临床专家使用微软HoloLens 2为假肢患者提供康复训练

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以价格相对低廉3D康复方法作为物理替代方案

映维网Nweon 2022年12月26日)随着假肢用户数量的增加,市场对相关康复训练的需求越来越大。但对于截肢患者的康复而言,传统的康复训练相对枯燥,而且成本相对高昂。尤其是廉价的假肢,由于截肢部位的肌肉和神经退化,其很难产生EMG信号,因此更有必要进行假肢康复训练。

所以,韩国光云大学和蔚山大学医学院的研究人员希望以价格相对低廉3D康复方法作为物理替代方案,并正在探索微软HoloLens 2方案,用没有时间和空间限制的XR内容来增加康复训练的便利性和激励性。

具体来说,团队提出了一种基于微软HoloLens 2的XR康复系统,而患者和临床专家都在同一环境中使用微软HoloLens 2的XR设备进行康复训练。康复训练内容以XR游戏的形式提供,并为截肢者的运动次数分配为分数。

在康复训练中,截肢患者必须执行总共10个动作。如上面的图片所示,微软HoloLens 2允许截肢者以视觉形式看到虚拟假肢而无需实际使用假肢。同时,附着在实际截肢部位的EMG传感器可以用于驱动相关的游戏。

在截肢者每次进行动作时,HoloLens 2可以以数字叠加形式在用户视场发出“完成”信息。同时,团队使用UnityAzure Kinect来测量患者关节顶点的运动。

研究人员表示,基于EMG信号的HoloLens 2数字康复模拟方法对于治疗师快速评估和系统定制康复计划相当有效。在对下肢截肢患者进行测试时,肌肉康复效果和主观能动性方面均得到了高度评分。例如,使用HoloLens 2进行的适应性评估显示出显著性(z=−2.294,*p=0.022)。

当然,年纪较大的用户较难使用HoloLens2,因为需要指导来控制康复系统,所以评分较低。较低年龄的用户对反应性和游戏能力给予了较高的评价。在两个年龄组中,在详细的调查和评估中,使用HoloLens 2进行康复训练的主观能动性方面得分较高。在评估过程中,他们认为在虚拟环境中的康复训练十分有趣,并且存在激励作用。

延伸阅读Implementation of the XR Rehabilitation Simulation System for the Utilization of Rehabilitation with Robotic Prosthetic Leg

对于未来的研究,团队希望根据输入力的值细分运动,并且降低用户界面的难度,从而提供一个简化和优化的XR康复模拟系统。

值得一提的是,团队表示这个基于微软HoloLens 2的康复系统预计会提供给临床专业人员和实际病房中的截肢患者使用。实际上,所述系统目前正在一家医院进行临床试验。尽管在未来的研究中必须根据适合每个个体的EMG信号来设置阈值,但团队预计这个模拟系统将有助于改善下肢截肢患者的肌肉运动记忆和康复训练的便利性。

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