体表运动感知设备在运动康复中的应用研究

苏铁柱 刘博峰

摘要：随着我国运动障碍患者的人数不断增多，对其进行运动康复治疗能够对病情有所缓解。体表运动感知设备作为一种新型的科技设备，与传统的运动康复治疗相比，其增加了趣味性，能够激发患者的运动康复治疗积极性。文章将研究体表运动感知设备在运动康复中的应用。通过对体表运动感知设备进行介绍，分析其进行运动康复的工作流程。然后通过实验研究的方法，将体表运动感知设备运用于患者身上进行运动康复治疗。运用SPSS软件对数据进行分析，研究结果表明，与传统的运动康复治疗相比，运用体表运动感知设备的患者其运动康复效果更加明显。

关键词：体表运动感知设备;运动康复;应用

中图分类号：G818 文献标识码：A 文章编号：1001-5922（2019）12-0057-04

运动障碍就是人们不能够自发的进行运动，其动作按照由轻到重为动作不连贯，有的动作不能够完成，最坏的就是丧失了运动能力。在我国，造成运动障碍的有很多，比如帕金森患者、脑损伤患者、脑卒中患者等。而且经有关调查表明，我国的脑卒中患者比较多，每10万人中每年就会有200多人患有脑卒中。截止目前为止，我国已经有150万多的脑卒中患者，而且发生脑卒中后特别容易造成运动障碍，概率在80%以上。王利燕等人研究了脑卒中致残的原因，发现肢体功能障碍是主要的致残原因[1]，患者要能够积极的并且长期的进行运动康复训练，可以达到非常大程度的恢复。

就目前而言，对患有运动障碍的患者进行的康复训练是通过治疗师的手法进行缓解的，用治疗师的手法进行恢复是主要的方式，也会通过一些简单的训练机械作为辅助方式，用这种方式虽然也可以达到一定的治疗效果，但是一位治疗师只能够对一个患者进行康复训练，而且治疗师也不能连续的工作，对患者的康复治疗效率比较低。另外，用该方法进行治疗，对于患者来讲是完全提不起兴趣的，治疗过程比较乏味，也会降低患者治疗的积极性，而且治疗师也不能及时了解到训练的效果，需要过段时间才能看出效果。所以，随着科学技术、医疗器械的快速发展，全世界都在对康复训练进行优化、创新。体感技术是当代一种新兴技术，将体感技术运用于康复训练的医疗设备中，可以发挥重要的作用。体表运动感知设备就是利用体感技术所实现的一种专门针对运动障碍的运动康复训练设备。文章将研究体表运动感知设备在运动康复中的应用。

1 体表运动感知设备在运动患者中的应用

1.1体表运动感知设备的组成

体表运动感知设备的组成包含着摄像头、传动马达、投影机、麦克风、显示器和主机等，其中还包含着各种运动康复系统程序。其中摄像头的作用就是得到患者运动康复训练的视频数据，传动马达的作用就是对传感器进行调整，调整它的仰角和俯角，投影仪和摄像头这两个设备的作用就是获得相应景深数据。显示器的作用就是患者进行康复训练学习的屏幕，主机用来存储运动康复训练的数据。体表运动感知设备的场景布置如图1所示，患者在通过该设备进行运动康复训练时，可以获得20个身体关节的信息，并且该信息是可以实时获取的。如图2所示，就是人体20个关节。

1.2体表运动感知设备的运动姿势识别

患者根据体表运动感知设备进行相关运动，为了保证运动康复效果的良好进行，患者的运动姿势是非常关键的。运动姿势不对，就达不到较好的训练效果，所以体表运动感知设备的姿势识别能够帮助患者提高姿势的准确性。患者运动姿势是否标准的依据就是与屏幕上标准姿势进行比较，当然，这是通过体表运动感知设备自行进行的。姿势识别的界面如图3所示，图3中最左边的人的动作是标准动作，然后患者模仿该动作，体表运动感知设备会对现实中患者的动作进行捕获，中间的人是获得到的实际患者的运动姿势，体表运动感知设备会自动进行两个动作的比较，最右边显示姿势识别的结果，如果患者的模仿姿势是正确的，就会出现“Good”，否则会出现“Error”。图4即为体表运动感知设备的姿势识别流程图。

1.3体表运动感知设备的运动康复游戏设置

体表运动感知设备有各种各样的游戏，当运动障碍患者在进行运动训练时，即玩游戏时，这些游戏的时间长短会根据不同的患者患病程度进行科学、合理的分配，由医生进行设置规定，当时间设置完成后，患者的游戏时间会在到时间后自动退出。不同的游戲还会有关卡设置，由易到难，适合不同的人群和不同的患病程度患者，为了激励患者完成游戏的运动康复训练，当游戏成功完成之后就会有相应的奖励。在患者进行游戏时，屏幕上还会显示游戏规定多长时间完成，还剩余多长游戏时间，方便患者玩游戏时对游戏时间的掌控。患者的各种运动康复训练、是否每天完成了训练和完成时间等信息都会通过体表运动感知设备传送到医院的数据库。

1.4体表运动感知设备在运动康复治疗的流程

体表运动感知设备运用于运动康复中的流程是：通过不同患者设置合适的动作标准或者康复游戏，设置完成后会在屏幕上进行显示，然后患者通过模仿屏幕上的动作，或者完成相应的游戏，体表运动感知设备会对患者的动作进行实时抓获，最后通过患者的运动数据进行评估，然后将运动康复结果反馈出来，即完成了相应的运动康复流程。如图5所示，就是体表运动感知设备的运动康复流程图。

2 体表运动感知设备运用效果实验研究

2.1实验方法

体表运动感知设备相对于传统治疗模式更能够吸引患者，让患者保持一颗积极的心态去完成运动康复治疗，还能够提高患者治疗效率。为了检验体表运动感知设备运用于运动康复的治疗效果，本文进行了一个对比试验。

选择了40名患有运动障碍的患者，这40名患者的年龄、学历、职业性质、性别、发病侧别、病程、病变部位、疾病性质和运动功能障碍程度等差异无统计学意义（P>0.05）[2]。然后将这40名患者随机分成两组，其中一组的运动康复训练由传统训练方式进行治疗，该组为对照组，另外一组是则为观察组，该组的运动康复训练是通过体表运动感知设备进行。

对照组在每次的运动康复训练中，医生会从患者的身体状况和严重程度选择游戏。该体表运动感知设备一共有三类的游戏，每个类别的游戏下面还有很多小的游戏，医生从每类游戏中选择一个，然后让该组患者进行轮流完成，每位患者需要完成三个游戏，完成一个游戏之后休息5min再进行下一个游戏。患者在进行游戏过程中的一个原则就是不能让患者感觉到乏味，不然就失去了体表运动感知设备的运动康复治疗效果，所以要根据患者的实际情况而制定游戏。对于两组的患者，每次每个患者训练的时间为30min，每周进行3次的训练，连续训练12周。

2.2评定标准

对两组患者进行观察时需要记录他们的日常生活能力、运动功能和平衡功能，通过对这三个指标的比较，看观察组是否更有利于患者的运动康复治疗。每一个指标都需要对训练之前的结果进行记录，然后再对运动训练4周、8周、12周的进行结构记录。其中日常生活能力的评定标准是通过Barthel指数进行判断，总分值为100，日常生活能力越好，分数越高[3]。其中，运动功能的评定标准通过Fugl-Meyer运动功能量进行判断，总分值为100，运动能力越好，其分数越高[4]。其中，平衡功能的评定标准通过Berg平衡量表进行判断，总分值为56分，每项动作的满分为4分，平衡能力越好，其分数越高[5]。

2.3实验结果

相關的数据使用SPSS软件进行统计。统计结果：表1为日常生活能力的分数，表2和表3为上肢运动功能和下肢运动功能的分数，表4为平衡功能的分数。

从表1可以看出，P<0.05，对照组和观察组通过运动康复训练后，比之前的效果好很多，当在训练后，与对照组比较4周、8周和12周的康复效果，使用体表运动感知设备进行康复治疗的平衡能力更强，但是由于P>0.05，差异不具有统计学意义。

从表2、表3、表4可以看出，分数的变化和P值的大小其趋势是相同的，所以运动功能分数和平衡功能分数比训练之前的分数都高，其P值<0.05，具有统计学意义。两组都进行到第4周时，运动功能和平衡功能分数差异无统计学意义，其P值>0.05，当训练时间延长之后，到8周和12周，观察组的运动功能和平衡功能明显高于对照组，其P值<0.05。

3 结语

综上所述，通过实验研究的方法，将体表运动感知设备在运动康复中运用，与传统的运动康复相比，其更能增加患者的运动康复治疗的积极性，让患者在枯燥、痛苦的治疗过程中感受到乐趣，由于体表运动感知设备含有不同的游戏，更重要的是体表运动感知设备能够提高患者的治疗效率。总的来说，将体表运动感知设备运用于运动康复能够很大程度上提高治疗效果。随着我国医学水平的不断发展，将来还会出现更多先进的运动康复治疗设备，这需要我们为之不断的努力。

参考文献

[1]王利燕，袁长海，李广元.我国脑卒中的经济负担及影响因素分析——临床决策要关注病人的经济负担[J].医学与哲学，2006，27（18）：4-7.

[2]朱祥，王尚书，任丹丹，等.体感交互技术Kinect在脑卒中后下肢功能康复的应用[J].河北联合大学学报（医学版），2015 （4）：54-56.

[3]林强，陈安亮，程凯，等.针刺疗法对脑卒中患者的运动功能、平衡功能及日常生活活动能力的影响[J].中国康复医学杂志，2015，30（9）：898-901.

[4]王尚书，陈长香，张卫红，等.互动体感游戏对脑卒中患者运动和平衡功能的康复效果[J].中国康复理论与实践，2013（7）：658-661.

[5]李元进，李金东，周雪莉，等.天轨步行结合虚拟现实康复训练改善脑卒中患者下肢运动功能及平衡能力的疗效观察[J].中国康复，2016，31（5）：370-371.