趙宏偉+楊利

摘要：在老人的康復(fù)治療中人工式輔助治療是最佳的選擇，但是在現(xiàn)實(shí)中患者的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于康復(fù)教練的數(shù)量。所以就目前狀況來看，創(chuàng)建出能同時(shí)滿足病患消費(fèi)需求和方便病患康復(fù)病情時(shí)使用的系統(tǒng)是非常重要的，醫(yī)生可以利用 XBOX感應(yīng)器來獲得病患骨骼的空間深度圖，構(gòu)建一套新的患者肢體康復(fù)訓(xùn)練的動(dòng)作。

關(guān)鍵詞：康復(fù)治療；XBOX；物理治療；訓(xùn)練

中圖分類號(hào)：G804.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-864X（2016）11-0120-02

一、概述

在2010年10月份的時(shí)候，微軟公司新推出的體感設(shè)備有著出色的人體跟蹤功能和人體姿態(tài)評(píng)估功能。它實(shí)現(xiàn)了用戶可以通過語音跟手勢(shì)等人體行為與計(jì)算機(jī)更為自然的交互，所以稱它為新一代自然人機(jī)交互技術(shù)的典范。之后微軟為了更好的發(fā)掘這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展?jié)摿Γo接著就推出了XBOX for Windows SDK開發(fā)工具包。通過對(duì)XBOX的開發(fā)，現(xiàn)在很多領(lǐng)域都可以應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)，比如可以應(yīng)用在體感游戲方面、可以應(yīng)用在電子數(shù)據(jù)庫方面、醫(yī)學(xué)等各個(gè)方面。在本篇文章中，我們主要提出了在 XBOX感應(yīng)器的基礎(chǔ)上識(shí)別骨骼的方法[1]。 XBOX是微軟最新推出的Xbox360的游戲外設(shè)，在這篇文章中，是利用XBOX的信息采集設(shè)備，對(duì)被識(shí)別人體的深度圖像跟后天的人體骨骼信息進(jìn)行有效的識(shí)別。為了識(shí)別和融合科學(xué)的骨骼識(shí)別功能，一個(gè)綜合的生理特征和行為特征進(jìn)行有效的識(shí)別方法是人體測(cè)量?？偟膩碚f，骨骼的識(shí)別系統(tǒng)是通過XBOX前端的攝像機(jī)骨骼跟蹤功來采集人體靜態(tài)的骨骼信息；另外，腿的輪廓描述三維運(yùn)動(dòng)行走特性和關(guān)節(jié)角度的機(jī)構(gòu)。在計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域當(dāng)中，檢測(cè)目標(biāo)和跟蹤技術(shù)起著非常重要的作用。其中，人體的目標(biāo)的探測(cè)和跟蹤的熱點(diǎn)目前的研究最熱的方向之一，它深入且服務(wù)于社會(huì)生活的各個(gè)方面。在這篇文章中，在XBOX硬件平臺(tái)上，對(duì)人類目標(biāo)檢測(cè)和識(shí)別，對(duì)目標(biāo)人的運(yùn)動(dòng)特征進(jìn)行分析，最終將實(shí)現(xiàn)對(duì)人體的跟蹤的目的。本篇文章對(duì)病患康復(fù)訓(xùn)練這個(gè)系統(tǒng)的探索與設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是利用XBOX感應(yīng)器對(duì)人體骨骼的深度檢測(cè)技術(shù)。就現(xiàn)在的醫(yī)學(xué)領(lǐng)域來說老人的疾病，像腦癱、腦溢血等疾病后遺癥的康復(fù)問題是很值得我們?nèi)パ芯亢吞剿鞯?，本文的核心?nèi)容是開發(fā)出一套可以同時(shí)滿足病患康復(fù)訓(xùn)練的要求又可以應(yīng)用在不同場(chǎng)合的康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)。[1，2]？？

二、康復(fù)治療的幾種方式

（一）基本情況。

腦是人體最重要的一部分，因?yàn)槿绻梭w的腦部發(fā)生一點(diǎn)意外或者受到外來因素的傷寒，所帶來的危害比其他疾病更嚴(yán)重。在現(xiàn)在的生活中，老人的腦部很容易發(fā)生病變，比如：腦溢血，老年癡呆等老年疾病，而75%的病人會(huì)多多少少留下的后遺癥。如今，患有腦傷不僅僅是通過疾病，有時(shí)也可能是因?yàn)榻煌ㄒ馔饣蛘咂渌馔狻Ｗ疃嗟木褪墙煌ㄒ馔?，在該意外中總?shù)的26%受到的外傷為腦外傷。絕大多數(shù)的腦外傷病人都存在功能性運(yùn)動(dòng)障礙。

研究表明，能在最短的時(shí)間內(nèi)使患者的基本運(yùn)動(dòng)和自立能力得到有效的提高最好的辦法就是康復(fù)指導(dǎo)訓(xùn)練。不過這種治療的時(shí)間長(zhǎng)，枯燥，患者的心理承受可能性也在這些方面與這種厭倦了。然后傳統(tǒng)的治療方法費(fèi)用高，在大部分都是患者的治療費(fèi)用而放了治療。

病患康復(fù)訓(xùn)練就是為了恢復(fù)患者的身體的機(jī)能或全部功能最大限度的回復(fù)。傳統(tǒng)的訓(xùn)練過程中，醫(yī)務(wù)人員進(jìn)行了1對(duì)1突破，而且要了解患者的病情和接受能力。本文通過XBOX[4]設(shè)備采集教練的標(biāo)準(zhǔn)的恢復(fù)訓(xùn)練動(dòng)作。醫(yī)生可以根據(jù)這些標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)作給患者做出適合他們病情的訓(xùn)練教程。只要有電腦、XBOX感應(yīng)器，3維顯示設(shè)備：病人可以選擇在醫(yī)院或者家里自己最滿意的地方進(jìn)行訓(xùn)練。[3]？？

（二）傳統(tǒng)的康復(fù)訓(xùn)練方法。

跟康復(fù)機(jī)器人是機(jī)器人的初始理念。主要包含上肢和下肢的恢復(fù)性訓(xùn)練。結(jié)合康復(fù)機(jī)器人、康復(fù)治療技術(shù)和機(jī)器人技術(shù)這三個(gè)技術(shù)，主要的用途地解決患者四肢的運(yùn)動(dòng)能力?？祻?fù)機(jī)器人、康復(fù)治療的理論是根據(jù)神經(jīng)可塑性原理，重復(fù)訓(xùn)練病人的肢體，可以使病人的大腦可塑性適用于運(yùn)動(dòng)功能。通過功能漸近性來幫助病人重新掌握運(yùn)動(dòng)能力，用中國(guó)古話說叫“積跬步，以行千里”。[4，5]？？

當(dāng)下康復(fù)機(jī)器人這項(xiàng)技術(shù)所涉及的手臂的康復(fù)訓(xùn)練和機(jī)器人，大約分為以下幾種功能：康復(fù)步行、康復(fù)手部、康復(fù)踝部和康復(fù)頸部等功能。共分四個(gè)階段：第一階段是臥床行走訓(xùn)練，康復(fù)患者的站立能力和改善步態(tài)模式，防止最低血壓狀況的發(fā)生，改善心血管調(diào)節(jié)能力，但是不需要懸吊系統(tǒng)，心肺活動(dòng)，促進(jìn)盡快回復(fù)，刺激萎縮的肌肉細(xì)胞生長(zhǎng)，固定標(biāo)準(zhǔn)的步態(tài)動(dòng)作[7]。第二階段是運(yùn)用站步行減量訓(xùn)練和標(biāo)準(zhǔn)化步態(tài)訓(xùn)練； 模擬現(xiàn)實(shí)生活中真實(shí)的走路動(dòng)作；運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練量可以根據(jù)具體情況設(shè)定；通過患肢四肢力量的比較，進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練的周期性報(bào)告；界面盡量真實(shí)，以提高患者訓(xùn)練興趣?？祻?fù)第三階段是步態(tài)分析。使用無線位置傳感器技術(shù)，確定病人走路狀態(tài)不正常的原因跟程度；觀察患者恢復(fù)的情況，醫(yī)生可通過觀察病人的病情制定適合病人的治療方案?？祻?fù)第四階段是主動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練，通過觀察人體在虛擬現(xiàn)實(shí)訓(xùn)練中的反饋；測(cè)試患者的四肢和軀干的關(guān)節(jié)活動(dòng)程度和運(yùn)動(dòng)能力。

在古時(shí)候的醫(yī)學(xué)書籍中，康復(fù)分三種：疾病的治愈和精神的康復(fù)和正氣。中醫(yī)提出對(duì)殘疾者、慢性病、老年病等功能性疾病進(jìn)行功能的康復(fù)治療。這點(diǎn)與西醫(yī)的治療想法不謀而合。中醫(yī)康復(fù)尤其強(qiáng)調(diào)整體、辯證、功能的康復(fù)的概念。中醫(yī)康復(fù)治療的康復(fù)訓(xùn)練的代表性是以下的情況名列前茅。冬季亞運(yùn)會(huì)上一年夏天的季節(jié)變化影響，導(dǎo)致人體的陰陽平衡，就會(huì)影響氣血的流通或內(nèi)臟被損壞，人體就會(huì)軟弱無力。堅(jiān)持進(jìn)行恢復(fù)性訓(xùn)練，護(hù)理時(shí)根據(jù)大自然的情況進(jìn)行康復(fù)恢復(fù)訓(xùn)練。例如：夏天的時(shí)候，病房進(jìn)行良好的通風(fēng)，用冷色系的燈照明，已達(dá)到?jīng)鏊募具@樣人體會(huì)覺得這樣很舒服。預(yù)防感冒和身上的保溫，可以通過部署的照明和窗簾的縫隙。春天陽氣上升、康復(fù)必須在室外進(jìn)行。炎熱的夏天的最好是人正在樹蔭下或室內(nèi)活動(dòng)，以避免豐富的汗水，已達(dá)到保護(hù)身體的目的。

三、XBOX康復(fù)治療的方式

微軟公司的態(tài)度變化，令開發(fā)者意欲高漲。2011年向微軟舉行的“想象杯”進(jìn)入決賽，并Apptenders資助計(jì)劃小組發(fā)明的XBOX項(xiàng)目排在了首位。這是一項(xiàng)利用XBOX遠(yuǎn)程物理療法的系統(tǒng)，它捕捉孩子們動(dòng)作，從而準(zhǔn)確無誤的擊球。把每天完成游戲的情況反饋給醫(yī)生，醫(yī)生也可以通過電腦監(jiān)控患者的康復(fù)情況。利用XBOX SDK這一技術(shù)進(jìn)行手術(shù)時(shí)要求有嚴(yán)格的無菌環(huán)境、嚴(yán)格限制手術(shù)的數(shù)量和裝備。這一技術(shù)還研發(fā)出了語音識(shí)別功能[9]，可以使醫(yī)生快速地查看結(jié)果和其他化驗(yàn)信息。方便醫(yī)生進(jìn)行手術(shù)進(jìn)而降低了很多手術(shù)中不必要的風(fēng)險(xiǎn)。

在兒童的發(fā)育期間自閉癥是兒童疾病最嚴(yán)重的兒童疾病之一，患有自閉癥的癥狀是很明顯的。自閉癥是社會(huì)交流能力和語言發(fā)育的一種障礙，出奇的做法是主要癥狀。根據(jù)現(xiàn)在的醫(yī)學(xué)水平，不僅查不出自閉癥的發(fā)病原因，還沒有研制出可以有效控制病情的藥物。XBOX可以捕捉的孩子們的動(dòng)作，將信息反饋到后臺(tái)計(jì)算機(jī)、軟件來進(jìn)行病情分析。患有此病的孩子在他們2 ～ 7歲的時(shí)候是治療和恢復(fù)訓(xùn)練最佳時(shí)期。

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資助信息：遼寧省社會(huì)科學(xué)基金（L14ASH001）： 醫(yī)養(yǎng)結(jié)合家庭和社區(qū)智慧養(yǎng)老云平臺(tái)構(gòu)建模式研究。