[发明专利]运动康复智能交互式教学培训系统

说明书

本发明提供了一种运动康复智能交互式教学培训系统。该系统将运动康复教学培训内容与前沿信息化技术相互融合，为使用者提供规避环境条件限制且能够提供与真实场景相似的视觉、听觉和触觉内容，将人体机能评估、物理治疗训练和康复方案推演有机整合，合理设置，实现影像学分析、触诊、动作测试、手法治疗等运动康复技能的交互式训练和身体情况评估、康复效果推演等运动康复理论学习的定制化智能展现。该系统包括头戴式显控设备、动作捕捉分系统、身份识别分系统、智能仿真人体模型、设备接入管理分系统、综合展现分系统、运动康复智能培训分系统、数据“云”平台。该系统的使用可有效提高使用者培训效果、极大缩短人员培训周期，实时记录和分析操作动作，准确判定动作结果，可智能完成康复方案的推演评估及效果展现，大幅提高评估方案的合理性和科学性，可实现培训内容优化定制，培训过程的引导式教学，培训方案的智能优化。

技术领域

本发明涉及运动康复的基本理论知识和基本技能的教学培训领域，尤其涉及一种基于智能仿真人体模型、人工智能算法、虚拟现实和动作捕捉技术的运动康复智能交互式教学培训系统。

背景技术

运动康复是新兴的体育、健康和医学交叉结合的前沿学科，主要研究运动与健康的关系。运动康复内容通常是指通过整体评估（包括问诊、观察、触诊、动作测试、测量、影像学分析等）找出患者的具体问题以及形成问题过程中的因素，综合考虑损伤组织修复周期和个人具体情况设置康复计划，通过现代康复器械、物理手法治疗和康复训练解除症状，然后加强肌肉和关节，让患处能够承受更多负荷以免症状反复出现，最后优化身体姿势形态减少患处的受力。

运动康复教学培训内容主要包括身体机能评估、物理治疗和康复方案制定三部分，学习内容涉及人体解剖学、运动生物学、诊断学、康复医学等多个专业领域。现阶段运动康复教学方式主要包括：理论教学、课堂讲解，视频演示、挂图、人体模型展示，操作示范和实体训练。运动康复课程涉及内容广泛，但不同课程的教学相对独立，不利于学员在学习过程中对相关课程的综合学习运用和融会贯通；运动康复实际技能的掌握很大程度上来源于经验的积累和操作实践，现阶段教学内容理论较多，与运动康复实际技能掌握要求不相匹配；师资力量有限，很难满足不同学习者的差异化教学和针对性辅导；操作实践机会较少，难以形成理论与实践的相互映证；同时由于教员示范动作缺乏统一的标准规范，难以对学员的操作动作起指导作用；所用教学培训辅助器材与真实操作场景差别较大、无互动性、缺乏真实性和体验感；运动康复专业教学对于学习者的综合理解能力和跨学科的综合运用能力提出了很高要求，传统的教学手段难以在短时间内培养出综合能力合格的专业技能人才。

目前，虚拟现实技术、动作捕捉技术在运动、医疗和教学领域已经有了广泛应用，尤其是应用于运动仿真、虚拟手术、康复治疗、基础学科教学等领域，人工智能主要应用于信息识别和智能算法。但将虚拟现实、人工智能、动作捕捉等技术综合运用于某学科的教学培训中以达到智能教学、交互式操作、课程智能优化目标的综合集成系统还尚未实现。国内虚拟现实、动作捕捉、人工智能等技术在运动康复中的应用主要集中在病人的运动情况收集、康复场景模拟、康复动作展示方面，没有在运动康复教学培训领域进行应用，现有的应用重在展示和模拟，难以满足教学培训过程中的复杂交互需求和真实场景体验。与实际的学习需求差距较大。

发明内容

本发明目的意在解决现有运动康复教学培训方法缺陷，贴近运动康复人才培训需求，提出的一种将现有的运动康复人才培训模式与人工智能技术、虚拟现实技术、动作捕捉技术相互融合的运动康复智能交互式教学培训系统。该系统针对运动康复人才培训内容，通过为使用者提供规避环境条件限制且能够提供与真实场景相似的视觉、听觉和触觉内容，将人体机能评估、物理治疗训练和康复方案推演有机整合，合理设置，实现影像学分析、触诊、动作测试、手法治疗等运动康复技能的交互式训练和身体情况评估、康复效果推演等运动康复理论学习的定制化智能展现，有效解决运动康复相关教学内容的抽象性、复杂性和多样性。

该系统包括。