30（9）：898-901.

[4]王尚書，陳長香，張衛紅，等.互動體感游戲對腦卒中患者運動和平衡功能的康復效果[J].中國康復理論與實踐，2013（7）：658-661.

[5]李元進，李金東，周雪莉，等.天軌步行結合虛擬現實康復訓練改善腦卒中患者下肢運動功能及平衡能力的療效觀察[J].中國康復，2016，31（5）：370-371.