云帆VR元宇宙创新中心：虚拟现实技术提供沉浸式的康复体验

对于众多脑卒中患者，如果能够得到及时有效的康复训练治疗，可以恢复患者的肢体运动情况以实现生活自理能力。然而，传统的康复训练疗法需要配以辅助康复训练机构以及医护人员的引导等，并且针对不同的康复训练状况需要采取与其相匹配的辅助康复医疗械，而且对于医护人员的技能及临床经验要求非常之高，由于目前医护人员的紧缺与康复患者的众多，引起个体患者的康复训练时间有限，进而导致患者错过最佳的康复训练时间。

针对目前康复医师与患者之间供求失衡的情况下，新的康复治疗手段不断被引入康复医疗领域，伴随计算机技术发展而逐渐壮大的虚拟现实得到了迅速的发展，同时引起了医学界的专家、学者们的高度重视并逐步将虚拟现实技术应用于康复训练之中，因此虚拟现实康复技术应运而生。

虚拟现实技术由于具有交互性、沉浸感、构想性而被广泛的应用于教育、娱乐、医疗等领域。在医疗领域，虚拟现实能够提供给患者沉浸式的康复体验，并加以人机交互技术，可以大幅提升患者的康复疗效。作为虚拟现实行业第一批创业者，云帆VR元宇宙创新中心的专家们以脑卒中患者的肢体运动功能康复训练为例，对虚拟现实康复技术进行介绍。

虚拟现实技术不断地被应用于患者的康复训练中，一方面减少了传统主要基于康复医师辅助运动治疗方法，同时避免了上述治疗方法不规范性等诸多问题；另一方面一定程度上带动了康复患者的主动康复训练的意识，使其在心情舒畅的环境下进行康复训练。虚拟现实技术之所以不断应用于康复训练中，还主要体现在其能够提供其他基于辅助机械训练所不能提供的感知与享受，能够使患者在康复训练过程中显得更加自然、有成就感，虚拟现实技术不断融入康复治疗将是未来康复领域的重要方向。

传统的脑卒中恢复期治疗方法是以分级或反射运动控制为理论基础，主要是依靠康复医师手动辅助患者康复训练，康复训练无法得到有效保障，从而影响康复效果。

常见基于虚拟现实技术的康复运动功能训练，主要是在患者进行康复训练过程中附以相应的游戏场景，使患者在做康复训练过程时伴有一定乐趣在里面，却仍难以调动患者的主动参与意识和自信心。同时由于欠缺对患者生理状态的评价策略，患者康复过程中产生疲劳，易于出现意外导致二次受伤，进而限制了虚拟现实技术的临床推广应用。结合脑肌电信号能够反映患者运动模式和生理功能状态的特点，基于脑肌电信号与虚拟场景的脑卒中患者康复训练整体系统设计方案框图如1所示。

图1脑卒中患者虚拟现实康复方案

系统工作流程如下：

(1)  脑卒中患者结合虚拟康复系统进行康复训练，同步采集脑卒中患者的脑肌电信号并无线发送至PC端；

(2)  PC端获取脑肌电信号并进行前期的信号预处理，一方面提取基于sEMG运动模式特征向量，实现对脑卒中患者的运动模式进行有效刻画；另一方面提取sEMG疲劳指标和EEG疲劳指标作为运动疲劳评价的特征向量，实现对脑卒中患者的疲劳程度进行有效刻画；

(3)  将运动模式特征向量送入智能分类器1，进行运动模式分类，并根据分类结果控制虚拟康复训练场景；

(4)  将s EMG疲劳指标和EEG疲劳指标送入智能分类器2，进行疲劳等级分类，并根据分类结果自适应调节虚拟康复训练场景难易程度；系统克服了目前康复训练的不足，不仅实现基于虚拟场景的人机交互，以摆脱患者被动接受实体康复机器人康复训练的缺陷，而且能够根据患者目前生理状况自适应的调节康复训练场景，减缓或增强康复训练强度，避免不当训练所造成的二次损伤。

临床研究表明，通过及时、积极的康复训练，大部分中风患者可以恢复简单肢体运动能力、甚至痊愈。针对恢复期脑卒中患者个体的差异性，脑电（EEG）与肌电（sEMG）信号能够实时反映不同个体的运动功能状态，通过分析脑肌电信号获取患者生理状态，并作为反馈自适应调节虚拟场景难易，不仅能够提高患者康复训练的主动性和自信心，同时避免因疲劳状态下训练所导致的二次受伤，保证康复训练的安全性，使康复训练更加智能化、人性化，进而推动虚拟现实技术的临床实用化进程，缓解康复医师短缺、康复机器人辅助训练不足的现状，具有重要的经济和社会价值。

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云帆VR元宇宙创新中心，计划在以下范畴拓展对数字世界的应用研究：

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2：三维云应用：5G云计算、轻量化云计算、多媒体云传输、GPU云渲染集群。

云帆VR元宇宙创新中心，旨在整合计算机科学和三维、图形图像计算等相关领域，面向实际行业场景和未来世界的前沿研究。建立产研合作平台，促进大众科技创新应用，打造产业、研究中心深度融合的生态圈。云帆VR数字孪生研发中心秉承“所见即所得”为使命，专注未来数字世界的三维科学研究，为全球数字科技和数字经济的进步，添砖加瓦。