意大利BTS AR （增強(qiáng)實(shí)境）情景互動(dòng)系統(tǒng)

BTS NIRVANA 虛擬現(xiàn)實(shí)情景互動(dòng)系統(tǒng)是基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，專門為運(yùn)動(dòng)機(jī)能和認(rèn)知障礙患者康復(fù)而設(shè)計(jì)的康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)。

BTS NIRVANA 虛擬現(xiàn)實(shí)情景互動(dòng)系統(tǒng)包括軀干，上、下肢，平衡控制的身體康復(fù)訓(xùn)練；患者可以在虛擬空間中通過虛擬的感知活動(dòng)，進(jìn)行認(rèn)知能力訓(xùn)練，以及克服日常生活中的心理障礙訓(xùn)練。

應(yīng)用領(lǐng)域：

運(yùn)動(dòng)功能障礙、肌力下降，認(rèn)知障礙的患者

例如：

● 急性腦中風(fēng)（上肢、平衡、行走）

● 骨科康復(fù)：髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)置換后的康復(fù)

● 創(chuàng)傷性腦損傷

● 帕金森綜合癥

● 多發(fā)性硬化癥

● 偏癱患者

● 周圍神經(jīng)損傷

● 兒童康復(fù)

● ADL 訓(xùn)練 ( 日常生活活動(dòng)能力訓(xùn)練 )

工作原理：

將不同的場景投影到墻面或地面上，通過操作軟件設(shè)置和選擇不同的治療方案，病人能夠根據(jù)模擬情景中的聲音、動(dòng)畫等刺激做出反應(yīng)，利用計(jì)算機(jī)及紅外攝像技術(shù)，捕捉患者在環(huán)境中的動(dòng)作變化，同時(shí)虛擬場景發(fā)生相應(yīng)的視覺或聽覺變化，給予患者以反饋，從而實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)情景互動(dòng)訓(xùn)練。

特點(diǎn)：

1、增強(qiáng)實(shí)境技術(shù)（AR）

一款實(shí)時(shí)模擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境的非侵入性設(shè)備，借助人機(jī)界面的嶄新技術(shù)，可以使患者完全沉浸在虛擬場景的練習(xí)當(dāng)中，且無需佩戴面罩、VR 眼鏡、手套等感應(yīng)器，消除了其對(duì)動(dòng)作的影響，患者的活動(dòng)不會(huì)受到任何限制。

2、3D 測距捕捉技術(shù)：快速。

3、量化評(píng)估，難度強(qiáng)度可調(diào)

該系統(tǒng)還可以對(duì)訓(xùn)練強(qiáng)度和康復(fù)效果進(jìn)行及時(shí)的量化評(píng)估，生成簡單明了的報(bào)告，治療師可以根據(jù)患者的活動(dòng)能力和康復(fù)狀況實(shí)時(shí)調(diào)整模擬活動(dòng)的難度和強(qiáng)度，制定治療方案，從而加快病人康復(fù)進(jìn)程。

4、多篇國際學(xué)術(shù)論文認(rèn)證

5、視覺、聽覺和認(rèn)知的反饋式訓(xùn)練。

這套系統(tǒng)能為運(yùn)動(dòng)機(jī)能損傷的病人提供多樣化的練習(xí)方案，兼具趣味性、挑戰(zhàn)性與激勵(lì)性，解決了傳統(tǒng)康復(fù)訓(xùn)練中耗費(fèi)人力、物力和過程單調(diào)乏味的問題。

完全沉浸式環(huán)境（AR 增強(qiáng)實(shí)境）活動(dòng)模擬和完全自由活動(dòng)，提供多種反饋信息，包括視覺、聽覺、認(rèn)知等反饋信息，無需任何模擬器，動(dòng)作無任何限制。

患者可以與周圍的環(huán)境變化直接互動(dòng)，根據(jù)模擬情景中的刺激做出反應(yīng)，動(dòng)作分析設(shè)備捕捉患者的動(dòng)作，情景發(fā)生相應(yīng)的變化，從而實(shí)現(xiàn)視覺、聽覺和認(rèn)知的反饋式訓(xùn)練。

6、激發(fā)患者主動(dòng)性

練習(xí)具有游戲性和趣味性，能夠激發(fā)患者的興趣，鼓勵(lì)病人完成設(shè)定的康復(fù)進(jìn)程，充分調(diào)動(dòng)病人的積*性和主動(dòng)性，使患者更加樂意地參加康復(fù)訓(xùn)練，有利于在更短的時(shí)間內(nèi)取得更好的治療效果。同時(shí)還減少了在真實(shí)環(huán)境中進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練時(shí)由錯(cuò)誤操作而導(dǎo)致的危險(xiǎn)。

7、練習(xí)豐富多樣

練習(xí)具有多種模式可選，包括追蹤類、動(dòng)作控制類、打獵類、生活場景類等等，同時(shí)支持自定義訓(xùn)練參數(shù)，醫(yī)生或治療師可以根據(jù)患者的身體能力、心理狀況和任務(wù)取向選擇和制定不同的康復(fù)形式，提高患者訓(xùn)練的積*性與有效性。系統(tǒng)中預(yù)置多個(gè)練習(xí)模板，所有的模板均可根據(jù)病人病情調(diào)整難度、變化速度和活動(dòng)范圍等參數(shù)。

多種訓(xùn)練模式

小**

在小**模式中，要求患者準(zhǔn)確的觸碰到投影上的特定畫面。界面的游戲性可激發(fā)患者積*運(yùn)動(dòng)，提高患者的上肢活動(dòng)能力，控制能力及本體感覺能力。

范例：患者移動(dòng)上肢按順序觸碰投影幕上海星，海星轉(zhuǎn)換成貝殼，同時(shí)伴有聲音反饋。

追隨

在追隨模式中，患者跟隨運(yùn)動(dòng)物體的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)過程中要求患者手眼協(xié)調(diào)，以及全身各部分的協(xié)調(diào)配合，同時(shí)在運(yùn)動(dòng)的過程中，伴有視覺和聽覺的反饋。

功能：提高了患者視聽覺及全身協(xié)調(diào)能力

范例：使用者跟著蝴蝶及知更鳥的路線運(yùn)動(dòng)

運(yùn)動(dòng)與控制

在此模式中包括兩種訓(xùn)練類型：范圍的運(yùn)動(dòng)與盡可能的靜止。

患者的運(yùn)動(dòng)速度越大，且運(yùn)動(dòng)范圍越大，則畫面出現(xiàn)的越密集，范圍也越大；同時(shí)，如果患者如果保持靜止不動(dòng)，則畫面也會(huì)靜止。

功能：打破患者的運(yùn)動(dòng)局限，提高患者的運(yùn)動(dòng)范圍，提高患者活動(dòng)速度與力量，提高患者的身體的控制能力。

范例：水運(yùn)動(dòng)，使用者撥動(dòng)動(dòng)作，使投影幕上產(chǎn)生愈多水紋愈好。如果患者靜止不動(dòng)，則沒有水紋產(chǎn)生。

打獵

在打獵模式中，畫面會(huì)隨機(jī)出現(xiàn)動(dòng)物頭像，此畫面要求患者立即去追逐對(duì)象。在訓(xùn)練中要求患者具有一定的視覺、認(rèn)知反應(yīng)能力，以及肢體的迅速反應(yīng)與協(xié)調(diào)能力，同時(shí)并伴有聽覺反饋。

功能：提高患者的視、聽覺反應(yīng)能力，全身各部分的協(xié)調(diào)配合能力。

范例：使用者抓取投影幕上隨機(jī)出現(xiàn)的小狐貍，如果沒有在時(shí)間內(nèi)抓取，小狐貍會(huì)躲回洞里，并有聲音反饋。

8、數(shù)據(jù)庫在線管理

數(shù)據(jù)庫可以同時(shí)管理多個(gè)患者，分別記錄和存儲(chǔ)不同患者的治療方案與康復(fù)進(jìn)度。

該系統(tǒng)還支持多個(gè)醫(yī)生和治療師一起使用，每個(gè)人都有自己的登陸賬號(hào)和登陸密碼，可以分別對(duì)各自負(fù)責(zé)的患者進(jìn)行管理，如編輯治療方案、查看治療進(jìn)度、監(jiān)測康復(fù)訓(xùn)練、分析治療效果等。

醫(yī)生或治療師能在NIRVANA網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)的任何位置，借助筆記本電腦、平板電腦、智能手機(jī)等智能設(shè)備，均可對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行遠(yuǎn)程控制與管理，設(shè)置患者的練習(xí)模式、安排病人治療進(jìn)程、監(jiān)測和評(píng)估治療效果等，突破了傳統(tǒng)設(shè)備只能利用單一電腦進(jìn)行操作的限制。同時(shí)，還可對(duì)軟件進(jìn)行在線升級(jí)以及練習(xí)庫在線更新。

增強(qiáng)醫(yī)生與患者之間的聯(lián)系

通過這套系統(tǒng)，醫(yī)生或治療師患者整個(gè)康復(fù)過程的管理變得非常方便，支持對(duì)不同患者進(jìn)行分組管理。允許多個(gè)患者共用一套治療方案，同時(shí)支持每個(gè)患者都擁有個(gè)性化的治療方案，醫(yī)生可以根據(jù)患者病情與康復(fù)情況，及時(shí)調(diào)整練習(xí)的難度參數(shù)（如時(shí)間、任務(wù)強(qiáng)度、活動(dòng)范圍等），為患者量身定制活動(dòng)方案，從而更好調(diào)動(dòng)患者積*性，提高治療效果；

系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)記錄患者康復(fù)過程中的各項(xiàng)指標(biāo)，而后生成直觀的評(píng)估報(bào)告。該系統(tǒng)還具有視頻記錄功能，方便醫(yī)生在分析評(píng)測報(bào)告時(shí)，通過視頻錄像，回顧患者的實(shí)際運(yùn)動(dòng)狀況，從而更好地評(píng)估患者的康復(fù)效果。借助該系統(tǒng)醫(yī)生可以持續(xù)了解患者的康復(fù)進(jìn)展，醫(yī)生與患者之間的溝通更加**，能夠增加患人對(duì)醫(yī)生的信賴。

安裝：節(jié)省空間，可與步態(tài)實(shí)驗(yàn)室或者功能訓(xùn)練室共享

Nirvana 虛擬現(xiàn)實(shí)情景互動(dòng)系統(tǒng)適用于每一個(gè)康復(fù)**，此系統(tǒng)能夠安裝在任何空間中，其安裝不占用額外空間，容易安裝和使用，即使在房間中已經(jīng)安裝了其他設(shè)備，仍然可以再安裝一套Nirvana 系統(tǒng)。

 Nirvana 安裝示意圖

① 工作臺(tái)：控制設(shè)備和計(jì)算設(shè)備可以安放在小尺寸的桌子上。

② 數(shù)字影像投影儀

③ 動(dòng)作捕捉設(shè)備：可以固定在墻上

④ 投影部位：尺寸為 320×200cm。對(duì)于背景，需要白色的墻，或者標(biāo)準(zhǔn)的投影幕布。如果投影面允許從后面投影，這也是一個(gè)不錯(cuò)的解決方案。

⑤ 位于地面的投影面：尺寸為 320×200cm，圖像能直接投放在地面上，不需要特殊的反光地面（淺色地面）。

⑥ 完成練習(xí)的活動(dòng)區(qū)域。

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