虛擬現(xiàn)實(shí)康復(fù)原理與應(yīng)用設(shè)計(jì)

第1章 緒論 1
1．1 虛擬現(xiàn)實(shí)基本概念 1
1．2 虛擬現(xiàn)實(shí)與醫(yī)療健康 2
1．3 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的醫(yī)療康復(fù)應(yīng)用進(jìn)展 3
思考與練習(xí) 5
第2章 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)基礎(chǔ) 6
2．1 虛擬現(xiàn)實(shí)的基本特征 6
2．2 虛擬現(xiàn)實(shí)核心技術(shù) 8
2．2．1 環(huán)境建模技術(shù) 8
2．2．2 立體顯示技術(shù) 9
2．2．3 反饋技術(shù) 10
2．2．4 人機(jī)交互技術(shù) 10
2．2．5 環(huán)境集成技術(shù) 11
2．2．6 沉浸感增強(qiáng)技術(shù) 12
2．2．7 碰撞檢測(cè)技術(shù) 12
2．3 虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā) 13
2．3．1 設(shè)計(jì)原則與開發(fā)流程 13
2．3．2 虛擬現(xiàn)實(shí)內(nèi)容制作 14
2．3．3 虛擬現(xiàn)實(shí)的交互式設(shè)計(jì)與開發(fā) 16
2．4 虛擬現(xiàn)實(shí)開發(fā)引擎及其設(shè)計(jì)應(yīng)用 19
思考與練習(xí) 22
第3章 虛擬現(xiàn)實(shí)康復(fù)基本原理 23
3．1 康復(fù)的基本理論 23
3．1．1 康復(fù)治療基本理論 23
3．1．2 康復(fù)工程技術(shù) 25
3．2 虛擬現(xiàn)實(shí)康復(fù)技術(shù)簡(jiǎn)介 26
3．2．1 虛擬現(xiàn)實(shí)康復(fù)與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)康復(fù) 26
3．2．2 虛擬現(xiàn)實(shí)康復(fù)技術(shù)的分類 27
3．2．3 虛擬現(xiàn)實(shí)康復(fù)技術(shù)的主要特點(diǎn) 27
3．3 虛擬現(xiàn)實(shí)康復(fù)的反饋及其生理效應(yīng) 28
3．3．1 視覺(jué)反饋及其生理效應(yīng) 29
3．3．2 力觸覺(jué)與本體感覺(jué)反饋及其生理效應(yīng) 32
3．3．3 虛擬現(xiàn)實(shí)康復(fù)中的多感官通道設(shè)計(jì) 36
3．4 虛擬現(xiàn)實(shí)康復(fù)系統(tǒng)組成與設(shè)計(jì) 38
3．4．1 虛擬現(xiàn)實(shí)康復(fù)系統(tǒng)軟/硬件組成 38
3．4．2 虛擬現(xiàn)實(shí)康復(fù)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)規(guī)范 41
思考與練習(xí) 43
第4章 虛擬現(xiàn)實(shí)康復(fù)中的人機(jī)交互 44
4．1 虛擬現(xiàn)實(shí)人機(jī)交互簡(jiǎn)介 44
4．2 手指運(yùn)動(dòng)模式及手勢(shì)識(shí)別 46
4．2．1 手指運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)特征 46
4．2．2 基于數(shù)據(jù)手套的手指運(yùn)動(dòng)檢測(cè)及手勢(shì)識(shí)別 46
4．2．3 手指運(yùn)動(dòng)的體感傳感檢測(cè) 48
4．3 肢體運(yùn)動(dòng)模式檢測(cè) 50
4．3．1 肢體運(yùn)動(dòng)的非接觸體感交互檢測(cè) 50
4．3．2 可穿戴式人體運(yùn)動(dòng)信息檢測(cè) 51
4．4 神經(jīng)肌肉信息檢測(cè)及模式識(shí)別 54
4．4．1 神經(jīng)信息解碼及虛擬現(xiàn)實(shí)交互 54
4．4．2 肌電信號(hào)檢測(cè)及運(yùn)動(dòng)意圖識(shí)別 55
4．4．3 腦神經(jīng)信號(hào)檢測(cè)及虛擬現(xiàn)實(shí)交互 57
4．5 虛擬現(xiàn)實(shí)康復(fù)系統(tǒng)的人機(jī)交互設(shè)計(jì) 60
4．5．1 虛擬現(xiàn)實(shí)人機(jī)交互算法設(shè)計(jì) 60
4．5．2 虛擬現(xiàn)實(shí)上肢運(yùn)動(dòng)交互控制設(shè)計(jì) 61
4．5．3 虛擬現(xiàn)實(shí)康復(fù)訓(xùn)練的運(yùn)動(dòng)代償自適應(yīng)調(diào)整 66
思考與練習(xí) 68
第5章 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的肢體運(yùn)動(dòng)康復(fù)應(yīng)用 69
5．1 運(yùn)動(dòng)康復(fù)基本知識(shí) 69
5．1．1 運(yùn)動(dòng)康復(fù)生物力學(xué)基礎(chǔ) 69
5．1．2 上、下肢運(yùn)動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練基本臨床操作規(guī)范 72
5．1．3 身體平衡協(xié)調(diào)與康復(fù) 76
5．2 運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)驅(qū)動(dòng)的上肢康復(fù)虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用設(shè)計(jì) 78
5．2．1 上肢康復(fù)運(yùn)動(dòng)及參數(shù)設(shè)計(jì) 78
5．2．2 虛擬角色和場(chǎng)景建模 84
5．2．3 運(yùn)動(dòng)參數(shù)檢測(cè)與人機(jī)交互設(shè)計(jì) 89
5．3 力觸覺(jué)反饋與腕關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)虛擬康復(fù)應(yīng)用設(shè)計(jì) 94
5．3．1 腕部運(yùn)動(dòng)康復(fù)任務(wù)設(shè)計(jì) 94
5．3．2 腕關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練的力觸覺(jué)反饋 95
5．4 下肢康復(fù)虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用設(shè)計(jì) 96
5．4．1 模擬騎行的下肢康復(fù)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 96
5．4．2 基于足踝作用力檢測(cè)的下肢康復(fù)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 99
5．5 虛擬現(xiàn)實(shí)交互下的平衡功能康復(fù)應(yīng)用設(shè)計(jì) 100
5．5．1 虛擬現(xiàn)實(shí)平衡康復(fù)原理 100
5．5．2 虛擬現(xiàn)實(shí)平衡康復(fù)訓(xùn)練應(yīng)用設(shè)計(jì) 101
5．6 虛擬現(xiàn)實(shí)與康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人集成應(yīng)用設(shè)計(jì) 103
思考與練習(xí) 106
第6章 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的認(rèn)知與神經(jīng)心理康復(fù)應(yīng)用 107
6．1 認(rèn)知與神經(jīng)心理康復(fù)基本知識(shí) 107
6．2 虛擬現(xiàn)實(shí)與神經(jīng)心理認(rèn)知 110
6．3 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的認(rèn)知與神經(jīng)心理康復(fù)設(shè)計(jì) 112
6．3．1 兒童孤獨(dú)癥虛擬現(xiàn)實(shí)康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng) 112
6．3．2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的空間認(rèn)知訓(xùn)練應(yīng)用 114
6．4 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在認(rèn)知與神經(jīng)心理康復(fù)中的應(yīng)用 117
思考與練習(xí) 119
第7章 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與康復(fù)評(píng)定 120
7．1 康復(fù)評(píng)定的基本概念 120
7．2 關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)功能的虛擬現(xiàn)實(shí)評(píng)定 121
7．2．1 關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)功能評(píng)定簡(jiǎn)介 122
7．2．2 上肢關(guān)節(jié)活動(dòng)度評(píng)定 124
7．2．3 行走功能評(píng)定 128
7．2．4 手部運(yùn)動(dòng)功能評(píng)定 129
7．3 平衡功能的虛擬現(xiàn)實(shí)評(píng)定 131
7．3．1 平衡功能評(píng)定簡(jiǎn)介 131
7．3．2 身體重心檢測(cè)與平衡功能評(píng)定 133
7．4 虛擬現(xiàn)實(shí)康復(fù)在線評(píng)定與訓(xùn)練過(guò)程交互控制 135
7．4．1 康復(fù)訓(xùn)練在線評(píng)定與交互控制簡(jiǎn)介 135
7．4．2 上肢虛擬現(xiàn)實(shí)康復(fù)訓(xùn)練在線評(píng)定及自適應(yīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng) 136
7．5 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在神經(jīng)心理康復(fù)評(píng)定中的應(yīng)用 139
7．5．1 融合腦機(jī)接口的虛擬現(xiàn)實(shí)空間認(rèn)知康復(fù)訓(xùn)練與評(píng)定 140
7．5．2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在神經(jīng)心理評(píng)定中的應(yīng)用 140
思考與練習(xí) 143
參考文獻(xiàn) 144